Predicting the Toxicity of Nanomaterials by a Transforming Protein Corona

通过转化蛋白电晕预测纳米材料的毒性

基本信息

  • 批准号:
    8625112
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 44.48万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2014-09-04 至 2017-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Engineered nanomaterials have unique electrical, mechanical and physicochemical properties with potential to benefit our society. However, the health and safety of nanomaterials has recently become a great concern to the public, policymakers and regulatory agencies. Such concern is justified due to the vast potential use of nanomaterials in food, cosmetics, medicine, construction, manufacturing, and the environment. It has recently been established that nanomaterials, upon entry into the bloodstream or lung, exhibit a natural tendency of physical adsorption with proteins, peptides, lipids and amino acids to render a protein "corona" that may dictate the bioavailability and distribution of nanomaterials within the host system, at the cellular, tissue and organism level. Consequently, the objective of this application is to delineate the dynamic roles of nanoparticle-protein corona on biological responses to engineered nanomaterials for safe nanotechnologies and nanomedicines. Determining the health and safety implications of the nanoparticle-protein corona requires addressing the fundamental aspects of 1) dynamics and conformational changes resulting from competitive binding, crowding and degradation of the proteins, and 2) recognition of the protein corona by cellular receptors and immune responses. The central hypothesis of this project is that the physicochemical properties of the nanoparticle-protein corona entity are correlated with biological responses to the corona to impact on their uptake and hypersensitivity reactions. We will test this hypothesis by pursuing three specific aims: 1) Understand nanoparticle-protein interaction and transformation; 2) Determine the in silico structure and dynamics of protein corona; 3) Determine the in vitro impact of nanoparticle-protein corona on directing cellular uptake, ER stress and the unfolded protein response. The rationale of this application is that understanding the impact of nanoparticle-protein corona on cellular recognition, uptake and response is crucial for predicting toxicity and developing safe nanotechnologies. In addition, this R15 project is expected to contribute to the training of a new generation of scientists at the interface of biophysics and biomedicine and facilitate future NIH funding opportunities for Clemson University and East Carolina University.
工程纳米材料具有独特的电学、机械和物理化学性质 有潜力造福我们的社会。然而,纳米材料的健康和安全问题 最近成为公众、政策制定者和监管机构高度关注的问题。这样的 由于纳米材料在食品、化妆品、医药、 建筑、制造和环境。 最近已经确定,纳米材料在进入血液或肺部后, 表现出与蛋白质、肽、脂质和氨基酸物理吸附的自然倾向 呈现出可能决定纳米材料的生物利用度和分布的蛋白质“冠状” 在宿主系统内,在细胞、组织和生物体水平上。因此,目标是 该应用旨在描述纳米颗粒-蛋白质电晕对生物的动态作用 对工程纳米材料的反应,以实现安全的纳米技术和纳米医学。 确定纳米颗粒蛋白电晕对健康和安全的影响需要 解决 1) 动力学和构象变化的基本方面 蛋白质的竞争性结合、拥挤和降解,以及 2) 蛋白质的识别 电晕通过细胞受体和免疫反应。该项目的中心假设是 纳米颗粒-蛋白质冠实体的物理化学性质与 对电晕的生物反应会影响其吸收和超敏反应。我们 将通过追求三个具体目标来检验这一假设:1)了解纳米颗粒-蛋白质 互动与转化; 2) 确定蛋白质的计算机结构和动力学 电晕; 3) 确定纳米颗粒蛋白冠对细胞定向的体外影响 摄取、内质网应激和未折叠蛋白反应。该申请的理由是 了解纳米颗粒-蛋白质电晕对细胞识别、摄取和吸收的影响 响应对于预测毒性和开发安全的纳米技术至关重要。此外,这 R15项目预计将有助于培养新一代科学家 生物物理学和生物医学的接口,并促进未来 NIH 的资助机会 克莱姆森大学和东卡罗来纳大学。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Biomolecular Interactions and Biological Responses of Emerging Two-Dimensional Materials and Aromatic Amino Acid Complexes.
新兴二维材料和芳香氨基酸复合物的生物分子相互作用和生物反应。
  • DOI:
    10.1021/acsami.6b04571
  • 发表时间:
    2016-06-21
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Sai Sunil Kumar Mallineni;J. Shannahan;Achyut J. Raghavendra;A. Rao;Jared M Brown;R. Podila
  • 通讯作者:
    R. Podila
Influence of carbon nanomaterial defects on the formation of protein corona.
碳纳米材料缺陷对蛋白质冠形成的影响。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Sengupta B;Gregory WE;Zhu J;Dasetty S;Karakaya M;Brown JM;Rao AM;Barrows JK;Sarupria S;Podila R
  • 通讯作者:
    Podila R
Biocorona formation contributes to silver nanoparticle induced endoplasmic reticulum stress.
生物冠的形成有助于银纳米颗粒诱导的内质网应激。
  • DOI:
    10.1016/j.ecoenv.2018.11.107
  • 发表时间:
    2019-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    I. Persaud;J. Shannahan;Achyut J. Raghavendra;Nasser B Alsaleh;R. Podila;Jared M Brown
  • 通讯作者:
    Jared M Brown
Brushed polyethylene glycol and phosphorylcholine for grafting nanoparticles against protein binding.
刷过聚乙二醇和磷酸胆碱,用于接枝纳米颗粒以防止蛋白质结合。
  • DOI:
    10.1039/c6py01480a
  • 发表时间:
    2016-12-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Wang B;Blin T;Käkinen A;Ge X;Pilkington EH;Quinn JF;Whittaker MR;Davis TP;Ke PC;Ding F
  • 通讯作者:
    Ding F
Charge-transfer interactions induce surface dependent conformational changes in apolipoprotein biocorona.
电荷转移相互作用诱导载脂蛋白生物冠中表面依赖性构象变化。
  • DOI:
    10.1116/1.4977064
  • 发表时间:
    2017-03-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Achyut J. Raghavendra;Nasser B Alsaleh;Jared M Brown;R. Podila
  • 通讯作者:
    R. Podila
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Apparao Rao其他文献

