Understanding the close encounter of heme proteins with carboxylated multiwalled carbon nanotubes: a case study of contradictory stability trend for hemoglobin and myoglobin

文献情報

出版日 2021-08-11
DOI 10.1039/D1CP02167B
インパクトファクター 3.676
著者

Sumit Kumar, Krishan Kumar, Ritu Yadav, Nagaraju Devunuri, Nirmala Deenadayalu, Pannuru Venkatesu


原文を見る

要旨

Carbon nanotubes (CNTs) are one of the unique and promising nanomaterials that possess plenty of applications, such as biosensors, advanced drug delivery systems and biotechnology. CNTs bind rapidly with proteins, which result in the formation of a protein coating layer known as a “protein corona” around the surface of the nanomaterial. This hinders their applications as a drug carrier and influences the properties of biological macromolecules. The present work focuses on studying the thermal stability and molecular level interactions of two heme proteins, hemoglobin (Hb) and myoglobin (Mb), in the presence of carboxylated functionalized multi-walled CNTs (CA-MWCNTs). Through the current study, the following steps have been taken to distinguish the biocompatibility of the hydrophilic surface CA-MWCNTs for heme proteins via a series of spectroscopic techniques and differential scanning calorimetry (DSC). UV-Visible and steady-state fluorescence spectroscopy were used to reveal changes in the aromatic amino acid residues of heme proteins upon the addition of CA-MWCNTs. Circular dichroism spectroscopy (CD) shows the alteration in the native structure of proteins in the presence of the nanomaterial. A tremendous increase in the size of the protein CA-MWCNTs system is observed in dynamic light scattering (DLS), which clearly manifests the protein corona formation. Unexpectedly, both proteins interact differently with CA-MWCNTs, which is observed in CD spectroscopy and DSC. In the presence of CA-MWCNTs, an increase in the transition temperature (Tm) was observed for Hb, while the Tm value decreases for Mb. Different interactions with proteins at the molecular scale may be the reason for this unexpected behavior. Henceforth, the present results can help in the design of the next-generation drug carrier nanomaterials with the idea of the heme protein corona formation prior to development.

関連文献

Unexpected protonation state of Glu197 discovered from simulations of tacrine in butyrylcholinesterase

Xiao Wan, Yuan Yao, Lei Fang, Junjun Liu

2018-05-08 Paper

DOI: 10.1039/C8CP01566J

Phenyl radical + propene: a prototypical reaction surface for aromatic-catalyzed 1,2-hydrogen-migration and subsequent resonance-stabilized radical formation

Zachary J. Buras, Te-Chun Chu, Adeel Jamal, Nathan W. Yee, Joshua E. Middaugh, William H. Green

2018-04-13 Paper

DOI: 10.1039/C8CP01159A

Influence of the hydrogen-bond interactions on the excited-state dynamics of a push–pull azobenzene dye: the case of Methyl Orange

Christoph Nançoz, Giuseppe Licari, Joseph S. Beckwith, Magnus Soederberg, Bogdan Dereka, Arnulf Rosspeintner, Oleksandr Yushchenko, Romain Letrun, Sabine Richert, Bernhard Lang, Eric Vauthey

2018-02-15 Paper

DOI: 10.1039/C7CP08390D

Solvation-controlled lithium-ion complexes in a nonflammable solvent containing ethylene carbonate: structural and electrochemical aspects

Michiru Sogawa, Hikaru Kawanoue, Yanko Marinov Todorov, Daisuke Hirayama, Hideyuki Mimura, Nobuko Yoshimoto, Masayuki Morita, Kenta Fujii

2018-02-09 Paper

DOI: 10.1039/C7CP08511G

All-atom molecular dynamics simulations of spin labelled double and single-strand DNA for EPR studies

C. Prior, L. Danilāne, V. S. Oganesyan

2018-04-16 Paper

DOI: 10.1039/C7CP08625C

Effects of 1-hexanol on C12E10 micelles: a molecular simulations and light scattering study

Sampsa Vierros, Maria Sammalkorpi

2018-01-31 Paper

DOI: 10.1039/C7CP07511A

Theoretical study on mesoscopic-size impurity effects in the charge separation process of organic photocells

Motomichi Tashiro, Takahito Nakajima

2018-05-21 Paper

DOI: 10.1039/C7CP08125A

The structure–electrochemical property relationship of quinone electrodes for lithium-ion batteries

Licheng Miao, Luojia Liu, Zhenfeng Shang, Yixin Li, Yong Lu, Fangyi Cheng, Jun Chen

2018-04-17 Paper

DOI: 10.1039/C8CP00597D

Poly(vinylidene fluoride)/poly(3-methylthiophene) core–shell nanocomposites with improved structural and electronic properties of the conducting polymer component

Nikolay A. Ogurtsov, Valery N. Bliznyuk, Andrii V. Mamykin, Oleksandr L. Kukla, Yuri P. Piryatinski, Alexander A. Pud

2018-02-05 Paper

DOI: 10.1039/C7CP07604E

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

間溴苯甲酰腈の市場動向や研究トレンドはどうですか?

