RU2545331C2 - Method of obtaining polymer-containing fibres - Google Patents
Method of obtaining polymer-containing fibres Download PDFInfo
- Publication number
- RU2545331C2 RU2545331C2 RU2012144053/05A RU2012144053A RU2545331C2 RU 2545331 C2 RU2545331 C2 RU 2545331C2 RU 2012144053/05 A RU2012144053/05 A RU 2012144053/05A RU 2012144053 A RU2012144053 A RU 2012144053A RU 2545331 C2 RU2545331 C2 RU 2545331C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seq
- module
- fiber
- amino acid
- repeating
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 117
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 57
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims abstract description 240
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 claims abstract description 226
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims abstract description 226
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 146
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 59
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 91
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 86
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 claims description 33
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 33
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 33
- 229920002494 Zein Polymers 0.000 claims description 26
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 26
- 229940093612 zein Drugs 0.000 claims description 26
- 239000005019 zein Substances 0.000 claims description 26
- 239000005018 casein Substances 0.000 claims description 19
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 claims description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 18
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 17
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 claims description 16
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 claims description 16
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 8
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 7
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 7
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 108091035707 Consensus sequence Proteins 0.000 claims description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000003915 cell function Effects 0.000 claims description 4
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000012454 non-polar solvent Substances 0.000 claims description 4
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 claims description 4
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims description 4
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 4
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-ol Chemical compound FC(F)(F)C(O)C(F)(F)F BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 102000007474 Multiprotein Complexes Human genes 0.000 claims description 2
- 108010085220 Multiprotein Complexes Proteins 0.000 claims description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 2
- 239000012062 aqueous buffer Substances 0.000 claims description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 2
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 2
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 2
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000012620 biological material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 abstract description 3
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 abstract 1
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 description 108
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 100
- 229920001872 Spider silk Polymers 0.000 description 41
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 28
- 108010055615 Zein Proteins 0.000 description 25
- 101710191899 Actin-depolymerizing factor 3 Proteins 0.000 description 24
- -1 for example Substances 0.000 description 24
- 101710191900 Actin-depolymerizing factor 4 Proteins 0.000 description 22
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 22
- 108010076119 Caseins Proteins 0.000 description 18
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 14
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 13
- FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 4-amino-1-[(2r)-6-amino-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-amino-3-phenylpropanoyl]amino]-3-phenylpropanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]hexanoyl]piperidine-4-carboxylic acid Chemical compound C([C@H](C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H](CCCCN)C(=O)N1CCC(N)(CC1)C(O)=O)NC(=O)[C@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 0.000 description 10
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 10
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 10
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 9
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 9
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 7
- 241000239290 Araneae Species 0.000 description 6
- 241000193935 Araneus diadematus Species 0.000 description 6
- 239000006188 syrup Substances 0.000 description 6
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 6
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 5
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 241000238421 Arthropoda Species 0.000 description 4
- 108010043121 Green Fluorescent Proteins Proteins 0.000 description 4
- 102000004144 Green Fluorescent Proteins Human genes 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000005090 green fluorescent protein Substances 0.000 description 4
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 4
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 102000005936 beta-Galactosidase Human genes 0.000 description 3
- 108010005774 beta-Galactosidase Proteins 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 229920000151 polyglycol Polymers 0.000 description 3
- 239000010695 polyglycol Substances 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 3
- 229920002781 resilin Polymers 0.000 description 3
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 2
- LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide Substances CCN=C=NCCCN(C)C LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IQUPABOKLQSFBK-UHFFFAOYSA-N 2-nitrophenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1[N+]([O-])=O IQUPABOKLQSFBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KUWPCJHYPSUOFW-YBXAARCKSA-N 2-nitrophenyl beta-D-galactoside Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1=CC=CC=C1[N+]([O-])=O KUWPCJHYPSUOFW-YBXAARCKSA-N 0.000 description 2
- FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 3-(dimethylamino)propyliminomethylidene-ethylazanium;chloride Chemical compound Cl.CCN=C=NCCCN(C)C FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 241000255783 Bombycidae Species 0.000 description 2
- 241000255789 Bombyx mori Species 0.000 description 2
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 2
- 241000255777 Lepidoptera Species 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N Pyrrolidine Chemical compound C1CCNC1 RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- 239000003708 ampul Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 210000004899 c-terminal region Anatomy 0.000 description 2
- 235000013351 cheese Nutrition 0.000 description 2
- JBTHDAVBDKKSRW-UHFFFAOYSA-N chembl1552233 Chemical compound CC1=CC(C)=CC=C1N=NC1=C(O)C=CC2=CC=CC=C12 JBTHDAVBDKKSRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 2
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-M glutaminate Chemical compound [O-]C(=O)C(N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- VOFUROIFQGPCGE-UHFFFAOYSA-N nile red Chemical compound C1=CC=C2C3=NC4=CC=C(N(CC)CC)C=C4OC3=CC(=O)C2=C1 VOFUROIFQGPCGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 2
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 2
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 230000003248 secreting effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229940073450 sudan red Drugs 0.000 description 2
- ZUQOBHTUMCEQBG-UHFFFAOYSA-N 4-amino-5-hydroxynaphthalene-1,7-disulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC(O)=C2C(N)=CC=C(S(O)(=O)=O)C2=C1 ZUQOBHTUMCEQBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N Alpha-Lactose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N 0.000 description 1
- 241000238901 Araneidae Species 0.000 description 1
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 1
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- 208000006558 Dental Calculus Diseases 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 102000016359 Fibronectins Human genes 0.000 description 1
- 108010067306 Fibronectins Proteins 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- 229920002527 Glycogen Polymers 0.000 description 1
- SQUHHTBVTRBESD-UHFFFAOYSA-N Hexa-Ac-myo-Inositol Natural products CC(=O)OC1C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C(OC(C)=O)C1OC(C)=O SQUHHTBVTRBESD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- 102000011782 Keratins Human genes 0.000 description 1
- 108010076876 Keratins Proteins 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N L-histidine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N L-lysine Chemical compound NCCCC[C@H](N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 description 1
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 241000332305 Oxyopidae Species 0.000 description 1
- 108010089430 Phosphoproteins Proteins 0.000 description 1
- 102000007982 Phosphoproteins Human genes 0.000 description 1
- ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N Proline Natural products OC(=O)C1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014443 Pyrus communis Nutrition 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 108010071390 Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 102000007562 Serum Albumin Human genes 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-M asparaginate Chemical compound [O-]C(=O)C(N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 238000000089 atomic force micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000000987 azo dye Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 1
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical group 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 1
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 235000020247 cow milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229960002086 dextran Drugs 0.000 description 1
- 229960000633 dextran sulfate Drugs 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000012681 fiber drawing Methods 0.000 description 1
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 1
- GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N fluorescein Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N fluorescein-5-isothiocyanate Chemical compound O1C(=O)C2=CC(N=C=S)=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 1
- 108091006047 fluorescent proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000034287 fluorescent proteins Human genes 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000001502 gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 229940096919 glycogen Drugs 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000012188 high-throughput screening assay Methods 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- CDAISMWEOUEBRE-GPIVLXJGSA-N inositol Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O CDAISMWEOUEBRE-GPIVLXJGSA-N 0.000 description 1
- 229960000367 inositol Drugs 0.000 description 1
- 210000004153 islets of langerhan Anatomy 0.000 description 1
- 235000015110 jellies Nutrition 0.000 description 1
- 239000008274 jelly Substances 0.000 description 1
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 1
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000002352 nonmutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 230000001582 osteoblastic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 108010054442 polyalanine Proteins 0.000 description 1
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 1
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 1
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 1
- 210000004896 polypeptide structure Anatomy 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- 230000004481 post-translational protein modification Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000012846 protein folding Effects 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003259 recombinant expression Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- CDAISMWEOUEBRE-UHFFFAOYSA-N scyllo-inosotol Natural products OC1C(O)C(O)C(O)C(O)C1O CDAISMWEOUEBRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 1
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
- C07K14/43504—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from invertebrates
- C07K14/43563—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from invertebrates from insects
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K7/00—Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
- C07K7/04—Linear peptides containing only normal peptide links
- C07K7/06—Linear peptides containing only normal peptide links having 5 to 11 amino acids
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F4/00—Monocomponent artificial filaments or the like of proteins; Manufacture thereof
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
- D01F6/68—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyaminoacids or polypeptides
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biophysics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Zoology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Insects & Arthropods (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способу прядения полимерного волокна. Кроме того, оно относится к полимерному волокну, получаемому по упомянутому способу, и к вариантам его применения. Изобретение также относится к продуктам, включающим упомянутое полимерное волокно.The present invention relates to a method for spinning a polymer fiber. In addition, it relates to a polymer fiber obtained by the aforementioned method, and to variants of its application. The invention also relates to products comprising said polymer fiber.
Уровень техникиState of the art
Обычным способам получения полимерного волокна свойственны значительные недостатки в отношении как способов, так и продуктов. K способам обычно предъявляются требования, чрезмерно жесткие для включения биологического материала, такого как белки или клетки, в отношении условий, касающихся температуры, давления или использования химических реагентов и растворителей. Продукты обычно разрабатывают для демонстрации превосходства в одном свойстве, таком как прочность, упругость или масса. Однако объединение всех данных свойств оказалось затруднительным.Conventional methods for producing polymer fiber have significant disadvantages with respect to both methods and products. Methods typically have requirements that are excessively stringent to incorporate biological material, such as proteins or cells, regarding conditions regarding temperature, pressure, or the use of chemicals and solvents. Products are usually designed to demonstrate excellence in one property, such as strength, resilience, or mass. However, the combination of all these properties was difficult.
Натуральный шелк паука может принимать различные формы в зависимости от железы, в которой он образуется (Gosline et al., J. Exp. Biol. (202): 3295, 1999). Его свойства достойны внимания: его предел прочности при растяжении может превосходить соответствующую характеристику стали и быть равным пределу прочности при растяжении арамидных элементарных волокон, например, марки кевлар. Шелк паука также может быть очень податливым будучи растяжимым вплоть до приблизительно 300% его длины без разрыва. Помимо прочего, он является легким по массе.Natural spider silk can take various forms depending on the gland in which it forms (Gosline et al., J. Exp. Biol. (202): 3295, 1999). Its properties are noteworthy: its tensile strength can exceed the corresponding steel characteristic and be equal to the tensile strength of aramid elementary fibers, for example, Kevlar brand. Spider silk can also be very malleable when stretched up to about 300% of its length without breaking. Among other things, it is light in weight.
Поскольку получение нативного шелка паука является непрактичным вследствие территориальной и каннибалистической природы пауков, научный и коммерческий интерес инициировал исследование искусственного изготовления шелка паука с целью возможного получения в промышленном масштабе. Однако отыскание коммерчески конкурентоспособного способа массового получения шелка паука оказалось затруднительным. Искусственное получение столкнулось с проблемами достижения как достаточного выхода белка, так и качественной сборки нитей. На решение проблемы источника белка направлено получение рекомбинантных белков шелка паука при использовании бактерий (Scheibel, Microb. Cell. Fact., (1): 14, 2004). Тем не менее, вытяжка волокна из водных растворов данных белков невозможна, поскольку такой раствор, сам по себе, не демонстрирует достаточную продольную вязкость.Since obtaining native spider silk is impractical due to the territorial and cannibalistic nature of spiders, scientific and commercial interest has initiated a study of the artificial production of spider silk with the aim of possible production on an industrial scale. However, finding a commercially competitive method for mass production of spider silk was difficult. Artificial production was faced with the problems of achieving both sufficient protein yield and high-quality thread assembly. The solution of the protein source problem is directed to the production of recombinant spider silk proteins using bacteria (Scheibel, Microb. Cell. Fact., (1): 14, 2004). However, drawing the fiber from aqueous solutions of these proteins is not possible, since such a solution, by itself, does not exhibit sufficient longitudinal viscosity.
Прядение волокон представляет собой способ, по которому деформирующие напряжения в направлении оси волокна конкурируют с поверхностным натяжением прядильного сиропа. Например, невозможно вытягивать стабильное текучее элементарное волокно из воды вследствие высокого поверхностного натяжения воды.Spinning is a method by which strains in the direction of the fiber axis compete with the surface tension of the spinning syrup. For example, it is not possible to draw a stable flowing elementary fiber from water due to the high surface tension of water.
Это иллюстрирует неустойчивость Рэлея, которая вызывает разрушение струи воды, которая истекает из водопроводного крана, на капли. Данный эффект вызывается поверхностным натяжением воды.This illustrates Rayleigh instability, which causes the water jet that flows from the faucet to break into drops. This effect is caused by surface tension of water.
