Faserprotein

Faserprotein ist der Oberbegriff für Proteine, die primär faserige Filamente bilden und Gewebe oder Materialien eine hohe Zugfestigkeit verleihen. Im Gegensatz zu globulären Proteinen, die kompakt vorliegen, assemble sie sich zu langen Filamenten oder Faserbündeln und tragen so zur mechanischen Stabilität bei.

Typische Merkmale von Faserproteinen sind hohe Längsausdehnung, wiederkehrende Strukturelemente wie Koilenschichten oder Beta-Faltblätter, sowie oft Insolubibilität und Quervernetzungen, die Festigkeit und Haltbarkeit erhöhen. Sie können in ihrer Struktur stark variieren, je nach Funktion und Organismus.

Zu den natürlichen Faserproteinen zählen Kollagen (Haut, Knochen), Keratin (Haar, Nägel, Haut), Elastin (Elastizität der Gewebe) und Seidenfibroin (Seide). Fibrin bildet Faserstrukturen im Blutgerinnungssystem. Darüber hinaus werden fibrose Proteine in der Biotechnologie rekombinant hergestellt, um maßgeschneiderte Materialeigenschaften zu erreichen.

Vorkommen und Herstellung: Faserproteine kommen in biologischen Geweben vor und werden dort von spezischen Zellen synthetisiert. Für Anwendungen werden sie aus Gewebe gewonnen oder rekombinant in Mikroorganismen, Zellkulturen oder Pflanzen hergestellt, anschließend isoliert, gereinigt und oft weiter verarbeitet, etwa zu Textilfasern, Hydrogelen oder Gewebematerialien.

Anwendungen: Sie dienen als Biomaterialien in der Gewebezüchtung, als Nähfäden in der Chirurgie, als Bestandteile von Biokompositen und in der Textil- bzw. Verpackungsindustrie. Durch gezielte Sequenzvariation und Vernetzung lassen sich mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Dehnbarkeit steuern.

Sicherheit und Forschung: Faserproteine gelten häufig als biokompatibel, können aber Allergien oder Immunreaktionen auslösen, je nach Quelle und Verarbeitung. Die Forschung konzentriert sich auf die Optimierung von Herstellung, Skalierung und kombinierten Materialsystemen.