Учёные Вашингтонского университета в Сент-Луисе разработали белки паучьего шелка с новой структурой

Некоторые природные материалы имеют высокую прочность, и учёные заинтересованы в том, чтобы получать их аналоги в лаборатории и использовать в промышленности. Химики научились создавать искусственный аналог паучьего шёлка, который оказался прочнее стали.

Паучий шёлк обладает хорошими прочностными свойствами, поэтому исследователи сегодня стараются улучшить его структуру так, чтобы сделать волокна прочнее и эластичнее. Но есть одна проблема: для синтеза материала, похожего по структуре на естественный паучий шёлк, требуется создать в лаборатории β-нанокристаллы — основной компонент натурального материала, который определяет его прочность.

Чтобы решить эту проблему, авторы новой работы изменили последовательность аминокислот в натуральном шёлке так, чтобы материал имел высокую склонность к образованию β-нанокристаллов. Учёные создали различные полимерные амилоидные белки, используя в качестве основы три хорошо изученные последовательности. Полученные белки имели меньше повторяющихся аминокислотных последовательностей, чем паучий шёлк, что облегчало их производство искусственными бактериями.

В результате исследователи смогли заставить бактерии производить гибридный полимерный материал со 128 повторяющимися единицами. Рекомбинантная экспрессия белка паучьего шёлка с аналогичными повторяющимися единицами оказалась трудной. Чем длиннее белок, тем прочнее и жёстче полученный материал. Искусственный шёлк со 128 повторяющимися единицами оказался прочнее обычной стали — он смог выдержать несколько гигапаскаль при испытаниях на разрыв.

Прочность полученных волокон выше, чем у кевлара и всех предыдущих рекомбинантных шёлков. Механические характеристики нового материала даже выше, чем у некоторых известных натуральных волокон.

Компании, производства — последние новости

Соединенные Штаты Америки (США) — последние эко-новости