Соотношение между вязкостными силами и силами поверхностного натяжения описывает число Онезорге Oh.The relationship between the viscous forces and the surface tension forces describes the Onesorg number Oh.
Небольшое значение числа Oh (Oh<<1) означает то, что текучее элементарное волокно будет разрушаться на небольшие капли, что стимулирует поверхностное натяжение. Большое значение числа Oh означает то, что текучее элементарное волокно будет оставаться стабильным (Edmond, Schofield et al. 2006). В результате это означает то, что прядильный сироп должен демонстрировать большое значение числа Онезорге. Очевидно, значение числа Oh может быть увеличено в результате увеличения вязкости. У текучих сред, характеризующихся высоким коэффициентом Трутона, в процессах продольного течения будет доминировать продольная вязкость и поэтому большие значения числа Oh могут быть достигнуты для текучих сред, которые характеризуются довольно низкой сдвиговой вязкостью η, но высоким коэффициентом Трутона Tr.A small value of the Oh number (Oh << 1) means that the flowing elementary fiber will break into small droplets, which stimulates surface tension. A large value of the Oh number means that the flowing elementary fiber will remain stable (Edmond, Schofield et al. 2006). As a result, this means that the spinning syrup must demonstrate the great importance of the Onesorge number. Obviously, the value of the Oh number can be increased as a result of an increase in viscosity. For fluids characterized by a high Truton coefficient, longitudinal viscosity will dominate in the longitudinal flow processes and therefore large values of the Oh number can be achieved for fluids that are characterized by a rather low shear viscosity η, but a high Truton coefficient Tr.
Рекомбинантный белок шелка паука может быть получен при использовании бактерий, его сборка была подробно исследована (Scheibel, Microb. Cell. Fact., (1): 14, 2004; Huemmerich et al., Curr. Biol., (22): 2070-4, 2004; Rammensee et al., PNAS, (105):6590-6595, 2008). Искусственные прядильные сиропы, имеющие низкие концентрации белка (10-20 мг/мл eADF3 и eADF4), не обнаруживают соотношения Tr>>1. Поверхностное натяжение является все еще намного большим, чем эффекты вязкости, таким образом, также имеет место и Oh<<1, поэтому получение волокна из данных растворов, имеющих низкую концентрацию белка, было невозможным. Получение волокна обеспечивали только растворы рекомбинантного белка шелка паука, имеющие очень высокие концентрации белка (~200 мг/мл), (Exier et al., Angewandte Chemie-Intemational Edition, (19): 3559-3562, 2007). Однако увеличение концентрации белка приводит к увеличению сдвиговой вязкости раствора, а перерабатываемость текучей среды, характеризующейся очень высокой (>1 Па-сек) сдвиговой вязкостью, является довольно плохой.Recombinant spider silk protein can be obtained using bacteria, its assembly has been extensively studied (Scheibel, Microb. Cell. Fact., (1): 14, 2004; Huemmerich et al., Curr. Biol., (22): 2070- 4, 2004; Rammensee et al., PNAS, (105): 6590-6595, 2008). Artificial spinning syrups having low protein concentrations (10-20 mg / ml eADF3 and eADF4) do not show the ratio Tr >> 1. The surface tension is still much greater than the effects of viscosity, so Oh << 1 also takes place, so obtaining fiber from these solutions having a low protein concentration was not possible. Fiber production was provided only by solutions of recombinant spider silk protein having very high protein concentrations (~ 200 mg / ml) (Exier et al., Angewandte Chemie-Intemational Edition, (19): 3559-3562, 2007). However, an increase in protein concentration leads to an increase in the shear viscosity of the solution, and the processability of a fluid characterized by a very high (> 1 Pa-sec) shear viscosity is rather poor.
Изобретатели настоящего изобретения, к своему удивлению, обнаружили то, что для прядения волокна по способу настоящего изобретения требуются только очень низкие концентрации полимера. Использованию очень низких концентраций полимера свойственно преимущество, заключающееся в отсутствии увеличения сдвиговой вязкости раствора, что, в свою очередь, улучшает перерабатываемость текучей среды.The inventors of the present invention, to their surprise, found that only very low polymer concentrations are required to spin the fibers of the process of the present invention. The use of very low polymer concentrations has the advantage of not increasing the shear viscosity of the solution, which in turn improves the processability of the fluid.
К удивлению, получение волокна из очень низкоконцентрированных полимеров, например полипептидов шелка, таких как полипептиды шелка паука, в мягких условиях облегчалось включением улучшителей продольной вязкости. Хотя прядильные сиропы шелка паука по их природе и описывались как характеризующиеся очень высокими процентными уровнями содержания белка шелка паука, настоящий способ, к удивлению, требует использования только очень низких концентраций полипептидов шелка, начиная от концентраций, составляющих всего лишь 0,15 мг/мл.Surprisingly, obtaining fibers from very low concentration polymers, for example silk polypeptides, such as spider silk polypeptides, under mild conditions was facilitated by the inclusion of longitudinal viscosity improvers. Although spider silk spinning syrups were described by their nature as being characterized by very high percentage levels of spider silk protein, the present method surprisingly requires the use of only very low concentrations of silk polypeptides, starting from concentrations of only 0.15 mg / ml.
Кроме того, настоящий способ, к удивлению, требует использования только очень низких концентраций вышеупомянутых улучшителей продольной вязкости. Низкие концентрации упомянутых улучшителей, с одной стороны, являются достаточными для увеличения продольной вязкости раствора, но, с другой стороны, по существу не увеличивают сдвиговую вязкость раствора, так что образование волокон улучшается.In addition, the present method, surprisingly, requires the use of only very low concentrations of the aforementioned longitudinal viscosity improvers. Low concentrations of the aforementioned improvers, on the one hand, are sufficient to increase the longitudinal viscosity of the solution, but, on the other hand, do not substantially increase the shear viscosity of the solution, so that the formation of fibers improves.
Таким образом, использование очень низких концентраций полимеров и/или очень низких концентраций улучшителей продольной вязкости в способе настоящего изобретения облегчает прядение волокон из прядильного раствора. Кроме того, технические препятствия в способе невелики, поскольку проводят непосредственную вытяжку волокон из раствора полипептида шелка в условиях окружающей среды или условиях, близких к ним.Thus, the use of very low concentrations of polymers and / or very low concentrations of longitudinal viscosity improvers in the process of the present invention facilitates the spinning of fibers from a dope. In addition, technical obstacles to the method are small, since they directly draw fibers from a solution of silk polypeptide under environmental conditions or conditions close to them.
Краткое изложение изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
В первом аспекте настоящее изобретение относится к способу прядения волокна из прядильного раствора, включающему стадии:In a first aspect, the present invention relates to a method for spinning fibers from a spinning solution, comprising the steps of:
(a) получения прядильного раствора, содержащего (i) полимер, который может быть введен в водный раствор с концентрацией, составляющей, по меньшей мере, 0,15 мг/мл, (ii) соединение, которое увеличивает продольную вязкость прядильного раствора, и (iii) растворитель; и(a) preparing a spinning solution containing (i) a polymer that can be introduced into the aqueous solution at a concentration of at least 0.15 mg / ml, (ii) a compound that increases the longitudinal viscosity of the spinning solution, and ( iii) a solvent; and
(b) вытяжки волокна из прядильного раствора или комбинирования экструдирования и вытяжки волокна из прядильного раствора, в результате чего получают волокно.(b) drawing the fiber from the dope, or combining extrusion and drawing the fiber from the dope, resulting in a fiber.
Во втором аспекте настоящее изобретение относится к прядильному раствору для реализации способа настоящего изобретения, содержащему (i) полимер, который может быть введен в водный раствор с концентрацией, составляющей, по меньшей мере, 0,15 мг/мл, (ii) соединение, которое увеличивает продольную вязкость прядильного раствора, и (iii) растворитель.In a second aspect, the present invention relates to a spinning dope for implementing the method of the present invention, comprising (i) a polymer that can be added to an aqueous solution at a concentration of at least 0.15 mg / ml, (ii) a compound that increases the longitudinal viscosity of the dope, and (iii) the solvent.
В третьем аспекте настоящее изобретение относится к волокну, получаемому по способу первого аспекта, и к его применению.In a third aspect, the present invention relates to a fiber obtained by the method of the first aspect, and to its use.
В четвертом аспекте настоящее изобретение предлагает продукты, включающие волокно второго аспекта.In a fourth aspect, the present invention provides products comprising a fiber of the second aspect.
Данное краткое изложение изобретения необязательно описывает все признаки изобретения.This summary of the invention does not necessarily describe all features of the invention.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
До приведения ниже подробного описания настоящего изобретения необходимо понять то, что данное изобретение не ограничивается конкретными методологией, протоколами и реагентами, описанными в настоящем документе, поскольку они могут варьироваться. Также необходимо понимать то, что терминология в соответствии с использованием в настоящем документе, предназначена только для целей описания конкретных вариантов осуществления и не предполагает ограничения объема настоящего изобретения, которое будет ограничиваться только прилагаемой формулой изобретения. Если только не будет определено другого, то все технические и научные термины в соответствии с использованием в настоящем документе имеют те же самые значения, что и обычно понимаемые специалистами в соответствующей области техники.Before providing a detailed description of the present invention below, it is necessary to understand that this invention is not limited to the specific methodology, protocols and reagents described herein, as they may vary. You must also understand that the terminology in accordance with the use in this document is intended only for the purpose of describing specific embodiments and is not intended to limit the scope of the present invention, which will be limited only by the attached claims. Unless otherwise specified, all technical and scientific terms, as used herein, have the same meanings as commonly understood by those skilled in the art.
Предпочтительно термины в соответствии с использованием в настоящем документе определяются согласно описанию в публикации «A multilingual glossary of biotechnological terms: (IUPAC Recommendations)», Leuenberger, H.G.W., Nagel, B. and Kölbl, H. eds. (1995), Helvetica Chimica Acta, CH-4010 Basel, Switzerland).Preferably, the terms as used herein are defined as described in A multilingual glossary of biotechnological terms: (IUPAC Recommendations), Leuenberger, H. G. W., Nagel, B. and Kölbl, H. eds. (1995), Helvetica Chimica Acta, CH-4010 Basel, Switzerland).
По ходу всего изложения текста данного описания изобретения цитируются несколько документов. Каждый из документов, процитированных в настоящем документе (в том числе все патенты, заявки на получение патента, научные публикации, технические описания от производителя, инструкции, представления последовательностей с номерами доступа GenBank и тому подобное), будь выше или ниже в настоящем документе, во всей своей полноте посредством ссылки включается в настоящий документ. Ничто в настоящем документе не должно восприниматься как допущение того, что изобретение не имеет права на испрашиваемую дату приоритета на основании приоритетной заявки.In the course of the entire presentation of the text of this description of the invention, several documents are cited. Each of the documents cited in this document (including all patents, patent applications, scientific publications, technical descriptions from the manufacturer, instructions, presentation of sequences with GenBank access numbers and the like), be higher or lower in this document, in in its entirety, by reference is incorporated herein. Nothing in this document should be construed as an assumption that the invention is not entitled to the claimed priority date based on the priority application.
В последующем изложении будут описываться элементы настоящего изобретения. Данные элементы перечисляются совместно с конкретными вариантами осуществления, однако необходимо понимать то, что для создания дополнительных вариантов осуществления они могут быть объединены любым образом и в любом количестве. Различным образом описанные примеры и предпочтительные варианты осуществления не должны восприниматься как ограничивающее настоящее изобретение только подробно описанными вариантами осуществления. Данное описание изобретения должно пониматься как обосновывающее и охватывающее варианты осуществления, которые объединяют подробно описанные варианты осуществления с любым количеством описанных и/или предпочтительных элементов. Кроме того, раскрытыми в описании настоящей заявки должны считаться любые перестановки и комбинации всех описанных элементов в данной заявке, если только контекст не будет указывать на другое.In the following, elements of the present invention will be described. These elements are listed in conjunction with specific embodiments, however, it must be understood that to create additional embodiments, they can be combined in any way and in any quantity. The variously described examples and preferred embodiments are not to be construed as limiting the present invention to the detailed embodiments only. This description of the invention should be understood as justifying and encompassing embodiments that combine the detailed embodiments with any number of described and / or preferred elements. In addition, any permutations and combinations of all the described elements in this application should be considered disclosed in the description of this application, unless the context indicates otherwise.
По ходу всего изложения данного описания изобретения и формулы изобретения, которая следует далее, если только контекст не будет требовать другого, слово «включать» и вариации, такие как «включает» и «включающий», будут пониматься как подразумевающие включение указанных целого числа или стадии или группы целых чисел или стадий, но не исключение любых других целого числа или стадии или группы целых чисел или стадий.Throughout the entire presentation of this description of the invention and the claims that follows, unless the context requires otherwise, the word “include” and variations such as “include” and “including” will be understood as implying the inclusion of the indicated integer or stage or a group of integers or stages, but not the exclusion of any other integer or stage or group of integers or stages.
