ابریشم عنکبوت! از طبیعت تا دنیای زیست پزشکی!

پروتئین‌های ابریشم عنکبوت که عنکبوت آن‌ها را برای تنیدن تار برای ساخت خانه استفاده می‌کند، را می توان با پروتئین‌های فعال بیولوژیکی ترکیب و در دمای بدن به ژل تبدیل کرد. یکی از اهداف استفاده از این پروتئین‌ها، توسعه محلول پروتئینی تزریقی است؛ که ژلی را در داخل بدن تشکیل می‌دهد که می‌تواند در مهندسی بافت، رها سازی دارو و ساده‌تر کردن فرآیندهای شیمیایی توسط آنزیم‌ها استفاده شود.

روشی جدید برای ایجاد ژل سه ‌بعدی از ابریشم عنکبوت ایجاد شده است که می‌تواند برای تحویل پروتئین‌های عملکردی مختلف طراحی شود. پروتئین‌های موجود در این ژل بسیار نزدیک به‌هم هستند و این روش به حدی انعطاف پذیر است که می‌توان از آن حتی برای پروتئین‌های حساس نیز استفاده کرد.

محلول پروتئین تزریقی

محققان امیدوارند در آینده یک محلول پروتئینی تزریقی بسازند که بتواند ژل را در داخل بدن تشکیل دهد. توانایی طراحی هیدروژل با عملکردهای خاص، طیف وسیعی از کاربردهای ممکن را عملی می‌کند. برای مثال می‌توان از چنین ژلی برای دستیابی به آزادسازی کنترل شده داروها در بدن استفاده کرد. در صنایع شیمیایی، می‌توان آن را با آنزیم‌ها ترکیب نمود.

در کوتاه‌مدت ژل‌های تزریقی می‌توانند در پزشکی بازساختی بسیار مفید باشند. ساخته شدن ژل از محلول پروتئینی در دمای بدن و توانایی تحمل تار عنکبوت توسط بدن امیدوارکننده است.

تقلید ریسندگی ابریشم عنکبوت

توانایی عنکبوت‌ها برای تنیدن الیاف فوق‌العاده محکم از محلول پروتئین ابریشم در کسری از ثانیه باعث علاقه مندی به مکانیسم‌های مولکولی اساسی شده است. محققان قبلا روشی را برای تولید پروتئین‌های ارزشمند توسعه داده‌اند که فرآیندی را که عنکبوت برای تولید و ذخیره پروتئین‌های ابریشمی خود استفاده کرده را تقلید می‌کند.

بخش خاصی از پروتئین ابریشم عنکبوت به نام دامنه N ترمینال در مقادیر زیادی تولید می‌شود و می‌تواند پروتئین‌های دیگر را محلول نگه دارد؛ که می‌توان از آن برای کاربردهای پزشکی استفاده کرد. به باکتری‌ها اجازه تولید این قسمت از پروتئین مرتبط با پروتئین‌های عملکردی، از جمله داروها و آنزیم های مختلف داده شده است.

تبدیل به ژل

دامنه N ترمینال هم‌چنین توانایی تغییر شکل و انتقال به فیبرهای کوچک را دارد که باعث می‌شود محلول پروتئین در صورت انکوبه شده در دمایC  °37، به ژل تبدیل شود. علاوه بر این، می‌توان آن را با پروتئین‌های کاربردی که عملکرد خود را در ژل حفظ می‌کنند، ترکیب کرد.

Story Source:

Materials provided by Karolinska Institutet. Note: Content may be edited for style and length. Journal Reference: