Τα διάτομα είναι η κυριότερη κατηγορία μικροοργανισμών που ευθύνεται για την παγκόσμια διαχείριση του πυριτικού οξέος και άλλων ειδών "Si". Έχουν την ικανότητα να συνθέτουν το κέλυφος τους από άμορφο διοξείδιο του πυριτίου, χρησιμοποιώντας ως πηγή το πυριτικό οξύ, το οποίο, μέσω πολύπλοκων μηχανισμών, συλλέγουν και αποθηκεύουν σε υπέρκορα διαλύματα.
Σκοπός της έρευνας μας είναι η μελέτη και κατανόηση των μηχανισμών αυτών χρησιμοποιώντας συνθετικά, βιοεμπνεόμενα συστήματα. Στα πλαίσια αυτών, μελετάται η επίδραση πληθώρας μορίων στην αναστολή, αλλά και στην καταλυτική ενίσχυση του πολυμερισμού του πυριτικού οξέος. Πρωταγωνιστικό ρόλο στην παρούσα μελέτη διαδραματίζει το ανασυνδιασμένο (recombinant) (πολυ)πεπτίδιο με κωδική ονομασία P5S3, το οποίο πληροί τις προϋποθέσεις και για τις δύο αυτές πλευρές της χημείας του πυριτικού οξέος (σταθεροποίηση, συμπύκνωση). Θα επικεντρωθούμε στη σταθεροποίηση του μονομερούς, Si(OH)4 (μονοπυριτικό οξύ), σε επίπεδα υψηλότερα εκείνων που φυσιολογικά επιτυγχάνονται in vitro (-180 ppm, ~ 2 mM), στις αλληλεπιδράσεις που είναι υπεύθυνες για τη διαδικασία αυτή, αλλά και στο πώς αυτή επηρεάζεται κατά την προσθήκη ανιοντικών ηλεκτρολυτών, όπως τα πολυακρυλικά (PAA) και τα φωσφορικά. Τέλος, αξιολογούνται συνθετικά ουδέτερα πολυμερή που επιβεβαιώνουν τη χρησιμότητα διαφορετικού τύπου λειτουργικών ομάδων, από εκείνες που μέχρι πρόσφατα θεωρούνταν αναντικατάστατες.
(EL)
Diatoms are an example of biomineralizing organisms that are capable of processing and metabolizing Si in the form of silica (SiO2), and thus take part in the world's “Si” cycle. They need to manage the basic aspects of silica chemistry when they form their cell wall using polymeric, amorphous silica, starting out from monosilicic acid (Si(OH)4), in neutral pH environment.
This research uses artificial, biomimetic systems, getting one step closer to understanding the inspirational mechanism diatoms utilize for biosilica production. An important part of the project lies on the cationic, Silaffin-like recombinant polypeptide P5S3, which seems to affect more than one aspects of silica chemistry. We will focus on its ability to delay silica formation by stabilizing silicic acid at levels significantly above the saturation concentration (~180 ppm, ~ 2 mM), the interactions responsible for the stabilization process and the effects of anionic additives, such as (poly)acrylate (PAA) and phosphate. Some artificial polymers are also studied, giving silica stabilization process inspiring new insights.
(EN)
