Implementing Zn²⁺ion and pH-value control into artificial mussel glue proteins by abstracting a His-rich domain from preCollagen

Abstract

A His-rich domain of preCollagen-D found in byssal threads is derivatized by Cys and Dopa residues to allow for mussel-inspired polymerization. Artificial mussel foot proteins are accessed that combine cystenyldopa...

Accessing the Next Generation of Synthetic Mussel‐Glue Polymers via Mussel‐Inspired Polymerization

“…Figure S11). Moreover, 1 H- 13 C HSQC and 1 H-13 C HMBC confirmed the identity of the thiol-catechol connectivities (S.I. Section S5.7).…”

“…[12] MIPoly was demonstrated on i. sequence derivatives of the consensus sequence of mfp-1 (AKPSYPPTYKGGGC), [10] ii. different fusion peptides with pH-responsive or Zn 2+ -ion activatable b-sheet forming domains for cohesion control, [13] and iii. minimal adhesive domains YKC.…”

“…Some artificial mfps reach adhesive energies of up to 10.9 mJ m À2 , they coat even fluoropolymer surfaces and show adherence under 599 mm NaCl sea water model conditions. [10,12] Peptide-based artificial mfps offer a facile implementation of folding propensities to control cohesion [13] and enable tailormade interactions by exploiting material specific adsorption domains as found by combinatorial means. [5a,c, 14] However, the potential of peptide-or protein-based artificial mfps for commodity applications might be limited by costintensive scale up.…”

Die nächste Generation synthetischer Muschelkleberpolymere durch muschelinspirierte Polymerisation

“…Einige dieser künstlichen mfps erzielten adhäsive Energien von bis zu 10,9 mJ m À2 , beschichteten sogar Fluorpolymeroberflächen und zeigten unter 599 mm NaCl-Meerwassermodellbedingungen adhäsive Eigenschaften. [10,12] Diese peptidbasierten künstlichen mfps ermçglichen den einfachen Einbau von Faltsequenzen zur Kohäsionskontrolle [13] und ermçglichen maßgeschneiderte Wechselwirkungen durch Ausnutzung materialspezifischer Adsorptionsdomänen, die zum Beispiel durch kombinatorische Ansätze gefunden werden kçnnen. [5a,c, 14] Das Potential der peptid-oder proteinbasierten künstlichen mfps für wirtschaftliche Anwendungen kçnnte jedoch durch kostenintensive Ansatzvergrçßerung begrenzt werden.…”

“…Die Dopachinone konnten sowohl mittels Tyrosinase aus Tyrosin [10,11] als auch über eine chemische Oxidation aus Dopa-Einheiten gebildet werden. [12] Die MIPoly wurde anhand der Polymerisation von 1) der Konsensussequenz aus mfp-1 (AKPSYPPTYKGGGC), [10] 2) verschiedenen Fusionspeptiden mit pH-responsiver oder Zn 2+ -Ionen aktivierbarer Kohäsionskontrolle zur steuerbaren Ausbildung von b-Faltblattstrukturen [13] sowie 3) der minimalen Haftdomäne YKC [12] demonstriert. Die resultierenden künstlichen mfps mit den Thiol-Catechol-Verknüpfungen (thiol-catechol connectivities, TCC) im Rückgrat zeigten aus wässrigen Lçsungen eine schnelle Adsorption auf verschiedenen Substraten und die dabei gebildeten Beschichtungen tolerierten Waschschritte mit hohen Salzkonzentrationen, wie sie im Toten Meer vorliegen.…”