Reversible Supramolecular Assembly of Velvet Worm Adhesive Fibers via Electrostatic Interactions of Charged Phosphoproteins

Baer, Alexander B.; Hänsch, Sebastian; Mayer, Georg; Harrington, Matthew J.; Schmidt, Stephan

doi:10.1021/acs.biomac.8b01017

Cited by 36 publications

(97 citation statements)

References 51 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Die Klebeeigenschaften dieses Stoffes sind nahezu universell. Nicht nur an allen möglichen Oberflächen in den natürlichen Lebensräumen haftet dieser Kleber bei mechanischer Beanspruchung zuverlässig, sondern auch unter Wasser und selbst an stark wasserabweisenden Oberflächen wie dem Teflon ® .…”

Section: Der „Sekundenkleber“ Und Die Verwandlung Zur Robusten Faserunclassified

“…Die restlichen 10 Prozent sind Trockensubstanz und setzen sich zur Hälfte aus Proteinen sowie freien Aminosäuren (Bausteinen der Proteine) zusammen. Nur geringfügig sind Fette und Zucker enthalten . Die Proteine lassen sich in zwei Größenklassen einteilen.…”

Section: Die Zusammensetzung Und Nanostruktur Des Fang‐ Und Abwehrsekunclassified

“…Im Sekret liegen Aminosäuren auch in freier Form vor (Glycin, Aspartat und Glutamat). Eine Elementanalyse ergab zudem, dass Phosphor, Calcium, Magnesium, Natrium und Kalium, welche nicht Bestandteil der Proteine sind, hochkonzentriert im Sekret vorliegen . Es ist also davon auszugehen, dass diese Elemente gebunden oder als freie Ionen ebenfalls wichtige Funktionen im Schleim erfüllen.…”

Section: Die Zusammensetzung Und Nanostruktur Des Fang‐ Und Abwehrsekunclassified

“…Es wurde festgestellt, dass Wasser einen Auflösungseffekt auf die Bindungen zwischen den Eiweißmolekülen hat. Darüber hinaus wurde sogar nachgewiesen, dass sich die Proteine selbstständig wieder zu den ursprünglichen Nanopartikeln zusammenfinden . Diese Beobachtungen legen den Schluss nahe, dass die Bindungen zwischen den beteiligten Molekülen nicht fest (also nicht‐kovalent) sind.…”

Section: Die Zusammensetzung Und Nanostruktur Des Fang‐ Und Abwehrsekunclassified

“…Im natürlichen Schleim lassen sich zuverlässig und unkompliziert Fasern bilden, indem man mit einem Stäbchen durch die Flüssigkeit fährt. Bei einer Erhöhung der Salzkonzentration ist die Faserbildung erst stark beeinträchtigt und bald nicht mehr nachweisbar (Abbildung ) . Einen noch drastischeren Effekt auf die Faserbildung hat die Änderung das pH‐Wertes.…”

Section: Faserbildung Durch Elektrostatische Wechselwirkungenunclassified

See 4 more Smart Citations

Der „Sekundenkleber“ der Stummelfüßer

Baer¹,

Oliveira²,

Schmidt³

et al. 2019

Biologie in unserer Zeit

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Zusammenfassung Der biologische Sekundenkleber der Stummelfüßer ist eine Quelle der Inspiration für die nachhaltige Produktion „intelligenter“ polymerbasierter Materialien. In der Natur jagen die Stummelfüßer ihre Beute mit dem proteinreichen Sekret, welches in der Lage ist, enorm belastbare Fasern zu bilden. Die Anleitung für diese Transformation ist in den Bausteinen programmiert und läuft selbstständig ohne jegliche Regulation durch den tierischen Körper ab. Elektrostatische Wechselwirkungen zwischen geladenen Proteinarealen und Ionen bewirken die Faltung, Zusammenlagerung (Koazervation) und Stabilisierung der Bausteine in nanoskopisch kleine Speicherpartikel. Mechanische Einwirkung von außen löst den Umwandlungsprozess zu reißfesten Fasern aus. Die Speicherpartikel verschmelzen, die Proteine entfalten sich teilweise und gehen miteinander starke Bindungen ein. Die physikalisch‐chemischen Prinzipien werden sich künftig extrahieren lassen und neue Wege der Biomaterialsynthese ermöglichen.

