Poly(aspartic acid) (pAsp)

수용성의 카복실기가 풍부한 고분자 (poly(α,β)-DL-Asp 나트륨 염, MW 2000–11 000 Da)로, 생광물화(biomineralization)에서 비콜라겐성 억제 단백질(오스테오칼신, 인단백질)을 모방한다 (see Park et al., ACS Cent. Sci. (2018), Fig. 1).

역할

• 10 µg/mL 농도에서, 양이온이 풍부한 Ca₃P₁ 전핵형성 클러스터 (calcium-phosphate-prenucleation-cluster)를 안정화하며, 결정질 HAP 형성을 ~60분에서 >30일로 지연시킨다.
• DFT 계산 (카복실레이트를 아세테이트로 모델링)에 따르면, 카복실레이트 작용기는 Ca₃P₁ 클러스터의 댕글링 결합(dangling bond)을 패시베이션하며, 형성 에너지는 OH-패시베이션 유사체 대비 ~−3 eV 낮다 (SI Fig. S₉).
• 하위 유형: 보조적(auxiliary) — pAsp는 핵형성 환경을 제어하며, 소비되지 않고, 촉매 작용을 하지 않으며, 최종 HAP 결정에 혼입되지도 않는다 (기계론적 역할은 지향자(director)에 가깝지만, 생성물의 일부가 아니므로 auxiliary가 정확하다).

모든 수치는 Park et al., ACS Cent. Sci. (2018), Fig. 1, SI Fig. S₉ 참조.

관계

calcium-phosphate-prenucleation-cluster를 강화(안정화)하며, pAsp가 없을 때의 폭발적 핵형성(burst nucleation)과 비교하여 성장 속도론을 수 차수(orders of magnitude)만큼 억제한다. calcium-phosphate-prenucleation-pathway 내에서 작동한다.