間 brom 苯甲酰腈は、合成化学や薬物化学において重要な Intermediate として使用されています。市場動向としては、その合成性と機能性により、研究開...

24999-51-7(3-Bromophenyl)(oxo)...
化合物よくある質問

去磺基萝卜硫苷とは何ですか?

去磺基萝卜硫苷は、化学物質のCAS番号287966-62-5に該当する化合物で、主に植物由来の化合物です。

287966-62-5Desulfo Glucoraphani...
化合物よくある質問

Methyl 2-amino-5-(trifluoromethyl)benzoateに適用される法規ガイドラインは何ですか?

CAS番号117324-58-0の塩酸メチル2アミノ-5-トリフルオロメチルベンゼートは、GHS分類により腐食性物質と判定されます。REACH規則では、製造、販...

117324-58-0Methyl 2-amino-5-(tr...
化合物よくある質問

3-ブロモ-1,3,4,5-四水化-2H-1-ベンザアゼピン-2-オンは安全ですか?

毒性があるため、適切な安全対策が必須です。皮膚や粘膜への刺激性が強く、吸入や誤飲により健康被害を引き起こす可能性があります。取扱時にはガスマスクや手袋、眼鏡を使...

86499-96-93-Bromo-1,3,4,5-tetr...
化合物よくある質問

三氟甲基ピリジン-2-甲アミン塩酸塩は安全ですか?

三氟甲基ピリジン-2-甲アミン塩酸塩は安全性に注意が必要です。毒性は低レベルですが、直接的接触や吸入は避けるべきです。適切な手袋や防塵マスクを着用し、密閉された...

871826-12-9(5-(Trifluoromethyl)...
化合物よくある質問

1-エチル-4-(4-硝基フェニル)ピペリジンは安全ですか?

1-エチル-4-(4-硝基フェニル)ピペリジンは有毒であり、取扱には注意が必要です。保管や作業中に手袋を着用し、目や皮膚に接触しないように注意する必要があります...

115619-00-61-Ethyl-4-(4-nitroph...
化合物よくある質問

1,1-ジメトキシプロパン-2-オンは安全ですか?

1,1-ジメトキシプロパン-2-オンは一般的に低毒性ですが、皮膚や目への刺激性があるため、取扱いには注意が必要です。蒸気や液体の吸入には有害な可能性があり、適切...

6342-56-91,1-dimethoxypropan-...
化合物よくある質問

コバルト(II) 3,3'-{[(1S,2S)-1,2-ジメチルフENCYCLICALE-1,2-エチエンジイル]ビス[ニトロリルメチルイリデン]}ビス[4-オキソ-2-ペンテン-2-olate]について「に適用される法規ガイドラインは何ですか?

この化合物はCAS番号259259-80-8に対応しています。GHS分類では、毒性、燃焼性、反応性、炎症性を考慮に入れ、適切な危険性分類が行われます。REACH...

259259-80-8Cobalt(2+) (2E,2'E)-...
化合物よくある質問

「カーバミル酸, N-[8-[[2-[[2-(2,6-ジオキソ-3-ピペリジニル)-2,3-ジオキソ-1,3-ジヒドロ-1H-イソイソインドール-4-イルオキシ]アセチル]アミノ]オクチル]-1,1-ジメチレチルエステル」はどのように保存すればよいですか?

この化合物は、冷却庫で-20℃の温度、乾燥した容器に保管し、直日光から保護する必要があります。湿度の高い環境や高温は避けてください。

1950635-34-32-Methyl-2-propanyl ...
化合物よくある質問

FMoc-D-4-Aph(tBu-CbM)-OHはどのように保存すればよいですか?

この化合物は、低温(室温以下)で密栓容器に入れ、避光して保存する必要があります。

1433975-21-3FMoc-D-4-Aph(tBu-CbM...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめ化合物

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。