В соответствии с использованием в данном описании изобретения и прилагаемой формуле изобретения формы единственного числа (например, один, некий и данный) включают соответствия во множественном числе, если только содержание ясно не будет диктовать другого.In accordance with the use in this description of the invention and the attached claims, the singular (for example, one, one and this) include plural matches, unless the content clearly dictates another.
Остатки в двух и более полипептидах считаются «соответствующими» друг другу, если остатки занимают аналогичное положение в полипептидных структурах. Как хорошо известно на современном уровне техники, аналогичные положения в двух и более полипептидах могут быть определены в результате выравнивания полипептидных последовательностей на основе подобия аминокислотной последовательности или структурного подобия. Средства для такого выравнивания специалистам в соответствующей области техники хорошо известны и могут быть, например, получены в Интернете, например, ClustalW (www.ebi.ac.uk/clustalw) или Align (http://www.ebi.ac.uk//emboss/align/index.html) при использовании стандартных установок, предпочтительно для выравнивания EMBOSS: needle, Матрица: Blosum62, Штраф за открытие пробела: 10.0, Штраф за продолжение пробела 0.5.Residues in two or more polypeptides are considered “corresponding” to each other if the residues occupy a similar position in the polypeptide structures. As is well known in the art, similar positions in two or more polypeptides can be determined by aligning polypeptide sequences based on amino acid sequence similarity or structural similarity. Means for such alignment are well known to those skilled in the art and can, for example, be obtained on the Internet, for example, ClustalW (www.ebi.ac.uk/clustalw) or Align (http://www.ebi.ac.uk/ /emboss/align/index.html) when using standard settings, preferably for aligning EMBOSS: needle, Matrix: Blosum62, Penalty for opening a space: 10.0, Penalty for continuing a space of 0.5.
В первом аспекте настоящее изобретение относится к способу прядения волокна из прядильного раствора, включающему, по существу, состоящему из или состоящему из следующих стадий:In a first aspect, the present invention relates to a method for spinning fibers from a spinning dope, comprising essentially consisting of or consisting of the following steps:
(а) получения прядильного раствора, содержащего (i) полимер, который может быть введен в водный раствор с концентрацией, составляющей, по меньшей мере, 0,15 мг/мл, (ii) соединение, которое увеличивает продольную вязкость прядильного раствора, и (iii) растворитель; и(a) preparing a spinning solution containing (i) a polymer that can be introduced into the aqueous solution at a concentration of at least 0.15 mg / ml, (ii) a compound that increases the longitudinal viscosity of the spinning solution, and ( iii) a solvent; and
(b) вытяжки волокна из прядильного раствора или комбинирования экструдирования и вытяжки волокна из прядильного раствора, в результате чего получают волокно.(b) drawing the fiber from the dope, or combining extrusion and drawing the fiber from the dope, resulting in a fiber.
В контексте настоящего изобретения термин «полимер» относится к молекуле, образованной из повторяющихся структурных звеньев, обычно соединенных ковалентными химическими связями.In the context of the present invention, the term "polymer" refers to a molecule formed from repeating structural units, usually connected by covalent chemical bonds.
В одном предпочтительном варианте осуществления полимер представляет собой биополимер, такой как полипептид или синтетический полимер.In one preferred embodiment, the polymer is a biopolymer, such as a polypeptide or a synthetic polymer.
Термин «биополимер» в соответствии с использованием в настоящем документе относится к молекуле, включающей мономерные звенья, которые ковалентно связаны с образованием более крупных структур. Биополимеры при классификации могут быть разделены на три основных класса на основании различающихся использующихся мономерных звеньев и структуры полученных биополимеров. Первый класс биополимеров представляет собой полинуклеотиды, которые являются полимерами, образованными из нуклеотидных мономеров, например полимерами, образованными из 10 и более нуклеотидных мономеров. Второй класс биополимеров представляет собой полипептиды, которые являются полимерами аминокислот. Третий класс биополимеров представляет собой полисахариды, которые зачастую являются линейными связанными полимерными углеводными структурами. Предпочитается, чтобы биополимер представлял бы собой полипептид.The term “biopolymer” as used herein refers to a molecule comprising monomeric units that are covalently linked to form larger structures. Classification of biopolymers can be divided into three main classes based on the different monomer units used and the structure of the resulting biopolymers. The first class of biopolymers are polynucleotides, which are polymers formed from nucleotide monomers, for example, polymers formed from 10 or more nucleotide monomers. The second class of biopolymers are polypeptides that are polymers of amino acids. The third class of biopolymers is polysaccharides, which are often linear linked polymeric carbohydrate structures. It is preferred that the biopolymer be a polypeptide.
Предпочтительно биополимер является биоразлагаемым, а более предпочтительно также и компостируемым. Биоразлагаемые биополимеры разлагаются с образованием COz и воды под действием микроорганизмов. Биоразлагаемые биополимеры, которые также являются и компостируемыми, могут быть введены в способ промышленного компостирования и будут разлагаться в течение месяцев.Preferably, the biopolymer is biodegradable, and more preferably also compostable. Biodegradable biopolymers decompose to form COz and water under the influence of microorganisms. Biodegradable biopolymers, which are also compostable, can be introduced into the industrial composting process and will decompose over a period of months.
Также предпочитается, чтобы биополимер был бы биосовместимым. Это означает то, что полимер является нетоксичным, немутагенным и вызывает нулевую или только минимальную воспалительную реакцию.It is also preferred that the biopolymer be biocompatible. This means that the polymer is non-toxic, non-mutagenic and causes a zero or only minimal inflammatory reaction.
Таким образом, также и волокна, спряденные из биополимеров по способу настоящего изобретения, могут демонстрировать вышеупомянутые выгодные характеристики, а именно могут быть биоразлагаемыми, компостируемыми и/или биосовместимыми или могут быть в основном биоразлагаемыми, компостируемыми и/или биосовместимыми. В частности, поскольку количество улучшителей продольной вязкости в прядильном растворе способа настоящего изобретения предпочтительно является очень низким.Thus, also fibers spun from biopolymers according to the method of the present invention can exhibit the above-mentioned advantageous characteristics, namely they can be biodegradable, compostable and / or biocompatible, or can be mainly biodegradable, compostable and / or biocompatible. In particular, since the number of longitudinal viscosity improvers in the spinning dope of the method of the present invention is preferably very low.
Как уже упоминалось выше, в полипептиде повторяющиеся структурные звенья представляют собой аминокислоты, соединенные ковалентными амидными связями (пептидными связями).As mentioned above, in a polypeptide, repeating structural units are amino acids joined by covalent amide bonds (peptide bonds).
Если только не будет указано другого, термины «полипептид» и «белок» используются в настоящем документе взаимозаменяемым образом и обозначают любую пептидно-соединенную цепь аминокислот вне зависимости от длины или посттрансляционной модификации.Unless otherwise indicated, the terms “polypeptide” and “protein” are used interchangeably herein to mean any peptide-linked amino acid chain, regardless of length or post-translational modification.
Предпочтительно полипептидом являются полипептид шелка, включающий, по меньшей мере, два идентичных повторяющихся звена, бычий сывороточный альбумин (БСА), зеин или казеин. Полипептид также может представлять собой коллаген, фибронектин или кератин.Preferably, the polypeptide is a silk polypeptide comprising at least two identical repeating units, bovine serum albumin (BSA), zein or casein. The polypeptide may also be collagen, fibronectin or keratin.
Бычий сывороточный альбумин (БСА), также известный как «Fraction V», представляет собой сывороточный альбуминовый белок. Зеин представляет собой проламиновый белок, встречающийся в кукурузе. Казеин (от латинского caseus «сыр») представляет собой преобладающий фосфопротеин (αS1, αS2, β, κ), который отвечает почти за 80% белков в коровьих молоке и сыре.Bovine serum albumin (BSA), also known as "Fraction V", is a serum albumin protein. Zein is a prolamine protein found in corn. Casein (from the Latin caseus “cheese”) is the predominant phosphoprotein (αS1, αS2, β, κ), which is responsible for almost 80% of the proteins in cow's milk and cheese.
В контексте настоящего изобретения термин «полипептид шелка» относится к полипептиду или белку шелка (необходимо отметить то, что, если только не будет указано другого, данные два термина в соответствии с использованием в настоящем документе являются взаимозаменяемыми), который экспрессируют в рекомбинантной экспрессирующей системе (например, микроорганизмов, дрожжей, растений, насекомых или млекопитающих), то есть отделяют от его естественной среды в железе паука (рекомбинантный полипептид или белок шелка). Предпочтительно «полипептид шелка» выделяют или очищают. В частности, «очищенный полипептид шелка» или «выделенный полипептид шелка» является свободным или по существу свободным от клеточного материала или других загрязняющих белков из клеточного или тканевого источника, из которого белок выделяют или производят. Формулировка «по существу свободный от клеточного материала» включает препараты полипептида шелка, в которых полипептид шелка отделен от клеточных компонентов клеток, из которых его рекомбинантно получают. Таким образом, полипептид шелка, который является по существу свободным от клеточного материала, включает препараты полипептидов шелка, содержащие менее чем приблизительно 30%, 20%, 10%, 5% или 1% (в расчете на сухую массу) загрязняющего белка. В случае экспрессии полипептида шелка в клеточной культуре он также будет свободным или по существу свободным от культуральной среды, то есть культуральная среда будет представлять собой менее чем приблизительно 20%, 10%, 5% или 1% от объема полипептидного препарата.In the context of the present invention, the term "silk polypeptide" refers to a polypeptide or silk protein (it should be noted that, unless otherwise indicated, these two terms, as used herein, are interchangeable) that are expressed in a recombinant expression system ( for example, microorganisms, yeast, plants, insects or mammals), that is, separated from its natural environment in the gland of a spider (recombinant polypeptide or silk protein). Preferably, the "silk polypeptide" is isolated or purified. In particular, “purified silk polypeptide” or “isolated silk polypeptide” is free or substantially free of cellular material or other contaminating proteins from a cellular or tissue source from which the protein is isolated or produced. The phrase “substantially free of cellular material” includes silk polypeptide preparations in which the silk polypeptide is separated from the cellular components of the cells from which it is recombinantly derived. Thus, a silk polypeptide that is substantially free of cellular material includes preparations of silk polypeptides containing less than about 30%, 20%, 10%, 5%, or 1% (based on dry weight) of contaminating protein. If silk polypeptide is expressed in cell culture, it will also be free or substantially free of culture medium, i.e., the culture medium will be less than about 20%, 10%, 5%, or 1% of the volume of the polypeptide preparation.
«Полипептид шелка» в соответствии с контекстом настоящего изобретения дополнительно относится к полипептиду, включающему аминокислотную последовательность, которая включает или состоит из, по меньшей мере, 50%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, предпочтительно, по меньшей мере, 95%, а наиболее предпочтительно 100%, множественных копий одного идентичного повторяющегося звена (например, А2, Q6 или С16, где позиции 2, 6 или 16 представляют собой количество повторяющихся звеньев) или множественных копий двух и более различных повторяющихся звеньев (например, (AQ)24 или (AQ)12, C16)."Silk polypeptide" in accordance with the context of the present invention further relates to a polypeptide comprising an amino acid sequence that includes or consists of at least 50%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, preferably at least 95%, and most preferably 100%, of multiple copies of one identical repeating unit (for example, A 2 , Q 6 or C 16 , where
Термины «повторяющееся звено» и «звено повтора» в контексте настоящего изобретения могут быть использованы взаимозаменяемым образом,The terms “repeating unit” and “repeat unit” in the context of the present invention can be used interchangeably,
В контексте настоящего изобретения термин «полипептид шелка» также относится к полипептиду шелка, который включает или состоит из по меньшей мере двух идентичных повторяющихся звеньев, которые включают или состоят из идентичных копий аминокислотных последовательностей полипептидов шелка, встречающихся в природе, или вариаций аминокислотных последовательностей полипептидов шелка, встречающихся в природе, или комбинаций обоих вариантов.In the context of the present invention, the term "silk polypeptide" also refers to a silk polypeptide, which includes or consists of at least two identical repeating units, which include or consist of identical copies of the amino acid sequences of silk polypeptides found in nature, or variations of the amino acid sequences of silk polypeptides found in nature, or combinations of both.
