一些蜥蜴，尤其是许多种类的壁虎，能够在垂直或倒置的表面上附着、行走和奔跑，从而战胜重力(图1a)。从木质或砖状表面到光滑的玻璃表面，衬底的物理和化学性质都是非常不同的。这种惊人的能力是由于壁虎手指手掌表面的修饰鳞片形成了粘附的垫片(图1 B)。垫片表面有数十万或数百万个微小的、细长的刚毛，长度为20-80 μm，直径为0.5-2.0 μm，称为刚毛。刚毛来自垫片的特化角质层，其顶端分支成0.3-0.2 μm的细丝(图1c)。

图1所示。

刚毛的末端，称为刮刀，是刚毛粘附的纳米区域，在那里发生粘附机制。过去的研究表明，壁虎的粘附主要来自于刚毛与不同基质之间的物理作用力，而没有考虑刚毛的化学成分。当接近的刮刀与衬底的距离小于0.001 μm(10埃)时，大多数粘附依赖于范德华机制。在这个范围内，弱引力在10埃以下的距离上变得非常强。然而，在距离大于10埃(0.01 μm至1.0 mm)的更宽范围内，粘附也可能取决于更强的电作用力，这一过程被称为“接触通电”。这也表明刚毛的化学性质可能在粘附机制中起作用。分子生物学和蛋白质组学研究表明，大多数刚毛由角质β-蛋白(以前称为β-角蛋白)组成，长度为100-180个氨基酸。这些蛋白质具有初始的-NH₂末端- cooh区域富含半胱氨酸，可以与刚毛中存在的类似或其他次要蛋白质形成- s - s -键(图2A)。这些蛋白质的中心区域包含一个34个氨基酸的长区域，通常包含4个β-片，允许这些蛋白质(单体)聚合成长丝(聚合物)，进一步聚集形成存在于被毛内的支持β-丝状束(图1c)。利用电子显微镜和针对某些角膜b蛋白设计的特异性抗体的研究表明，这些蛋白存在于刚毛中，也存在于其刮刀末端(图2B)。对壁虎刚毛的20个或更多的角质β蛋白的生物信息学分析表明，它们带正电荷，这种电荷阻碍了它们粘在一起，因为类似的带电表面是排斥的(图2C, C1)。

图2所示。

此外，刮刀的带电或中性表面也可能通过在几乎任何类型的表面基质(中性的、带正电或负电的、或存在于表面和刚毛之间的水分子上的偶极子感应而影响粘附机制(图2C)。一个带电的表面可以在远距离的粘附机制中工作，也可以在一定距离的范德华机制中工作。当衬底表面存在水或其他电离或极性分子时，偶极子的超极化和感应可以大大加强范德华相互作用。在中性表面的情况下，带电的刮刀甚至可以诱导偶极子。因此，了解刚毛和刮刀中特定带电蛋白的蛋白质结构和定位是很重要的，这是为许多材料科学应用生产最有效的合成粘合聚合物的最佳特性。

洛伦佐Alibardi
意大利帕多瓦和博洛尼亚大学比较历史学

出版

综述:定位于壁虎粘附刚毛的蛋白质及其对粘附机制的可能影响。
Alibardi L
Protoplasma. 2018年11月

壁虎粘附刚毛的细胞生物学研究。
Alibardi L
动物学(耶)。2009

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