シュウ酸カルシウムの沈殿とクエン酸塩の役割に関する非古典的な見方

シュウ酸カルシウムは関連するバイオオーミナールですが、その形成メカニズムはほとんど解決されていません。ここでは、純粋およびクエン酸塩を含む溶液におけるシュウ酸カルシウム形成の初期段階を調査します。クエン酸塩は、よく知られているシュウ酸塩沈殿阻害剤として使用されます。さらに、それは生体分離を調節する生体分子の機能的ドメインに似ています。我々のデータは、Ca2+およびC2O42にシュウ酸カルシウムが形成されると、大核酸化酸カルシウムが核形成する大型のアセンブリに凝集する多核安定錯体に関連することが示唆されています。以前の研究では、古典的な理論に従ってクエン酸阻害効果を説明しています。ここでは、クエン酸塩がすべての初期段階のCAC2O4種（多核安定錯体およびアモルファスな前駆体）と相互作用し、多核安定錯体およびアモルファスオキシウムのコロイド安定化によりシュウ酸カルシウム核生成を阻害することを示します。したがって、クエン酸塩がシュウ酸カルシウムに及ぼすコントロールは、以前に考えられていたよりも早く始まる可能性があります。これらの洞察は、病理学的プロセス（例えば、腎臓結石形成）を含むバイオミネラル化を支配するメカニズムに関する情報を提供します。ここでは、著者は、溶液の消光、透過型電子顕微鏡検査、分析的超遠心分離と併せて滴定セットアップを使用して、純粋およびクエン酸塩を含む溶液におけるシュウ酸カルシウム形成の初期段階を示しています。

Although calcium oxalates are relevant biominerals, their formation mechanisms remain largely unresolved. Here, we investigate the early stages of calcium oxalate formation in pure and citrate-bearing solutions. Citrate is used as a well-known oxalate precipitation inhibitor; moreover, it resembles the functional domains of the biomolecules that modulate biomineralization. Our data suggest that calcium oxalate forms after Ca2+ and C2O42- association into polynuclear stable complexes that aggregate into larger assemblies, from which amorphous calcium oxalate nucleates. Previous work has explained citrate inhibitory effects according to classical theories. Here we show that citrate interacts with all early stage CaC2O4 species (polynuclear stable complexes and amorphous precursors), inhibiting calcium oxalate nucleation by colloidal stabilization of polynuclear stable complexes and amorphous calcium oxalate. The control that citrate exerts on calcium oxalate biomineralization may thus begin earlier than previously thought. These insights provide information regarding the mechanisms governing biomineralization, including pathological processes (e.g., kidney stone formation).The formation mechanism of abundant calcium oxalate biomaterials is unresolved. Here the authors show the early stages of calcium oxalate formation in pure and citrate-bearing solutions by using a titration set-up in conjunction with solution quenching, transmission electron microscopy and analytical ultracentrifugation.