В контексте настоящего изобретения «повторяющееся звено» относится к области, которая в аминокислотной последовательности соответствует области, которая включает или состоит из по меньшей мере одного пептидного мотива (например, АААААА (SEQ ID NO:13) или GPGQQ (SEQ ID NO:4)), который повторяющимся образом присутствует в полипептиде шелка, встречающемся в природе, (например, MaSpI, ADF-3, ADF-4 или Flag) (то есть к идентичной аминокислотной последовательности), или к аминокислотной последовательности, по существу подобной ей (то есть к варианту аминокислотной последовательности). В данном отношении термин «по существу подобный» относится к степени аминокислотной идентичности, по меньшей мере, для 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или даже 99,9%, предпочтительно по всей длине, соответствующей эталонной аминокислотной последовательности, встречающейся в природе. «Повторяющееся звено», включающее аминокислотную последовательность, которая является «по существу подобной» соответствующей аминокислотной последовательности в полипептиде шелка, встречающемся в природе (то есть повторяющееся звено дикого типа), также является подобным и в отношении своих функциональных свойств, например, полипептид шелка, включающий «по существу подобное повторяющееся звено», все еще обладает способностью образовывать волокно. Предпочтительно из полипептида шелка, включающего «по существу подобное повторяющееся звено», все еще можно проводить вытяжку гладкого и однородного волокна при скорости, составляющей, по меньшей мере, 0,1 см/сек, предпочтительно 10 см/сек, а более предпочтительно 10 м/сек. Специалист в соответствующей области техники может провести визуальную оценку того, будет ли все еще иметь место получение волокна. Гладкий и однородный внешний вид упомянутого волокна можно контролировать при использовании электронной микроскопии.In the context of the present invention, a “repeating unit” refers to a region that in the amino acid sequence corresponds to a region that comprises or consists of at least one peptide motif (eg, AAAAAA (SEQ ID NO: 13) or GPGQQ (SEQ ID NO: 4) ), which is repeatedly present in a naturally occurring silk polypeptide (e.g., MaSpI, ADF-3, ADF-4 or Flag) (i.e., an identical amino acid sequence), or an amino acid sequence substantially similar to it (i.e. to the variant amino acid pic research). In this regard, the term "substantially similar" refers to the degree of amino acid identity for at least 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76% , 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93 %, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or even 99.9%, preferably along the entire length, corresponding to the reference amino acid sequence found in nature. A “repeating unit” including an amino acid sequence that is “substantially similar” to the corresponding amino acid sequence in a naturally occurring silk polypeptide (ie, a wild-type repeating unit) is also similar in terms of its functional properties, for example, a silk polypeptide, including a “substantially similar repeating unit”, still has the ability to form fiber. Preferably, from a silk polypeptide comprising a “substantially similar repeating unit”, it is still possible to draw a smooth and uniform fiber at a speed of at least 0.1 cm / sec, preferably 10 cm / sec, and more preferably 10 m / sec One of skill in the art can visually assess whether fiber production will still occur. The smooth and uniform appearance of said fiber can be controlled using electron microscopy.
«Повторяющееся звено», включающее аминокислотную последовательность, которая является «идентичной» аминокислотной последовательности полипептида шелка, встречающегося в природе, например, может представлять собой часть полипептида шелка, соответствующую одному или нескольким пептидным мотивам MaSpI (SEQ ID NO:43), MaSpII (SEQ ID NO:44), ADF-3 (SEQ ID NO:1) и/или ADF-4 (SEQ ID NO:2). «Повторяющееся звено», включающее аминокислотную последовательность, которая является «по существу подобной» аминокислотной последовательности полипептида шелка, встречающегося в природе, например, может представлять собой часть полипептида шелка, соответствующую одному или нескольким пептидным мотивам MaSpI (SEQ ID NO:43), MaSpII (SEQ ID NO:44), ADF-3 (SEQ ID NO:1) и/или ADF-4 (SEQ ID NO:2), но включающее одно или несколько аминокислотных замещений в специфических аминокислотных положениях.A “repeating unit” comprising an amino acid sequence that is “identical” to the amino acid sequence of a naturally occurring silk polypeptide, for example, may be a portion of a silk polypeptide corresponding to one or more peptide motifs MaSpI (SEQ ID NO: 43), MaSpII (SEQ ID NO: 44), ADF-3 (SEQ ID NO: 1) and / or ADF-4 (SEQ ID NO: 2). A “repeating unit” comprising an amino acid sequence that is “substantially similar” to the naturally occurring amino acid sequence of a silk polypeptide, for example, may be a portion of a silk polypeptide corresponding to one or more peptide motifs MaSpI (SEQ ID NO: 43), MaSpII (SEQ ID NO: 44), ADF-3 (SEQ ID NO: 1) and / or ADF-4 (SEQ ID NO: 2), but including one or more amino acid substitutions at specific amino acid positions.
«Повторяющееся звено» не включает неповторяющихся гидрофильных аминокислотных доменов, в общем случае предположительно присутствующих на карбокси- и амино-концах полипептидов щелка, встречающихся в природе.The “repeating unit” does not include non-repeating hydrophilic amino acid domains, generally believed to be naturally occurring at the carboxy and amino ends of alkali polypeptides.
«Повторяющееся звено» в соответствии с настоящим изобретением дополнительно относится к аминокислотной последовательности, имеющей длину от 3 до 200 аминокислот или от 5 до 150 аминокислот, предпочтительно имеющую длину от 10 до 100 аминокислот или от 15 до 80 аминокислот, а более предпочтительно имеющую длину от 18 до 60 аминокислот или от 20 до 40 аминокислот. Например, повторяющееся звено, соответствующее настоящему изобретению, может иметь длину 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170, 175, 180, 185, 190, 195 или 200 аминокислот. Наиболее предпочтительно повторяющееся звено, соответствующее изобретению, состоит из 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 20, 24, 27, 28, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 или 39 аминокислот.A “repeating unit” in accordance with the present invention further relates to an amino acid sequence having a length of from 3 to 200 amino acids or from 5 to 150 amino acids, preferably having a length of from 10 to 100 amino acids or from 15 to 80 amino acids, and more preferably having a length of 18 to 60 amino acids or from 20 to 40 amino acids. For example, the repeating unit of the present invention may have a length of 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170, 175, 180, 185, 190, 195 or 200 amino acids. Most preferably, the repeating unit of the invention consists of 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 20, 24, 27, 28, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, or 39 amino acids.
Полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, предпочтительно состоит из аминокислот в количестве от 6 до 1500, аминокислот в количестве от 50 до 1500 или аминокислот в количестве от 200 до 1300, а наиболее предпочтительно аминокислот в количестве от 250 до 1200 или аминокислот в количестве в от 500 до 1000.The silk polypeptide used in the method of the present invention preferably consists of amino acids in an amount of from 6 to 1500, amino acids in an amount of from 50 to 1500, or amino acids in an amount of from 200 to 1300, and most preferably amino acids in an amount of from 250 to 1200 or amino acids in an amount in from 500 to 1000.
Предпочтительно полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, включает или состоит из 2-80 повторяющихся звеньев, 3-80 повторяющихся звеньев или 4-60 повторяющихся звеньев, более предпочтительно от 8 до 48 повторяющихся звеньев или от 10 до 40 повторяющихся звеньев, а наиболее предпочтительно от 16 до 32 повторяющихся звеньев. Например, полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, может включать или состоять из: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79 или 80 повторяющихся звеньев. Наиболее предпочтительно полипептид шелка включает 4, 8, 12, 16, 24, 32 или 48 повторяющихся звеньев. Как упоминалось выше, по меньшей мере, два повторяющихся звена, включенных в полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, представляют собой идентичные повторяющиеся звенья. Таким образом, полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, может включать множественные копии одного идентичного повторяющегося звена (например, А2 или С16, где позиции 2 или 6 представляют количество повторяющихся звеньев) или множественные копии двух и более различных повторяющихся звеньев (например, (AQ)24 или (QAQ)8). Например. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79 или 80 из 80 повторяющихся звеньев, которые могут быть включены в полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, представляют собой идентичные повторяющиеся звенья.Preferably, the silk polypeptide used in the method of the present invention comprises or consists of 2-80 repeating units, 3-80 repeating units or 4-60 repeating units, more preferably from 8 to 48 repeating units or from 10 to 40 repeating units, and most preferably from 16 to 32 repeating units. For example, the silk polypeptide used in the method of the present invention may include or consist of: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 , 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43 , 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68 , 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, or 80 repeating units. Most preferably, the silk polypeptide comprises 4, 8, 12, 16, 24, 32, or 48 repeating units. As mentioned above, at least two repeating units included in the silk polypeptide used in the method of the present invention are identical repeating units. Thus, the silk polypeptide used in the method of the present invention may include multiple copies of one identical repeating unit (for example, A 2 or C 16 , where
Полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, может включать или состоять из аминокислотной последовательности любого полипептида шелка, известного специалисту в соответствующей области техники. Предпочитается, чтобы полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, включал бы или состоял бы из аминокислотной последовательности полипептида шелка насекомого, предпочтительно полипептида членистоногого или полипептида шелка паука. Полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, также может включать или состоять из аминокислотной последовательности полипептида шелка митилид.The silk polypeptide used in the method of the present invention may include or consist of the amino acid sequence of any silk polypeptide known to a person skilled in the relevant field of technology. It is preferred that the silk polypeptide used in the method of the present invention comprise or consists of the amino acid sequence of an insect silk polypeptide, preferably an arthropod polypeptide or a spider silk polypeptide. The silk polypeptide used in the method of the present invention may also include or consist of the amino acid sequence of a mitilide silk polypeptide.
Предпочитается, чтобы полипептид шелка паука включал бы или состоял бы из аминокислотной последовательности полипептида большой ампуловидной железы (MaSp), такого как полипептид каркасной нити шелка паука, полипептида малой ампуловидной железы (MiSp), полипептида ловчей спиральной нити (flagelliform), полипептида шелка паука из древовидной железы (aggregate), полипептида шелка паука из дольковидной железы (aciniform) или полипептида шелка паука из грушевидной железы (pyriform). Наиболее предпочтительно полипептид шелк паука включает или состоит из аминокислотной последовательности полипептида шелка паука каркасной нити или полипептида шелка паука ловчей спиральной нити. В общем случае предпочитается, чтобы аминокислотная последовательность полипептида каркасной нити или полипептида ловчей спиральной нити была бы выбрана из полипептида каркасной нити или полипептида ловчей спиральной нити пауков-кругопрядов Araneidae или Araneoid.Preferably, the spider silk polypeptide would comprise or consist of the amino acid sequence of a large ampulla gland polypeptide (MaSp), such as a spider silk skeleton polypeptide, a small ampulloid gland polypeptide (MiSp), a flagelliform tartar polypeptide, a spider silk polypeptide from tree gland (aggregate), spider silk polypeptide from the lobular gland (aciniform) or pear silk spider polypeptide from the piriform gland (pyriform). Most preferably, the spider silk polypeptide comprises or consists of the amino acid sequence of a spider silk polypeptide of a frame yarn or a spider silk polypeptide of a spider silk. In the general case, it is preferred that the amino acid sequence of the carcass filament polypeptide or lucid spider polypeptide is selected from the polypeptide of the carcass filament or the lynx spider polypeptide Araneidae or Araneoid.
Предпочитается, чтобы полипептид шелка насекомого выключал бы или состоял бы из аминокислотной последовательности полипептида шелка Lepidoptera. Более предпочтительно полипептид шелка насекомого включает или состоит из аминокислотной последовательности полипептида шелка Bombycidae, наиболее предпочтительно Bombyx mori.It is preferred that the insect silk polypeptide turn off or consist of the amino acid sequence of the Lepidoptera silk polypeptide. More preferably, the insect silk polypeptide comprises or consists of the amino acid sequence of the Bombycidae silk polypeptide, most preferably Bombyx mori.
Предпочтительно вышеупомянутые полипептиды шелка получаются рекомбинантным образом, то есть представляют собой рекомбинантные полипептиды шелка. Например, полипептиды шелка, использующиеся в способе настоящего изобретения, являются рекомбинантными полипептидами шелка паука, такими как полипептиды шелка паука каркасной нити или полипептиды шелка паука ловчей спиральной нити, рекомбинантными полипептидами шелка насекомого или рекомбинантными полипептидами шелка митилид.Preferably, the aforementioned silk polypeptides are obtained recombinantly, that is, they are recombinant silk polypeptides. For example, the silk polypeptides used in the method of the present invention are recombinant spider silk polypeptides, such as wire-thread spider silk polypeptides or lucid spider silk polypeptides, insect recombinant silk polypeptides or mitylid recombinant silk polypeptides.
Повторяющееся звено полипептида шелка, использующегося в способе настоящего изобретения, может включать или состоять из аминокислотной последовательности любой области, которая включает или состоит из, по меньшей мере, одного пептидного мотива, который повторяющимся образом присутствует во встречающемся в природе полипептиде шелка, известном специалистам в соответствующей области техники. Предпочтительно повторяющееся звено полипептида шелка, использующегося в способе настоящего изобретения, включает или состоит из аминокислотной последовательности области, которая включает или состоит из, по меньшей мере, одного пептидного мотива, который повторяющимся образом присутствует в полипептиде шелка насекомого, более предпочтительно в полипептиде шелка членистоногого или полипептиде шелка паука. Повторяющееся звено полипептида шелка, использующегося в способе настоящего изобретения, также может включать или состоять из аминокислотной последовательности области, которая включает или состоит из, по меньшей мере, одного пептидного мотива, который повторяющимся образом присутствует в полипептиде шелка митилид.The repeating unit of the silk polypeptide used in the method of the present invention may include or consist of the amino acid sequence of any region that includes or consists of at least one peptide motif that is repetitively present in the naturally occurring silk polypeptide known to those skilled in the art. areas of technology. Preferably, the repeating unit of the silk polypeptide used in the method of the present invention comprises or consists of the amino acid sequence of a region that includes or consists of at least one peptide motif that is repeatedly present in the insect silk polypeptide, more preferably in the arthropod silk polypeptide or spider silk polypeptide. The repeating unit of the silk polypeptide used in the method of the present invention may also include or consist of the amino acid sequence of a region that includes or consists of at least one peptide motif that is repeatedly present in the mitilide silk polypeptide.
Предпочитается, чтобы повторяющееся звено шелка паука включало бы или состояло бы из аминокислотной последовательности области, которая включает или состоит из, по меньшей мере, одного пептидного мотива, который повторяющимся образом присутствует во встречающемся в природе полипептиде большой ампуловидной железы (MaSp), таком как полипептид шелка паука каркасной нити, полипептиде малой ампуловидной железы (MiSp), полипептиде ловчей спиральной нити, полипептиде шелка паука из древовидной железы, полипептиде шелка паука из дольковидной железы или полипептиде шелка паука из грушевидной железы. Наиболее предпочтительно повторяющееся звено включает или состоит из аминокислотной последовательности области, которая включает или состоит из, по меньшей мере, одного пептидного мотива, который повторяющимся образом присутствует во встречающемся в природе полипептиде шелка паука каркасной нити или полипептиде шелка паука ловчей спиральной нити.It is preferred that the repeating spider silk link include or consist of the amino acid sequence of a region that includes or consists of at least one peptide motif that is repetitively present in the naturally occurring large ampuloid gland (MaSp) polypeptide, such as the polypeptide silk spider carcass filament, small ampulliform gland polypeptide (MiSp), polypeptide lucid spiral filament, spider silk polypeptide from tree gland, spider silk polypeptide from lobular jelly PS or polypeptide of a spider silk from a piriform gland. Most preferably, the repeating unit comprises or consists of the amino acid sequence of a region that includes or consists of at least one peptide motif that is repetitively present in the naturally occurring spider silk polypeptide of the wireframe thread or the spider silk polypeptide of the spider silk thread.
Предпочитается, чтобы повторяющееся звено шелка насекомого включало бы или состояло бы из аминокислотной последовательности области, которая включает или состоит из, по меньшей мере, одного пептидного мотива, который повторяющимся образом присутствует во встречающемся в природе полипептиде шелка Lepidoptera. Более предпочтительно повторяющееся звено шелка насекомого включает или состоит из аминокислотной последовательности области, которая включает или состоит из, по меньшей мере, одного пептидного мотива, который повторяющимся образом присутствует во встречающемся в природе полипептиде шелка насекомого Bombycidae, наиболее предпочтительно Bombyx mori.It is preferred that the repeating insect silk link include or consist of the amino acid sequence of a region that includes or consists of at least one peptide motif that is repetitively present in the naturally occurring Lepidoptera silk polypeptide. More preferably, the repeating insect silk unit comprises or consists of the amino acid sequence of a region that includes or consists of at least one peptide motif that is repetitively present in the naturally occurring insect silk polypeptide Bombycidae, most preferably Bombyx mori.
Термин «консенсусная последовательность» в соответствии с использованием в контексте настоящего изобретения относится к аминокислотной последовательности, которая включает аминокислоты, которые часто присутствуют в определенном положении (например, «G») и где другие аминокислоты, которые не определяют дополнительно, заменяют символом-заполнителем «X».The term "consensus sequence" as used in the context of the present invention refers to an amino acid sequence that includes amino acids that are often present at a particular position (for example, "G") and where other amino acids that are not further defined are replaced with the placeholder " X. "
Предпочтительно полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, включает, по существу состоит из или состоит из, по меньшей мере, двух идентичных повторяющихся звеньев, каждое из которых включает, по меньшей мере, одну, предпочтительно одну, консенсусную последовательность, выбираемую из группы, состоящей из:Preferably, the silk polypeptide used in the method of the present invention includes essentially consists of or consists of at least two identical repeating units, each of which includes at least one, preferably one, a consensus sequence selected from the group consisting of:
i) GPGXX (SEQ ID NO:3), где X представляет собой любую аминокислоту, предпочтительно в каждом случае независимо выбираемую из A, S, G, Y, Р, N и Q;i) GPGXX (SEQ ID NO: 3), where X is any amino acid, preferably in each case independently selected from A, S, G, Y, P, N and Q;
ii) GGX, где Х представляет собой любую аминокислоту, предпочтительно в каждом случае независимо выбираемую из Y, Р, R, S, А, Т, N и Q, более предпочтительно в каждом случае независимо выбираемую из Y, Р и Q; иii) GGX, where X is any amino acid, preferably in each case independently selected from Y, P, R, S, A, T, N and Q, more preferably in each case independently selected from Y, P and Q; and
iii) Ax, где х представляет собой целое число в диапазоне от 5 до 10.iii) A x , where x is an integer in the range from 5 to 10.
Также предпочитается, чтобы полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, включал бы или состоял бы из, по меньшей мере, двух идентичных повторяющихся звеньев, каждое из которых включает, по меньшей мере, одну, предпочтительно одну, аминокислотную последовательность, выбираемую из группы, состоящей из: GGRPSDTYG (SEQ ID NO:18) и GGRPSSSYG (SEQ ID NO:19).It is also preferred that the silk polypeptide used in the method of the present invention comprise or consists of at least two identical repeating units, each of which includes at least one, preferably one, amino acid sequence selected from the group consisting of: GGRPSDTYG (SEQ ID NO: 18) and GGRPSSSYG (SEQ ID NO: 19).
Повторяющиеся (пептидные) мотивы GPGXX (SEQ ID NO:3) и GGX, то есть мотивы, обогащенные глицином, придают гибкость полипептиду шелка и, таким образом, нити, полученной из белка шелка, включающего упомянутые мотивы. Говоря подробно, повторяющийся мотив GPGXX (SEQ ID NO:3) образует спиральные структуры β-поворот, которые придают полипептиду шелка эластичность. Как шелк большой ампуловидной железы, так и шелк ловчей спиральной нити включают мотив GPGXX (SEQ ID NO:3). Повторяющийся мотив GGX связан со спиральной структурой, включающей три аминокислоты на один виток, и встречается в большинстве шелков паука. Мотив GGX может придавать шелку дополнительные эластические свойства. Повторяющийся полиаланиновый Ах (пептидный) мотив образует кристаллическую структуру β-лист, которая придает полипептиду шелка прочность, (WO 03/057727). (Пептидные) мотивы GGRPSDTYG (SEQ ID NO:18) и GGRPSSSYG (SEQ ID NO:19) выбирали из ресилина (WO 08/155304). Ресилин представляет собой эластомерный белок, встречающийся у большинства членистоногих (arthropodd). Он располагается в специализированных областях кутикулы, придавая низкую жесткость и высокую прочность (Elvin et al. Nature (473): 999-1002, 2005).The repeating (peptide) motifs GPGXX (SEQ ID NO: 3) and GGX, that is, glycine-rich motifs, give flexibility to the silk polypeptide and thus the thread obtained from the silk protein including the motifs mentioned. In detail, the repeating motif GPGXX (SEQ ID NO: 3) forms β-turn helical structures that give the silk polypeptide elasticity. Both silk of the large ampulliform gland and silk of the hunting spiral thread include the GPGXX motif (SEQ ID NO: 3). The repeating GGX motif is associated with a spiral structure comprising three amino acids per turn, and is found in most spider silk. GGX motif can give silk additional elastic properties. The repeating polyalanine A x (peptide) motif forms the β-sheet crystal structure, which gives the silk polypeptide strength, (WO 03/057727). The (peptide) motifs GGRPSDTYG (SEQ ID NO: 18) and GGRPSSSYG (SEQ ID NO: 19) were selected from resilin (WO 08/155304). Resilin is an elastomeric protein found in most arthropods (arthropodd). It is located in specialized areas of the cuticle, imparting low stiffness and high strength (Elvin et al. Nature (473): 999-1002, 2005).
Таким образом, в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полипептид шелка включает или состоит из повторяющихся звеньев, каждое 14 из которых включает, по меньшей мере, одну (например, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, или 9), предпочтительно одну, аминокислотную последовательность, выбираемую из группы, состоящей из GPGAS (SEQ ID NO:5), GPGSG (SEQ ID NO:6), GPGGY (SEQ ID NO:7). GPGGP (SEQ ID NO:8), GPGGA (SEQ ID NO:9), GPGQQ (SEQ ID NO:4), GPGGG (SEQ ID NO:10), GPGQG (SEQ ID NO:40) и GPGGS (SEQ ID NO:11). В еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полипептид шелка включает или состоит из повторяющихся звеньев, каждое из которых включает, по меньшей мере, одну (например, 1, 2, 3, 4, 5, 8, 7 или 8), предпочтительно одну, аминокислотную последовательность, выбираемую из группы, состоящей из GGY, GGP, GGA, GGR, GGS, GGT, GGN и GGQ. В одном дополнительном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полипептид шелка включает или состоит из повторяющихся звеньев, каждое из которых включает, по меньшей мере, одну (например, 1, 2, 3, 4, 5 или 6), предпочтительно одну, аминокислотную последовательность, выбираемую из группы, состоящей из ААААА (SEQ ID NO:12), АААААА (SEQ ID NO:13), AAAAAAA (SEQ ID NO:14), AAAAAAAA (SEQ ID NO:15), AAAAAAAAA (SEQ ID NO:16) и АААААААААА (SEQ ID NO:17).Thus, in one preferred embodiment of the present invention, the silk polypeptide comprises or consists of repeating units, each 14 of which includes at least one (for example, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, or 9), preferably one, an amino acid sequence selected from the group consisting of GPGAS (SEQ ID NO: 5), GPGSG (SEQ ID NO: 6), GPGGY (SEQ ID NO: 7). GPGGP (SEQ ID NO: 8), GPGGA (SEQ ID NO: 9), GPGQQ (SEQ ID NO: 4), GPGGG (SEQ ID NO: 10), GPGQG (SEQ ID NO: 40) and GPGGS (SEQ ID NO: 4) :eleven). In another preferred embodiment of the present invention, the silk polypeptide comprises or consists of repeating units, each of which includes at least one (for example, 1, 2, 3, 4, 5, 8, 7, or 8), preferably one, an amino acid sequence selected from the group consisting of GGY, GGP, GGA, GGR, GGS, GGT, GGN and GGQ. In one additional preferred embodiment of the present invention, the silk polypeptide comprises or consists of repeating units, each of which includes at least one (for example, 1, 2, 3, 4, 5 or 6), preferably one, an amino acid sequence selected from the group consisting of AAAAA (SEQ ID NO: 12), AAAAAA (SEQ ID NO: 13), AAAAAAA (SEQ ID NO: 14), AAAAAAAA (SEQ ID NO: 15), AAAAAAAAA (SEQ ID NO: 16) and AAAAAAAAAA (SEQ ID NO: 17).
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения полипептид шелка включает или состоит из повторяющихся звеньев, каждое из которых включает, по меньшей мере, одну (например, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 или 25), предпочтительно одну, аминокислотную последовательность, выбираемую из группы, состоящей из GPGAS (SEQ ID NO:5), GPGSG (SEQ ID NO:6), GPGGY (SEQ ID NO:7), GPGGP (SEQ ID NO:8), GPGGA (SEQ ID NO:9), GPGQQ (SEQ ID NO:4), GPGGG (SEQ ID NO:10), GPGQG (SEQ ID NO:40), GPGGS (SEQ ID NO:11), GGY, GGP, GGA, GGR, GGS, GGT, GGN, GGQ, ААААА (SEQ ID NO:12), АААААА (SEQ ID NO:13), AAAAAAA (SEQ ID NO:14), AAAAAAAA (SEQ ID NO:15), AAAAAAAAA (SEQ ID NO:16), АААААААААА (SEQ ID NO:17), GGRPSDTYG (SEQ ID NO:18) и GGRPSSSYG (SEQ ID NO:19).In another preferred embodiment, the silk polypeptide comprises or consists of repeating units, each of which includes at least one (for example, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 or 25), preferably one amino acid sequence selected from the group consisting of GPGAS (SEQ ID NO: 5) , GPGSG (SEQ ID NO: 6), GPGGY (SEQ ID NO: 7), GPGGP (SEQ ID NO: 8), GPGGA (SEQ ID NO: 9), GPGQQ (SEQ ID NO: 4), GPGGG (SEQ ID NO: 10), GPGQG (SEQ ID NO: 40), GPGGS (SEQ ID NO: 11), GGY, GGP, GGA, GGR, GGS, GGT, GGN, GGQ, AAAAA (SEQ ID NO: 12), AAAAAA ( SEQ ID NO: 13), AAAAAAA (SEQ ID NO: 14), AAAAAAAA (SEQ ID NO: 15), AAAAAAAAAA (SEQ ID NO: 16), AAAAAAAAA A (SEQ ID NO: 17), GGRPSDTYG (SEQ ID NO: 18) and GGRPSSSYG (SEQ ID NO: 19).
Наиболее предпочтительно полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, включает, по существу состоит из или состоит из повторяющихся звеньев, которые включают или состоят из:Most preferably, the silk polypeptide used in the method of the present invention includes, essentially consists of or consists of repeating units, which include or consist of:
(i) GPGAS (SEQ ID NO:5), АААААА (SEQ ID NO:13), GGY и GPGSG (SEQ ID NO:6) в качестве аминокислотной последовательности, предпочтительно в данном порядке,(i) GPGAS (SEQ ID NO: 5), AAAAAA (SEQ ID NO: 13), GGY and GPGSG (SEQ ID NO: 6) as the amino acid sequence, preferably in this order,
(ii) AAAAAAAA (SEQ ID NO:15), GPGGY (SEQ ID NO:7), GPGGY (SEQ ID NO:7) и GPGGP (SEQ ID NO:8) в качестве аминокислотной последовательности, предпочтительно в данном порядке,(ii) AAAAAAAA (SEQ ID NO: 15), GPGGY (SEQ ID NO: 7), GPGGY (SEQ ID NO: 7) and GPGGP (SEQ ID NO: 8) as the amino acid sequence, preferably in this order,
(iii) GPGQQ (SEQ ID NO:4), GPGQQ (SEQ ID NO:4), GPGQQ (SEQ ID NO:4) и GPGQQ (SEQ ID NO:4) в качестве аминокислотной последовательности, предпочтительно в данном порядке,(iii) GPGQQ (SEQ ID NO: 4), GPGQQ (SEQ ID NO: 4), GPGQQ (SEQ ID NO: 4) and GPGQQ (SEQ ID NO: 4) as the amino acid sequence, preferably in this order,
(iv) GPGGA (SEQ ID NO:9), GGP, GPGGA (SEQ ID NO:9), GGP, GPGGA (SEQ ID NO:9) и GGP в качестве аминокислотной последовательности, предпочтительно в данном порядке,(iv) GPGGA (SEQ ID NO: 9), GGP, GPGGA (SEQ ID NO: 9), GGP, GPGGA (SEQ ID NO: 9) and GGP as the amino acid sequence, preferably in this order,
(v) AAAAAAAA (SEQ ID NO:15),GPGQG (SEQ ID NO:40) и GGR в качестве аминокислотной последовательности, предпочтительно в данном порядке,(v) AAAAAAAA (SEQ ID NO: 15), GPGQG (SEQ ID NO: 40) and GGR as an amino acid sequence, preferably in that order,
(vi) AAAAAAAA (SEQ ID NO:15), GPGGG (SEQ ID NO:10), GGR, GGN и GGR в качестве аминокислотной последовательности, предпочтительно в данном порядке,(vi) AAAAAAAA (SEQ ID NO: 15), GPGGG (SEQ ID NO: 10), GGR, GGN and GGR as an amino acid sequence, preferably in that order,
(vii) GGA, GGA, GGA, GGS, GGA и GGS в качестве аминокислотной последовательности, предпочтительно в данном порядке,(vii) GGA, GGA, GGA, GGS, GGA and GGS as the amino acid sequence, preferably in that order,
(viii) GPGGA (SEQ ID NO:9), GPGGY (SEQ ID NO:7), GPGGS (SEQ ID NO:11), GPGGY (SEQ ID NO:7), GPGGS (SEQ ID NO:11) и GPGGY (SEQ ID NO:7) в качестве аминокислотной последовательности, предпочтительно в данном порядке.(viii) GPGGA (SEQ ID NO: 9), GPGGY (SEQ ID NO: 7), GPGGS (SEQ ID NO: 11), GPGGY (SEQ ID NO: 7), GPGGS (SEQ ID NO: 11) and GPGGY ( SEQ ID NO: 7) as an amino acid sequence, preferably in that order.
Необходимо отметить то, что, по меньшей мере, два повторяющихся звена, включенных в вышеупомянутые полипептиды шелка, представляют собой идентичные повторяющиеся звенья.It should be noted that at least two repeating units included in the aforementioned silk polypeptides are identical repeating units.
Предпочтительно полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, включает, по существу состоит из или состоит из 2-80 повторяющихся звеньев, 3-80 повторяющихся звеньев или 4-60 повторяющихся звеньев, более предпочтительно от 8 до 48 повторяющихся звеньев или от 10 до 40 повторяющихся звеньев, а наиболее предпочтительно от 16 до 32 повторяющихся звеньев, то есть 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79 или 80 повторяющихся звеньев, каждое их которых включает, по меньшей мере, одну, предпочтительно одну, консенсусную последовательность, выбираемую из группы, состоящей из:Preferably, the silk polypeptide used in the method of the present invention comprises essentially consists of or consists of 2-80 repeating units, 3-80 repeating units or 4-60 repeating units, more preferably from 8 to 48 repeating units or from 10 to 40 repeating units, and most preferably from 16 to 32 repeating units, i.e. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 , 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44 , 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79 or 80 in toryayuschihsya units each of which comprises at least one, preferably one, a consensus sequence selected from the group consisting of:
i) GPGXX (SEQ ID NO:3), где X представляет собой любую аминокислоту, предпочтительно в каждом случае независимо выбираемую из A, S, G, Y, Р, N и Q;i) GPGXX (SEQ ID NO: 3), where X is any amino acid, preferably in each case independently selected from A, S, G, Y, P, N and Q;
и) GGX, где Х представляет собой любую аминокислоту, предпочтительно в каждом случае независимо выбираемую из Y, Р, R, S, А, Т, N и Q, более предпочтительно в каждом случае независимо выбираемую из Y, Р и Q; иi) GGX, where X is any amino acid, preferably in each case independently selected from Y, P, R, S, A, T, N and Q, more preferably in each case independently selected from Y, P and Q; and
iii) Ax, где х представляет собой целое число в диапазоне от 5 до 10.iii) A x , where x is an integer in the range from 5 to 10.
Как упоминалось выше, по меньшей мере, два повторяющихся звена, включенных в полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, представляют собой идентичные повторяющиеся звенья.As mentioned above, at least two repeating units included in the silk polypeptide used in the method of the present invention are identical repeating units.
Также предпочитается, чтобы полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, включал бы или состоял бы из 2-80 повторяющихся звеньев, 3-80 повторяющихся звеньев или 4-60 повторяющихся звеньев, более предпочтительно от 8 до 48 повторяющихся звеньев или от 10 до 40 повторяющихся звеньев, а наиболее предпочтительно от 16 до 32 повторяющихся звеньев, каждое из которых включает, по меньшей мере, одну, предпочтительно одну, аминокислотную последовательность, выбираемую из группы, состоящей из: GGRPSDTYG (SEQ ID NO:18) и GGRPSSSYG (SEQ ID NO:19).It is also preferred that the silk polypeptide used in the method of the present invention comprise or consists of 2-80 repeating units, 3-80 repeating units or 4-60 repeating units, more preferably from 8 to 48 repeating units or from 10 to 40 repeating units, and most preferably from 16 to 32 repeating units, each of which includes at least one, preferably one, amino acid sequence selected from the group consisting of: GGRPSDTYG (SEQ ID NO: 18) and GGRPSSSYG (SEQ ID NO: 19).
Таким образом, полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, предпочтительно включает, по существу состоит из или состоит из 2-80 повторяющихся звеньев, 3-80 повторяющихся звеньев или 4-60 повторяющихся звеньев, более предпочтительно от 8 до 48 повторяющихся звеньев или от 10 до 40 повторяющихся звеньев, а наиболее предпочтительно от 16 до 32 повторяющихся звеньев, каждое из которых включает, по меньшей мере, одну (например, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 или 25), предпочтительно одну, аминокислотную последовательность, выбираемую из группы, состоящей из GPGAS (SEQ ID NO:5), GPGSG (SEQ ID NO:6), GPGGY (SEQ ID NO:7), GPGGP (SEQ ID NO:8), GPGGA (SEQ ID NO:9), GPGQQ (SEQ ID NO:4), GPGQG (SEQ ID NO:40), GPGGG (SEQ ID NO:10), GPGGS (SEQ ID NO:11), GGY, GGP, GGA, GGR, GGS, GGT, GGN, GGQ, AAAAA (SEQ ID NO:12), AAAAAA (SEQ ID NO:13), AAAAAAA (SEQ ID NO:14), AAAAAAAA (SEQ ID NO:15), AAAAAAAAA (SEQ ID NO:16), AAAAAAAAAA (SEQ ID NO:17), GGRPSDTYG (SEQ ID NO:18) и GGRPSSSYG (SEQ ID NO:19).Thus, the silk polypeptide used in the method of the present invention preferably includes, essentially consists of or consists of 2-80 repeating units, 3-80 repeating units or 4-60 repeating units, more preferably from 8 to 48 repeating units or from 10 to 40 repeating units, and most preferably from 16 to 32 repeating units, each of which includes at least one (e.g. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 or 25), preferably one amino acid sequence a bone selected from the group consisting of GPGAS (SEQ ID NO: 5), GPGSG (SEQ ID NO: 6), GPGGY (SEQ ID NO: 7), GPGGP (SEQ ID NO: 8), GPGGA (SEQ ID NO: 8) 9), GPGQQ (SEQ ID NO: 4), GPGQG (SEQ ID NO: 40), GPGGG (SEQ ID NO: 10), GPGGS (SEQ ID NO: 11), GGY, GGP, GGA, GGR, GGS, GGT , GGN, GGQ, AAAAA (SEQ ID NO: 12), AAAAAA (SEQ ID NO: 13), AAAAAAA (SEQ ID NO: 14), AAAAAAAA (SEQ ID NO: 15), AAAAAAAAA (SEQ ID NO: 16), AAAAAAAAAA (SEQ ID NO: 17), GGRPSDTYG (SEQ ID NO: 18) and GGRPSSSYG (SEQ ID NO: 19).