Apparao Rao的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似国自然基金

耦合电化学氧化强化电吸附脱盐的双电路系统对微咸水的高效处理机制
  • 批准号:
    52300006
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
儿茶酚基导电金属有机框架膜的设计构筑及其对CO2的吸附分离研究
  • 批准号:
    22305211
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高能电子束辐射高效定向制备功能共价有机框架材料及其吸附应用研究
  • 批准号:
    12305397
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
室温强氮气吸附材料的构筑及N2/CH4反转分离的研究
  • 批准号:
    22371221
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
高性能多孔液体吸附剂的创制及其强化天然气脱碳机理研究
  • 批准号:
    22308276
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Mapping protein dynamics and their origin at biomaterial surfaces in vivo
绘制体内生物材料表面的蛋白质动力学及其起源
  • 批准号:
    10206869
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
Mapping protein dynamics and their origin at biomaterial surfaces in vivo
绘制体内生物材料表面的蛋白质动力学及其起源
  • 批准号:
    10378055
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
Enhancing Adsorption of Lung Surfactants at the Air-Water Interface Using Methods from Colloid Stability Theory
利用胶体稳定性理论的方法增强肺表面活性剂在空气-水界面的吸附
  • 批准号:
    9911287
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
Enhancing Adsorption of Lung Surfactants at the Air-Water Interface Using Methods from Colloid Stability Theory
利用胶体稳定性理论的方法增强肺表面活性剂在空气-水界面的吸附
  • 批准号:
    10829103
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
Enhancing Adsorption of Lung Surfactants at the Air-Water Interface Using Methods from Colloid Stability Theory
利用胶体稳定性理论的方法增强肺表面活性剂在空气-水界面的吸附
  • 批准号:
    10338180
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了