Thermotropic liquid crystals from engineered polypeptides
Vloeibare kristallen gemaakt van eiwitten
Diego Pesce heeft vloeibare kristallen gemaakt, gebaseerd op genetisch gemanipuleerde elastine-achtige polypeptiden (ELPS) afkomstig van natuurlijk voorkomende elastine eiwitten. Een vloeibaar kristal (Engels: liquid crystal, LC) is te definiëren als de ‘gevoelige fase van materie’ en ligt tussen de vloeibare en de vaste toestand. Moleculen in de vloeibare kristallijne fase zijn gerangschikt en georiënteerd, zoals in kristallen, maar kunnen stromen als een vloeistof. De LC-toestand is kenmerkend voor vele biologische materialen.
De op elastine gebaseerde LC’s zijn gemaakt in afwezigheid van water, door elektrostatische complexvorming tussen de ELPS en oppervlakte-actieve stoffen met flexibele alkylketens. Op deze manier zijn oplosmiddelvrije thermotrope LC’s met een hoge thermische stabiliteit verkregen. Pesce ontdekte dat de lengten van de ELPS en oppervlakte-actieve alkylketens uiterst belangrijk waren voor het afstemmen van de fysische eigenschappen van de LC’s.
Tot slot heeft Pesce onderzocht hoe onbehandeld ELP materiaal (zonder oppervlakte-actieve stoffen) samenwerkt met zoogdiercellen. Hij zag een verhoogde cellulaire opname in correlatie met de ELP lading. Tegelijkertijd toonde de ELPS een opmerkelijk lage cytotoxiciteit en weerstand tegen afbraak in de cel.
De in het proefschrift gepresenteerde resultaten kwalificeren deze biologisch geïnspireerde structuren als een nieuwe en opwindende klasse van biomaterialen met vele toekomstige perspectieven.
Het onderzoek van Diego Pesce vond plaats binnen de afdeling Polymer Chemistry and Bioengineering van het Zernike Institute for Advanced Materials en werd gefinancierd door NWO.