Белок для пластмасс

// // Исследования и разработки //

Полимер на базе нанотехнологийВопрос создания новых материалов для применения во всех технических сферах жизни человека всегда стоял достаточно остро. В наши дни ученые полагают, что будущее технологий принадлежит полимерам. В очередной раз природа подсказывает исследователям способ создания на основе нанотехнологий нового биополимера из амилоидных волокон.

Амилоид  - гликопротеин, комплекс глобулинов и полисахаридов, являющийся продуктом нарушенного белкового обмена. Этот материал во многом сходен с крахмалом и выпадает в осадок во внутренних органах при амилоидозе.  Он связан со многими болезнями, включая болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, диабет и прионные заболевания. Однако амилоиды являются не только патологическими отложениями, но и перспективной основой для наноматериалов. Эти надмолекулярные образования могут быть использованы при создании синтетических полимеров, сочетающих механические и биологические свойства.

Даже в том виде, в каком они находятся в природе, амилоиды не являются просто белками ненормальной, патологической структуры, а физиологическими компонентами организмов. Например, они придают защитные свойства яйцам насекомых и икринкам рыб. Также амилоиды участвуют в образовании биопленки бактерий - слоя на поверхности микроорганизма, который защищает его от проникновения веществ извне и обеспечивает сцепление с внешней средой.

Амилоидные волокна представляют собой пучки высокоорганизованных волокон, состоящих из идущих уступами нитей, и могут достигать нескольких нанометров в длину. В разрезе амилоиды имеют форму пустых цилиндров или спиралей. Хотя амилоидные волокна состоят из белка, они более напоминают искусственные полимеры – пластмассы, нежели обычные глобулины. Амилоиды проявляют механические характеристики, присущие паучьей нити, которая, как известно, на разрыв прочней стали и может быть растянута в несколько раз против изначальной длины без разрыва. Искусственные полимеры пока не обладают подобными характеристиками.

Способность амилоидов к самосборке в соединении с их пластичностью делает их перспективной основой для наноматериалов. Например, поверхность может быть покрыта слоем биосовместимого полимера для применения в медицинской диагностической аппаратуре. Также амилоиды могут быть применены для разработки нанотранспортировки лекарств, где они будут формировать защитную пленку для наночастиц. Функциональные белки, такие как энзимы, могут быть привязаны к механизму образования амилоидов с целью имитации биологических процессов. Амилоидные волокна станут основой для многих наноструктур. Например, можно создать коаксиальный кабель диаметром в несколько нанометров путем покрытия амилоидных нанотрубок серебром с последующим нанесением слоя золота. Амилоид – крайне перспективный материал, расширить возможности применения которого помогут нанотехнологии, уверены ученые.