弹性蛋白对胶原蛋白生物力学属性的影响

目的胶原蛋白是许多动物体内维持组织形态、力学性能、伤口愈合的重要基础,功能的多样性主要得益于它可以与不同的细胞外基质进行交联。弹性蛋白为人体的各种组织和器官提供抵抗力和弹性。通过体外模拟细胞外基质的理化微环境,调节溶液中两种蛋白的比重从而得出弹性蛋白对胶原纤维自组装的生物力学影响机制。方法本实验以原子力显微镜作为研究工具,以一定浓度的无端牛皮Ⅰ型胶原蛋白为研究对象,在白云母上动态表征纤维形貌,对生长过程中不同时期胶原纤维的宽度、高度、总面积占比等数据进行分析总结,同时通过全原子分子动力学实验模拟进行力学分析。结果随着弹性蛋白比重的增加,成核阶段的胶原纤维数量随之增加;纤维趋向性随比重的增加发生变化,在高比重情况下甚至会使胶原纤维表现出弹性蛋白的形貌特征;胶原纤维的平均宽度也会增加,但是过高浓度的弹性蛋白效果有所减弱;胶原纤维的平均高度受弹性蛋白影响较小。结论弹性蛋白使胶原纤维的趋向性发生变化;胶原纤维平均宽度、高度结果表明两者间相互交联从而使胶原纤维面积占比增加;全原子分子动力学实验模拟结果表明弹性蛋白对胶原纤维的力学属性有促进作用。