当蛋白质握手时

无论是蜘蛛丝，木材，身体细胞之间的空间，肌腱，还是小伤口的天然密封剂：蛋白质纤维几乎遍布自然界。这些小蛋白质纤维，也被专家称为蛋白质纳米纤维，通常具有突出的性质，例如高稳定性，生物降解性或抗菌效果。人工制造这些纤维并不容易，更不用说赋予它们特定的功能。现在，Friedrich Schiller University Jena(德国)的材料科学家在最新一期的ACS Nano期刊中报道了这种以及如何成功创造具有新特性的纤维。这是与耶拿莱布尼兹光子技术研究所(Leibniz-IPHT)团队合作的结果。

“蛋白质纤维由几种天然蛋白质大分子组成，”耶拿大学Otto Schott材料研究所的Klaus D. Jandt博士解释道，并继续说道：“大自然构建了这些纳米材料，其直径大约是小于1000倍的纳米材料。通过自组装过程，人的头发。“ 在实验室条件下，通过数百万年的经验给自然带来一点困难通常并不容易。尽管如此，Jandt教授及其团队近年来成功地从天然蛋白纤维蛋白原和纤连蛋白中创造了蛋白质纳米纤维，并控制了它们的大小和结构 - 线性或分支。

具有确定性质的蛋白质纳米纤维

Jandt教授小组的研究人员接下来的目的是预先确定蛋白质纳米纤维的特定性质，以便以后用作生物传感器，药物输送颗粒，光学探针或骨水泥中的组分。为此，Jena的研究人员提出了将两种不同蛋白质结合在自组装蛋白质纳米纤维中的想法，以这种方式创造新的纤维特性。Jandt和他的团队取得了成功：他们使用负责血液渗透压的蛋白质白蛋白和血红蛋白，血红蛋白是红血色素的蛋白质，促进血液中的氧运输。科学家们将这两种蛋白质溶解在乙醇中，然后加热到65°C。在几个临时阶段，这导致了第一次含有这两种蛋白质的新型杂合蛋白纳米纤维的明显自主形成。这涉及两种蛋白质之间的所谓握手，这意味着两者的相似部分组合形成纤维。

“证明这些新的杂合蛋白质纳米纤维确实含有这两种蛋白质并不容易，因为新纤维非常微小，几乎没有任何显微镜方法可以看到它们的细节，”Klaus Jandt解释说道，“我们得到了决定性的支持来自莱布尼茨光子技术研究所的Deckert教授及其团队的证明。“ Volker Deckert博士及其团队在新型混合纳米纤维中发现了光学信号，这种信号与白蛋白和血红蛋白的典型特征一样，适合人。他们依靠所谓的尖端增强拉曼光谱(TERS)。“该方法的极端灵敏度使我们能够识别不同的蛋白质，即使没有特殊标记，也可以与Jandt教授的同事密切合作，进行明确的分类，

未来材料的仿生原理

来自耶拿的科学家们研究了包含几种蛋白质作为突破的新纳米纤维的创造和证明。创新的纤维现在可以用于所有新的，更大的结构的目标构造，具有迄今为止无法创建的所需特性。例如，新纳米纤维的网络将被用作将来再生骨和软骨的新材料。Jandt教授深信“这为医疗工程，纳米电子学，传感器或光学的全新一代功能材料打开了大门，所有功能材料都基于天然物质和构造原理”，并补充说：“这些仿生原理将具有对未来材料的决定性影响。“