Microtubule-Inspired Functionalization of Carbon Nanotubes: A Biomimetic Carrier Design
Notice bibliographique
Résumé
Abstract We propose a bioinspired, non-covalent carbon nanotubes (CNTs) functionalization strategy to augment their bioavailability and alleviate their biotoxicity. For functionalization, select amphiphilic peptides from a cytoskeletal biopolymer, microtubule (MT), were used. The peptides are involved in the MT polymerization by maintaining the essential lateral interactions among the MT’s α- and β-tubulin subunits. They also participate in forming the MT-binding sites for hosting several MT-targeting antimitotics. Utilizing in silico methods, this study showed the peptides influenced CNT’s diffusivity and aqueous solubility. The hydrodynamic shield formed by the peptides from β-tubulin was more widespread on the CNT than the α-tubulin peptides’; however, the latter created a broader hydrophobic CNT coating than those from the β-tubulin. In particular, the peptides consisting of the H1-B2, H10, H1-B2, and the M-loop, demonstrated structural features that serve to augment CNTs’ water solubility and dispersibility. The performance of the peptide-functionalized CNTs as drug carriers was examined by studying seventeen antimitotics. The CNT-peptides structural composition was identified as a suitable carrier for phomopsin A, laulimalide, epothilone A, epothilone D, discodermolide, eribulin, and docetaxel. The peptides played dual roles displaying affinities to the antimitotics and the CNT; in particular, the peptides from the H1-B2 and H2-B3 loops of β-tubulin exhibited exceptional binding properties. Specific mutations on the wildtype peptides, including those from the α-tubulin M-loop and H2-B3, or the β-tubulin H1-B2, are proposed to refine their hydrophobicity, eliminate unfavorable inter-peptides electrostatic interactions or the spatial hindrance at certain regions, to enhance their conformational steadiness and exposure to the tube surface. A combination of the select amphiphilic peptides from both tubulin subunits is suggested to improve CNTs bioavailability and efficiency for carrying insoluble hydrophobic cargos.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».