Propiedades Adhesivas Húmedas de la Proteína del Pie de Mejillones Verdes Asiático (Perna viridis) Pvfp-5: Una Base Adhesiva Subacuática

Abstract

Los mejillones verdes asiáticos (Perna viridis) son bivalvos que se adhieren firmemente a las rocas en las costas intermareales golpeadas por las olas a través de una secreción proteica. Los mejillones de P. viridis siguen una secreción de proteínas adhesivas regulada en el tiempo, donde la proteína del pie-5 de P. viridis (Pvfp-5) fue identificada como la primera proteína que se secreta durante la formación de la placa adhesiva. El alto contenido de aminoácido catecólico 3,4-dihidroxi-L-fenilalanina (DOPA) (~11% en moles) y cisteína (CYS) (~15% en moles) en Pvfp-5 y su localización cerca de la interfaz placa-sustrato provocó la especulación de que la proteína de vanguardia Pvfp-5 desempeña un papel clave como imprimación adhesiva en la adhesión bajo el agua de los mejillones de P. viridis. El aparato de fuerza de superficie (SFA) se usó para probar las propiedades adhesivas de Pvfp-5 a escala nanométrica, donde se investigó la adhesión húmeda dependiente del pH y la actividad antioxidante de Pvfp-5 purificado y extraído. El estudio reveló que Pvfp-5 con su alto contenido de DOPA y CYS mantiene la adhesión incluso a un pH más alto al superar la oxidación espontánea de DOPA a quinona. Los resultados de SFA son consistentes con la función aparente de que Pvfp-5 actúa como imprimación adhesiva, superando las fuerzas de hidratación repulsivas al desplazar el agua unida a la superficie y generando una adhesión superficial fuerte y duradera. Nuestros hallazgos revelan conocimientos a escala molecular que deberían ser relevantes e impactar en las ciencias de los materiales al desarrollo de la nueva generación de adhesivos, recubrimientos y pegamentos resistentes a la humedad para aplicaciones biomédicas, terapéuticas y antiincrustantes.