Наиболее предпочтительно полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, включает, по существу состоит из или состоит из:Most preferably, the silk polypeptide used in the method of the present invention includes, essentially consists of or consists of:
(i) повторяющихся звеньев, которые включают или состоят из: GPGAS (SEQ ID NO:5), AAAAAA (SEQ ID NO:13), GGY и GPGSG (SEQ ID NO:6) в качестве аминокислотной последовательности, предпочтительно в данном порядке,(i) repeating units that include or consist of: GPGAS (SEQ ID NO: 5), AAAAAA (SEQ ID NO: 13), GGY and GPGSG (SEQ ID NO: 6) as an amino acid sequence, preferably in that order,
(ii) повторяющихся звеньев, которые включают или состоят из: AAAAAAAA (SEQ ID NO:15), GPGGY (SEQ ID NO:7), GPGGY (SEQ ID NO:7) и GPGGP (SEQ ID NO:8) в качестве аминокислотной последовательности, предпочтительно в данном порядке,(ii) repeating units that include or consist of: AAAAAAAA (SEQ ID NO: 15), GPGGY (SEQ ID NO: 7), GPGGY (SEQ ID NO: 7) and GPGGP (SEQ ID NO: 8) as amino acid sequences, preferably in that order,
(iii) повторяющихся звеньев, которые включают или состоят из: GPGQQ (SEQ ID NO:4), GPGQQ (SEQ ID NO:4), GPGQQ (SEQ ID NO:4) и GPGQQ (SEQ ID NO:4) в качестве аминокислотной последовательности, предпочтительно в данном порядке,(iii) repeating units that include or consist of: GPGQQ (SEQ ID NO: 4), GPGQQ (SEQ ID NO: 4), GPGQQ (SEQ ID NO: 4) and GPGQQ (SEQ ID NO: 4) as amino acid sequences, preferably in that order,
(iv) повторяющихся звеньев, которые включают или состоят из: GPGGA (SEQ ID NO:9), GGP, GPGGA (SEQ ID NO:9), GGP, GPGGA (SEQ ID NO:9) и GGP в качестве аминокислотной последовательности, предпочтительно в данном порядке,(iv) repeating units that include or consist of: GPGGA (SEQ ID NO: 9), GGP, GPGGA (SEQ ID NO: 9), GGP, GPGGA (SEQ ID NO: 9) and GGP as the amino acid sequence, preferably in this order
(v) повторяющихся звеньев, которые включают или состоят из: АААААААА (SEQ ID NO:15),GPGQG (SEQ ID NO:40) и GGR в качестве аминокислотной последовательности, предпочтительно в данном порядке,(v) repeating units that include or consist of: AAAAAAAA (SEQ ID NO: 15), GPGQG (SEQ ID NO: 40) and GGR as an amino acid sequence, preferably in this order,
(vi) повторяющихся звеньев, которые включают или состоят из: АААААААА (SEQ ID NO:15), GPGGG (SEQ ID NO:10), GGR, GGN и GGR в качестве аминокислотной последовательности, предпочтительно в данном порядке,(vi) repeating units that include or consist of: AAAAAAAA (SEQ ID NO: 15), GPGGG (SEQ ID NO: 10), GGR, GGN and GGR as an amino acid sequence, preferably in that order,
(vii) повторяющихся звеньев, которые включают или состоят из: GGA, GGA, GGA, GGS, GGA и GGS в качестве аминокислотной последовательности, предпочтительно в данном порядке, и/или(vii) repeating units that include or consist of: GGA, GGA, GGA, GGS, GGA and GGS as an amino acid sequence, preferably in that order, and / or
(viii) повторяющихся звеньев, которые включают или состоят из: GPGGA (SEQ ID NO:9), GPGGY (SEQ ID NO:7), GPGGS (SEQ ID NO:11), GPGGY (SEQ ID NO:7), GPGGS (SEQ ID NO:11) и GPGGY (SEQ ID NO:7) в качестве аминокислотной последовательности, предпочтительно в данном порядке.(viii) repeating units that include or consist of: GPGGA (SEQ ID NO: 9), GPGGY (SEQ ID NO: 7), GPGGS (SEQ ID NO: 11), GPGGY (SEQ ID NO: 7), GPGGS ( SEQ ID NO: 11) and GPGGY (SEQ ID NO: 7) as the amino acid sequence, preferably in that order.
Необходимо отметить то, что, по меньшей мере, два повторяющихся звена, включенных в вышеупомянутые полипептиды шелка, представляют собой идентичные повторяющиеся звенья.It should be noted that at least two repeating units included in the aforementioned silk polypeptides are identical repeating units.
Предпочтительно полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, включает, по существу состоит из или состоит из:Preferably, the silk polypeptide used in the method of the present invention includes, essentially consists of or consists of:
(i) (GPGXX)n (SEQ ID NO:3) в качестве повторяющегося звена, где Х представляет собой любую аминокислоту, предпочтительно в каждом случае независимо выбираемую из A, S, G, Y, Р, N и Q, а n составляет 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 или 9;(i) (GPGXX) n (SEQ ID NO: 3) as a repeating unit, where X is any amino acid, preferably in each case independently selected from A, S, G, Y, P, N and Q, and n is 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9;
(ii) (GGX)n в качестве повторяющегося звена, где Х представляет собой любую аминокислоту, предпочтительно в каждом случае независимо выбираемую из Y, Р, R, S, А, Т, N и Q, более предпочтительно в каждом случае независимо выбираемую из Y, Р и Q, а n составляет 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8; и/или(ii) (GGX) n as a repeating unit, where X is any amino acid, preferably in each case independently selected from Y, P, R, S, A, T, N and Q, more preferably in each case independently selected from Y, P and Q, and n is 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8; and / or
(iii) (Ax)n в качестве повторяющегося звена, где x представляет собой целое число в диапазоне от 5 до 10, а n составляет 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10.(iii) (A x ) n as a repeating unit, where x is an integer in the range from 5 to 10, and n is 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10.
Как упоминалось выше, по меньшей мере, два повторяющихся звена, включенных в полипептиды шелка, использующиеся в способе настоящего изобретения, представляют собой идентичные повторяющиеся звенья.As mentioned above, at least two repeating units included in the silk polypeptides used in the method of the present invention are identical repeating units.
Предпочитается, чтобы повторяющиеся звенья были бы независимо выбраны из модуля A (SEQ ID NO:20), модуля С (SEQ ID NO:21), модуля Q (SEQ ID NO:22), модуля K (SEQ ID NO:23), модуля sp (SEQ ID NO:24), модуля S (SEQ ID NO:25), модуля R (SEQ ID NO:26), модуля X (SEQ ID NO:27) или модуля Y (SEQ ID NO:28) или их вариантов (то есть вариантов модуля А, вариантов модуля С, вариантов модуля Q, вариантов модуля К, вариантов модуля sp, вариантов модуля S, вариантов модуля R, вариантов модуля Х или вариантов модуля Y). Модули A (SEQ ID NO:20) и Q (SEQ ID NO:22) в своей основе имеют аминокислотную последовательность ADF-3 паука Araneus diadematus. Модуль С (SEQ ID NO:21) в своей основе имеет аминокислотную последовательность ADF-4 паука Araneus diadematus. Модули K (SEQ ID NO:23), sp (SEQ ID NO:24), X (SEQ ID NO:27) и Y (SEQ ID NO:28) в своей основе имеют аминокислотную последовательность белка FLAG ловчей спиральной нити паука Nephila clavipes (WO 2006/008163). Модули S (SEQ ID NO:25) и R (SEQ ID NO:26) в своей основе имеют ресилин (Arthropoda) (WO 2008/155304).It is preferred that the repeating units be independently selected from module A (SEQ ID NO: 20), module C (SEQ ID NO: 21), module Q (SEQ ID NO: 22), module K (SEQ ID NO: 23), module sp (SEQ ID NO: 24), module S (SEQ ID NO: 25), module R (SEQ ID NO: 26), module X (SEQ ID NO: 27) or module Y (SEQ ID NO: 28) or their variants (i.e. variants of module A, variants of module C, variants of module Q, variants of module K, variants of module sp, variants of module S, variants of module R, variants of module X or variants of module Y). Modules A (SEQ ID NO: 20) and Q (SEQ ID NO: 22) basically have the amino acid sequence ADF-3 of the spider Araneus diadematus. Module C (SEQ ID NO: 21) basically has the amino acid sequence ADF-4 of the spider Araneus diadematus. Modules K (SEQ ID NO: 23), sp (SEQ ID NO: 24), X (SEQ ID NO: 27) and Y (SEQ ID NO: 28) basically have the amino acid sequence of the spider Nephila clavipes spider filament FLAG protein (WO 2006/008163). Modules S (SEQ ID NO: 25) and R (SEQ ID NO: 26) are basically based on resilin (Arthropoda) (WO 2008/155304).
Таким образом, в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения повторяющиеся звенья полипептида шелка состоят из модуля А: GPYGPGASAAAAAAGGYGPGSGQQ (SEQ ID NO:20), модуля С: GSSAAAAAAAASGPGGYGPENQGPSGPGGYGPGGP (SEQ ID NO:21), модуля Q: GPGQQGPGQQGPGQQGPGQQ (SEQ ID NO:22), модуля K: GPGGAGGPYGPGGAGGPYGPGGAGGPY (SEQ ID NO:23), модуля sp: GGTTIIEDLDITIDGADGPITISEELTI (SEQ ID NO:24), модуля S: PGSSAAAAAAAASGPGQGQGQGQGQGGRPSDTYG (SEQ ID NO:25), модуля R: SAAAAAAAAGPGGGNGGRPSDTYGAPGGGNGGRPSSSYG (SEQ ID NO:26), модуля Х: GGAGGAGGAGGSGGAGGS (SEQ ID NO:27) или модуля Y: GPGGAGPGGYGPGGSGPGGYGPGGSGPGGY (SEQ ID NO:28) или их вариантов.Thus, in one preferred embodiment of the present invention, the repeating units of the silk polypeptide consist of module A: GPYGPGASAAAAAAGGYGPGSGQQ (SEQ ID NO: 20), module C: GSSAAAAAAAAASGPGGYGPENQGPSGPGGYGPGGP (SEQGGGGGGPPQQQGQGGGGPP: 21QQQGG: 21) ) modulus K: GPGGAGGPYGPGGAGGPYGPGGAGGPY (SEQ ID NO: 23), module sp: GGTTIIEDLDITIDGADGPITISEELTI (SEQ ID NO: 24), module S: PGSSAAAAAAAASGPGQGQGQGQGQGGRPSDTYG (SEQ ID NO: 25), module R: SAAAAAAAAGPGGGNGGRPSDTYGAPGGGNGGRPSSSYG (SEQ ID NO: 26) module X: GGAGGAGGAGGSGGAGGS (SEQ ID NO: 27) or module Y: GPGGAGPGGYGPGGSGPGGYGPGGSGPGGY (SEQ ID NO: 28) or their variants.
Предпочтительно полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, включает, по существу состоит из или состоит из 2-80 повторяющихся звеньев, 3-80 повторяющихся звеньев или 4-60 повторяющихся звеньев, более предпочтительно от 8 до 48 повторяющихся звеньев или от 10 до 40 повторяющихся звеньев, а наиболее предпочтительно от 16 до 32 повторяющихся звеньев, то есть 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79 или 80 повторяющихся звеньев, которые независимо выбирают из модуля A (SEQ ID NO:20), модуля С (SEQ ID NO:21), модуля Q (SEQ ID NO:22), модуля K (SEQ ID NO:23), модуля sp (SEQ ID NO:24), модуля S (SEQ ID NO:25), модуля R (SEQ ID NO:26), модуля X (SEQ ID NO:27) или модуля Y (SEQ ID NO:28) или их вариантов (то есть вариантов модуля А, вариантов модуля С, вариантов модуля Q, вариантов модуля K, вариантов модуля sp, вариантов модуля S, вариантов модуля R, вариантов модуля Х или вариантов модуля Y). Необходимо отметить то, что, по меньшей мере, два повторяющихся звена, включенных в полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, представляют собой идентичные повторяющиеся звенья (модули).Preferably, the silk polypeptide used in the method of the present invention comprises essentially consists of or consists of 2-80 repeating units, 3-80 repeating units or 4-60 repeating units, more preferably from 8 to 48 repeating units or from 10 to 40 repeating units, and most preferably from 16 to 32 repeating units, i.e. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 , 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44 , 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79 or 80 in trailing links that are independently selected from module A (SEQ ID NO: 20), module C (SEQ ID NO: 21), module Q (SEQ ID NO: 22), module K (SEQ ID NO: 23), module sp ( SEQ ID NO: 24), module S (SEQ ID NO: 25), module R (SEQ ID NO: 26), module X (SEQ ID NO: 27) or module Y (SEQ ID NO: 28) or their variants ( that is, variants of module A, variants of module C, variants of module Q, variants of module K, variants of module sp, variants of module S, variants of module R, variants of module X or variants of module Y). It should be noted that at least two repeating units included in the silk polypeptide used in the method of the present invention are identical repeating units (modules).
