Бляшки для нанотехнологий: От болезни до промышленности
Амилоидные бляшки появляются из-за нарушений белкового обмена, при которых в тканях внеклеточно откладывается гликопротеид амилоид. Накапливаясь в разных органах, он вызывает тяжелые и практически неизлечимые заболевания. Тем не менее, амилоиды — далеко не просто вещества, свидетельствующие о патологиях. Они могут использоваться и в качестве наноматериалов.
По словам израильских ученых Эхуда Газита (Ehud Gazit) и Ицхака Черни (Izhack Cherny), возможности применения супрамолекулярных ассоциатов амилоидов гораздо выше, чем наноструктур из синтетических полимеров — главным образом, потому что эти строительные блоки могут отвечать не только за механические, но и за биологические свойства.
Даже в природе амилоиды не являются только ненормальными, неправильно связанными белками, они представляют собой физиологически значимые вещества. Например, они являются важным защитным материалом для оболочек яиц рыб и птиц. Амилоиды входят в состав покрытий бактериальных клеток, защищающих их и облегчающих прикрепление клеток к поверхностям.
Амилоидные фибриллы представляют собой пучки из высокоупорядоченных протеиновых нитей, собранных по типу лестничных жгутов, которые могут достигать нескольких микрон в длину. В поперечном разрезе амилоиды представляют собой полые цилиндры. Механические свойства амилоидов во многом напоминают свойства паутины, которая может быть «прочнее стали», а может быть растянута во много раз, не разрываясь — эти свойства до сих пор не могут быть воспроизведены искусственно.
Исследователи отмечают, что самоорганизация амилоидов наряду с их пластичностью позволяет рассматривать их, как весьма привлекательные строительные блоки для создания новых наноструктур и наноматериалов. Например, возможно создание проводящего коаксиального нанокабеля с помощью заполнения амилоидных нанотрубок серебром и покрытия их золотом.
А между тем, помимо использования естественных материалов для создания наноструктур, существует и противоположный (весьма перспективный) подход: использование наноструктур для замены природных. Читайте об использовании их вместо мышц: «Усталость нанотрубок».