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《科学》杂志:珠母层如何获得珍珠光彩

2009-08-15 00:00 泉水 Science杂志 阅读 0
核心摘要: 日本研究团队在《科学》杂志上报道,他们发现两种蛋白质(Pif80和Pif97)在珍珠母形成中起关键作用。这些蛋白质指挥碳酸钙结晶排列,使贝壳产生珍珠光泽。缺乏这两种蛋白的牡蛎完全丧失形成真珠质的能力。该发现揭示了生物矿化中蛋白质如何控制晶体取向,为材料科学提供重要启示。

据8月14日出版的《科学》杂志报道,日本一个研究团队发现两种蛋白质在牡蛎壳生长过程中扮演着类似交通警察的角色:它们指挥碳酸钙结晶以特定方式排列,使贝壳散发出珍珠般的光泽。这种在牡蛎壳内发出虹彩的“真珠质”(珍珠母)在结构上与贝壳内生长的珍珠相同,由多层霰石(文石)结晶组成,且所有结晶均以相同取向排列。这些霰石结晶层被由蛋白质和其他有机分子组成的基质层隔开。此前,科学家对真珠质层的形成机制知之甚少。

Michio Suzuki(铃木道雄)及其同事采用酸处理法,将日本珍珠牡蛎(Pinctada fucata)中的霰石矿物质从有机基质中清除。随后,他们从基质中提取了多种蛋白质,并确认只有一种名为Pif80的蛋白质能够与合成的霰石结合,而不与其他类型的碳酸钙晶体结合。当研究人员研究编码Pif80的基因时,他们发现该基因实际上编码一种前体蛋白,该前体蛋白会裂解为Pif80和Pif97两种蛋白。科学家报告说,缺乏这两种蛋白质的牡蛎完全丧失了形成真珠质的能力。他们提出,这些蛋白质可能形成一种复合体,其中Pif80与霰石结合,而Pif97与基质中的其他分子结合,从而调控这种极端坚韧且美丽的物质。同一期《科学》杂志还刊发了一篇相关视角文章对此发现进行了讨论。

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