Биоинженеры возлагают большие надежды на белки, лишенные колпачков

В природе имеется немало примеров самосборки, и биоинженеры заинтересованы в копировании таких систем для создания новых полезных материалов или устройств.

Амилоидные белки, например, способны собираться в запутанные бляшки, связанные с болезнью Альцгеймера, однако подобные белки также могут формировать весьма полезные материалы, такие как паучий шелк, или биопленка вокруг живой клетки. Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе и университета Райса придумали методы манипуляции естественными белками так, чтобы они самособирались в амилоидные волоконца.

Работа опубликована в издании ACS Nano.

«Это большие белки с множеством плоских функциональных поверхностей, подходящих, например, для выращивания фотогальваники или для прикрепления к другим поверхностям», сказал профессор физики Дэн Кокс. Эти белки могут использоваться в качестве каркаса для тканевого инжиниринга, чтобы в определенных местах к ним прикладывались другие частицы или белки. Амилоиды также достаточно жесткие: они противостоят кипению, атакам пищеварительных белков и ультрафиолетовому излучению.

Аспирант Мария Перальта с коллегами создали амилоидные волоконца, отщипнув естественные антифризные белки плевела и насекомого — листовертки-почкоеда. Эти белки позволяют некоторым растениям и животным успешно переносить низкие температуры, предотвращая рост ледяных кристаллов, но эти белки естественным образом не самособираются в большие структуры.

Исследователи удалили с концов антифризных белков так называемые колпачки, что позволило этим белкам самособираться в волоконца с предсказуемыми размерами. Так был открыт потенциальный новый материал для биоинжиниринга.