Only Perception: 生物分子提高金屬在方解石中的含量

2008-11-02

生物分子提高金屬在方解石中的含量

◆ 結晶體生長的基礎
-- 生物分子提高金屬在方解石中的含量
Bare-bones of crystal growth: Biomolecules enhance metal contents in calcite
http://www.physorg.com/news144669358.html

October 31, 2008

從外殼到骨頭，生物的骨骼包含少量的不純元素，例如鎂。因為這些元素的濃度對於過去的環境提供了重要的線索，有很多的努力正聚焦在理解如何將不純元素關連到該生物生活的古代環境。

在 10/31 當期的 Science 中，Allison Stephenson，一位地球科學的博士候選人，以及 Patricia Dove，維吉尼亞理工科學學院的地球科學教授等人報告，一種親水性胜肽，其特徵與那些在鈣化中生物所找到的相似，明顯增加方解石的鎂含量。

"我們從我們小組另一項研究（Elhadj et al., 2006, PNAS）中得知，簡單胜肽以及蛋白質（經過調整能控制結晶生長速率與結晶體的形態學）的化學性質，" Dove 說。"從那些理解中，我們領悟到某些生物分子的水構造（water-structuring）能力，也能夠影響轉變成礦物之雜質的數量。"

"所有的生物使用蛋白質將礦物長成複雜的形狀，同時具有卓越的功能，" 第一作者 Stephenson 說。"但這項發現對地質學家而言別具意義，因為鎂在碳酸鹽中的含量被用來當作「史前溫度計」。亦即，我們知道鎂含量隨著溫度增加而增加，但現在我們看見某些生物分子也能夠影響這些「特徵」。這些發現對於生物礦物中金屬含量之不同因子的相互影響提出質疑。"

這些發現亦對於物質合成提供了新洞見，因為對雜質的高度控制，經常為賦予特定特性所需，諸如強度或導電性。也許能將雜質調整到想要的濃度，Dove 說。

"此外，對於病理學上骨骼礦化作用的生化起源，以及局部的生物化學是否能影響讓毒金屬進入到人類骨骼中的攝取，這項基礎研究提出新方法來觀察它們，" Stephenson 說。

※ 相關報導：

＊ Peptides Enhance Magnesium Signature in Calcite: Insights into Origins of Vital Effects
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/322/5902/724

A. E. Stephenson, J. J. DeYoreo, L. Wu, K. J. Wu, J. Hoyer,
P. M. Dove
Science 31 October 2008: Vol. 322. no. 5902, pp. 724 - 727
DOI: 10.1126/science.1159417