show abstract

Section: Der „Sekundenkleber“ Und Die Verwandlung Zur Robusten Faserunclassified

Section: Die Zusammensetzung Und Nanostruktur Des Fang‐ Und Abwehrsekunclassified

Section: Faserbildung Durch Elektrostatische Wechselwirkungenunclassified

See 3 more Smart Citations

Der „Sekundenkleber“ der Stummelfüßer

Baer¹,

Oliveira²,

Schmidt³

et al. 2019

Biologie in unserer Zeit

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

A Bistate Intelligent Eutectogel Material with Water‐Regulated Stiffness for Diverse Designed Functionality

Zhang,

2024

Adv Funct Materials

View full text Add to dashboard Cite

The design of stiffness‐changeable synthetic materials that can mimic their biological counterparts in the production of adaptable structures and functions is highly important but remains challenging. Here, the development of a bioinspired intelligent material composed of a deep eutectic solvent (DES) and an ionically crosslinked polymer network that is capable of switching reversibly between hard plastic and soft elastic states in response to water is reported. The eutectogel stiffness can be dramatically switched and flexibly regulated by water, which can activate salt ionization and shield the ionic crosslink. This design principle is extensively applied to multiple polymers, producing a series of bistate materials that exhibit water‐regulated capabilities ranging from self‐healing, shape memory, remolding, antifreezing, anticompressing, and stretchability to conductivity. These bistate materials are used for diverse functions, such as performing mechanical tasks, sensing and monitoring human movements, lighting LEDs, and outputting signals. This work opens an avenue for the development of next‐generation stiffness‐changeable materials with diverse functionalities for various designed applications.

show abstract

Bioinspired Processing: Complex Coacervates as Versatile Inks for 3D Bioprinting

et al. 2023

View full text Add to dashboard Cite

3D bioprinting is a powerful fabrication technique in biomedical engineering, which is currently limited by the number of available materials that meet all physicochemical and cytocompatibility requirements for biomaterial inks. Inspired by the key role of coacervation in the extrusion and spinning of many natural materials, hyaluronic acid–chitosan complex coacervates are proposed here as tunable biomaterial inks. Complex coacervates are obtained through an associative liquid–liquid phase separation driven by electrostatic attraction between oppositely charged macromolecules. They offer bioactive properties and facile modulation of their mechanical properties through mild physicochemical changes in the environment, making them attractive for 3D bioprinting. Fine‐tuning the salt concentration, pH, and molecular weight of the constituent polymers results in biomaterial inks that are printable in air and water. The biomaterial ink, initially a viscoelastic fluid, transitions into a viscoelastic solid upon printing due to dehydration (for printing in air) or due to a change in pH and ionic composition (for printing in solution). Consequently, scaffolds printed using the complex coacervate inks are stable without the need for post‐printing processing. Fabricated cell culture scaffolds are cytocompatible and show long‐term topological stability. These results pave the way to a new class of easy‐to‐handle tunable biomaterials for biofabrication.

show abstract

Reversible Supramolecular Assembly of Velvet Worm Adhesive Fibers via Electrostatic Interactions of Charged Phosphoproteins

Cited by 36 publications

References 51 publications

Der „Sekundenkleber“ der Stummelfüßer

Der „Sekundenkleber“ der Stummelfüßer

A Bistate Intelligent Eutectogel Material with Water‐Regulated Stiffness for Diverse Designed Functionality

Bioinspired Processing: Complex Coacervates as Versatile Inks for 3D Bioprinting

Contact Info

Product

Resources

About