Seidenproteine

Seidenproteine sind strukturelle Proteine, die in Seidenfasern vorkommen und insbesondere mit dem Seidenspinner (Bombyx mori) sowie mit Spinnen in Verbindung gebracht werden. Die wichtigsten Bestandteile sind Fibroin, der faserbildende Kern, und Sericin, ein klebriger Kitt, der die Faser umgibt. Fibroin zeichnet sich durch repetitive Sequenzen aus Glycin-, Alanin- und Serin-Resten und eine hohe Beta-Faltblattstruktur aus, die Festigkeit, Steifigkeit und eine geringe Reißdehnung ermöglichen. Sericin bindet Fibroin zusammen und wirkt als wasserlöslicher Überzug, der in vielen industriellen Prozessen entfernt wird.

Bei Spinnenfäden bestehen die Proteine aus Major Ampullate Spidroinen, insbesondere MaSp1 und MaSp2. Diese Proteine tragen zu hoher Zugfestigkeit, Zähigkeit und relativ geringem Gewicht bei und machen Spinnenseide zu einem Referenzmaterial für biomimetische Anwendungen.

Verarbeitung und Anwendungen: Seide wird traditionell durch Zucht der Seidenspinnerlarven gewonnen; nach dem Entkörnen kann das Seidenfibroin zu Fasern, Filmen, Hydrogelen oder Beschichtungen verarbeitet werden. Durch rekombinante Herstellung in Bakterien, Hefe oder Pflanzen lassen sich Sequenz und Eigenschaften gezielt modulieren. Anwendungen finden sich in Textilien sowie in medizinischen Bereichen wie Gewebe- und Knochenregeneration, Wundheilung, Wirkstoffabgabe-Systemen.

Eigenschaften und Herausforderungen: Seidenproteine zeichnen sich durch Biokompatibilität, Biodegradierbarkeit und modulare Mechanik aus. Herausforderungen liegen in der Variabilität natürlicher Fasern, Produktionskosten und Skalierbarkeit, weshalb rekombinante Ansätze und Materialdesign weiter erforscht werden.