Таким образом, предпочитается, чтобы полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, включал бы, по существу состоял бы из или состоял бы из: (i) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля А, и/или повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля A, (ii) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля С, и/или повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля С, (hi) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля Q, и/или повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля Q, (iv) (a) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля А, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля Q, (b) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля А, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля Q, (с) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля А, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля Q, (d) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля А, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля Q, (v) (а) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля А, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля С, (b) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля А, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля С, (с) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля А, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля С, (d) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля А, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля С, (vi) (а) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля С, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля Q, (b) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля С, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля Q, (с) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля С, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля Q, (d) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля С, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля Q, или (vii) (a) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля А, повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля Q, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля С, (b) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля А, повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля Q, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля С, (с) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля А, повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля Q, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля С, (d) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля А, повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля Q, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля С, (е) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля А, повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля Q, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля С, (f) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля А, повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля Q, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля С, (g) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля А, повторяющегося звена (звеньев), состоящего из модуля Q, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля С, (h) повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля А, повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля Q, и повторяющегося звена (звеньев), состоящего из вариантов модуля С.Thus, it is preferred that the silk polypeptide used in the method of the present invention comprise essentially consists of or consists of: (i) a repeating unit (units) consisting of module A and / or a repeating unit (units) consisting of variants of module A, (ii) repeating link (s), consisting of module C, and / or repeating link (links), consisting of variants of module C, (hi) repeating link (links), consisting of module Q, and / or a repeating link (s) consisting of options for the module Q, (i v) (a) a repeating link (s) consisting of module A and a repeating link (links) consisting of module Q, (b) a repeating link (links) consisting of module A, and a repeating link (links) consisting of the options for module Q, (c) a repeating link (s), consisting of options for module A, and a repeating link (links), consisting of module Q, (d) a repeating link (links), consisting of variants of module A, and a repeating link (links), consisting of variants of the module Q, (v) (a) a repeating link (links), consisting from module A, and a repeating link (s), consisting of module C, (b) a repeating link (s), consisting of module A, and a repeating link (links), consisting of variants of module C, (c) repeating link (links) ), consisting of variants of module A, and a repeating link (links), consisting of module C, (d) a repeating link (links), consisting of variants of module A, and a repeating link (links), consisting of variants of module C, (vi ) (a) a repeating link (s) consisting of module C and a repeating link (s) consisting of module Q, (b) repeating link (s), consisting of module C, and repeating link (s), consisting of variants of module Q, (c) repeating link (links), consisting of variants of module C, and repeating link (s), consisting of module Q, (d) repeating link (s), consisting of options for module C, and repeating link (s), consisting of options for module Q, or (vii) (a) repeating link (s) consisting of module A, repeating unit (s), consisting of module Q, and repeating units on (links), consisting of module C, (b) a repeating link (links), consisting of module A, a repeating link (links), consisting of module Q, and a repeating link (links), consisting of variants of module C, (c ) a repeating link (s), consisting of module A, a repeating link (s), consisting of options for module Q, and a repeating link (links), consisting of module C, (d) a repeating link (links), consisting of variants of module A repeating link (s), consisting of the module Q, and repeating link (links s), consisting of module C, (e) a repeating link (s), consisting of module A, a repeating link (s), consisting of variants of module Q, and a repeating link (links), consisting of variants of module C, (f) a repeating link (s) consisting of variants of module A, a repeating link (links) consisting of variants of module Q, and a repeating link (links) consisting of module C, (g) a repeating link (links) consisting of variants of module A repeating unit (s), consisting of the module Q, and repeating I link (s), consisting of options for module C, (h) repeating link (links), consisting of options for module A, repeating link (links), consisting of options for module Q, and repeating link (links), consisting of options for module FROM.
Модули А, С, Q, K, sp, S, R, Х или Y или их варианты (то есть варианты модуля А, варианты модуля С, варианты модуля Q, варианты модуля K, варианты модуля sp, варианты модуля S, варианты модуля R, варианты модуля Х или варианты модуля Y) также могут быть объединены друг с другом в любой комбинации и при любом количестве каждого, то есть модуль (повторяющееся звено) А может быть объединен с модулем (повторяющимся звеном) Q (то есть комбинация AQ), модуль (повторяющееся звено) С может быть объединен с модулем (повторяющимся звеном) Q (то есть комбинация CQ), модуль (повторяющееся звено) Q может быть объединен с модулем (повторяющимся звеном) А и модулем (повторяющимся звеном) Q (то есть комбинация QAQ), модуль (повторяющееся звено) А может быть объединен с модулем (повторяющимся звеном) А и модулем (повторяющимся звеном) Q (то есть комбинация AAQ), и так далее при том условии, что полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, включает или состоит из, по меньшей мере, двух повторяющихся звеньев, которые являются идентичными. Например, полипептид шелка использующийся в способе настоящего изобретения, может включать или состоять из: An, (АА)n, (AQ)n, (QA)n, Qn, (QQ)n, (QAQ)n, (AQA)n, Cn, (CC)n, (CCC)n, (CQ)n, (QC)n, (QCQ)n, (CQC)n, (AA)nQn, (QQ)nAn, (AAA)nQn, (QQQ)nAn, (AQQ)n, (QQA)n, Kn, spn, Sn, Rn, Xn, Yn, (Ksp)n, (spK)n, (XY)n, (YX)n, (XX)n, (YY)n, (XXX)n, (YYY)n, (AX)n, (XA)n, (CX)n, (XC)n, (QX)n, (XQ)n, (YQ)n, (QY)n, (SS)n, (SR)n, (RS)n или (RR)n, где n составляет, по меньшей мере, 2, предпочтительно 4, 8, 9, 10, 12, 16, 20, 24 или 32. В случае полипептида шелка, состоящего из (AQ)12, необходимо отметить то, что в полипептиде шелка модуль (повторяющееся звено) А присутствует 12 раз, и модуль (повторяющееся звено) Q присутствует также 12 раз, и что, таким образом, полипептид шелка состоит из 24 модулей (повторяющихся звеньев). Компоновка модулей (повторяющихся звеньев) полипептида шелка, состоящего из (AQ)12, представляет собой следующее далее: AQAQAQAQAQAQAQAQAQAQAQAQ. Кроме того, в случае полипептида шелка, образованного из модулей (повторяющихся звеньев) полипептида шелка и состоящего из (QAQ)8, необходимо отметить то, что в полипептиде шелка модуль (повторяющееся звено) А присутствует 8 раз, а модуль (повторяющееся звено) Q присутствует 16 раз, и что, таким образом, полипептид шелка состоит из 24 модулей (повторяющихся звеньев). Компоновка модулей (повторяющихся звеньев) полипептида шелка, состоящего из (QAQ)8, представляет собой следующее далее: QAQQAQQAQQAQQAQQAQQAQQAQ.Modules A, C, Q, K, sp, S, R, X, or Y or their variants (i.e. module A variants, module C variants, module Q variants, module K variants, module sp options, module S variants, module variants R, variants of module X or variants of module Y) can also be combined with each other in any combination and for any quantity of each, that is, module (repeating unit) A can be combined with module (repeating unit) Q (that is, AQ combination) , module (repeating unit) C can be combined with module (repeating unit) Q (i.e., a combination of CQ), module (repeat link) Q can be combined with module (repeating link) A and module (repeating link) Q (i.e. QAQ combination), module (repeating link) A can be combined with module (repeating link) A and module (repeating link) Q (i.e., a combination of AAQ), and so on, provided that the silk polypeptide used in the method of the present invention includes or consists of at least two repeating units that are identical. For example, the silk polypeptide used in the method of the present invention may include or consist of: A n , (AA) n , (AQ) n , (QA) n , Q n , (QQ) n , (QAQ) n , (AQA) n , C n , (CC) n , (CCC) n , (CQ) n , (QC) n , (QCQ) n , (CQC) n , (AA) n Q n , (QQ) n A n , ( AAA) n Q n , (QQQ) n A n , (AQQ) n , (QQA) n , K n , sp n , S n , R n , X n , Y n , (Ksp) n , (spK) n , (XY) n , (YX) n , (XX) n , (YY) n , (XXX) n , (YYY) n , (AX) n , (XA) n , (CX) n , (XC) n , (QX) n , (XQ) n , (YQ) n , (QY) n , (SS) n , (SR) n , (RS) n or (RR) n , where n is at least 2 preferably 4, 8, 9, 10, 12, 16, 20, 24 or 32. In the case of a silk polypeptide consisting of (AQ) 12 , it should be noted that in the silk polypeptide the module (repeating unit) A p is present 12 times, and the module (repeating unit) Q is also present 12 times, and that, thus, the silk polypeptide consists of 24 modules (repeating units). The arrangement of the modules (repeating units) of the silk polypeptide consisting of (AQ) 12 is as follows: AQAQAQAQAQAQAQAQAQAQAQAQ. In addition, in the case of a silk polypeptide formed from modules (repeating units) of a silk polypeptide and consisting of (QAQ) 8 , it should be noted that a module (repeating unit) A is present 8 times in a silk polypeptide, and a module (repeating unit) Q present 16 times, and that, therefore, the silk polypeptide consists of 24 modules (repeating units). The arrangement of the modules (repeating units) of the silk polypeptide consisting of (QAQ) 8 is as follows: QAQQAQQAQQAQQAQQAQQAQQAQ.
Полипептид шелка, использующегося в способе настоящего изобретения, также может включать нижеследующее или состоять из него: (A*Q)n, (AQ*)n, (A*Q*)n, (Q*A)n, (QA*)n, (Q*A*)n, (QAQ*)n, (QA*Q)n, (Q*AQ)n, (QA*Q*)n, (Q*A*Q)n, (Q*AQ*)n, (Q*A*Q*)n, (AQA*)n, (AQ*A)n, (A*QA)n, (AQ*A*)n, (A*Q*A)n, (A*QA*)n, (A*Q*A*)n, где n составляет, no меньшей мере, 2, предпочтительно 4, 8, 9, 10, 12, 16, 20, 24 или 32, и где * указывает на вариант модуля, то есть вариант модуля А или Q.The silk polypeptide used in the method of the present invention may also include or consist of the following: (A * Q) n , (AQ *) n , (A * Q *) n , (Q * A) n , (QA *) n , (Q * A *) n , (QAQ *) n , (QA * Q) n , (Q * AQ) n , (QA * Q *) n , (Q * A * Q) n , (Q * AQ *) n , (Q * A * Q *) n , (AQA *) n , (AQ * A) n , (A * QA) n , (AQ * A *) n , (A * Q * A) n , (A * QA *) n , (A * Q * A *) n , where n is at least 2, preferably 4, 8, 9, 10, 12, 16, 20, 24 or 32, and where * indicates a variant of a module, that is, a variant of module A or Q.
Термины «объединенный друг с другом» или «сцепленный друг с другом» в контексте настоящего изобретения могут обозначать то, что модули (повторяющиеся звенья) объединены или сцеплены друг с другом непосредственно, или в контексте настоящего изобретения могут обозначать то, что модули (повторяющиеся звенья) объединены или сцеплены друг с другом через одну или несколько спейсерных аминокислот. В предпочтительных вариантах осуществления модули (повторяющиеся звенья), включенные в полипептид шелка, объединены или сцеплены друг с другом непосредственно. В других предпочтительных вариантах осуществления модули (повторяющиеся звенья), включенные в полипептид шелка, объединены или сцеплены друг с другом через спейсерные аминокислоты в количестве от 1 до 25 или от 1 до 20, более предпочтительно через спейсерные аминокислоты в количестве от 1 до 15 или от 1 до 10, а наиболее предпочтительно через спейсерные аминокислоты в количестве от 1 до 5, то есть через 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 или 25 спейсерных аминокислот. Упомянутые спейсерные аминокислоты могут быть любыми аминокислотами, встречающимися в природе в белках. Предпочтительно упомянутая спейсерная аминокислота не является пролином. Предпочтительно спейсерную аминокислоту (аминокислоты), имеющую заряженные группы, независимо выбирают из группы, состоящей из аспарагината, глутамината, гистидина и лизина. Упомянутые спейсерные аминокислоты должны быть аминокислотами, которые не оказывают негативного воздействия на способность полипептида шелка образовывать покрытие, предпочтительно образовывать однородное покрытие, на инертном или встречающемся в природе материале, таком как кевлар или шерсть. Кроме того, упомянутыми спейсерными аминокислотами должны быть аминокислоты, которые не приводят к возникновению стерических затруднений, например аминокислоты, имеющие небольшой размер, такие как лизин и цистеин.The terms “combined with each other” or “coupled to each other” in the context of the present invention may mean that the modules (repeating units) are combined or linked to each other directly, or in the context of the present invention may mean that the modules (repeating units) ) are combined or linked to each other through one or more spacer amino acids. In preferred embodiments, the modules (repeating units) included in the silk polypeptide are combined or linked directly to each other. In other preferred embodiments, the modules (repeating units) included in the silk polypeptide are combined or linked to each other via spacer amino acids in an amount of from 1 to 25 or from 1 to 20, more preferably through spacer amino acids in an amount of from 1 to 15 or from 1 to 10, and most preferably through spacer amino acids in an amount of from 1 to 5, that is, through 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 or 25 spacer amino acids. Said spacer amino acids may be any amino acids naturally found in proteins. Preferably, said spacer amino acid is not proline. Preferably, the spacer amino acid (s) having charged groups is independently selected from the group consisting of asparaginate, glutaminate, histidine, and lysine. The spacer amino acids mentioned must be amino acids that do not adversely affect the ability of the silk polypeptide to form a coating, preferably to form a uniform coating, on an inert or naturally occurring material such as Kevlar or wool. Furthermore, the spacer amino acids mentioned must be amino acids that do not cause steric hindrance, for example, amino acids having a small size, such as lysine and cysteine.
В более предпочтительных вариантах осуществления полипептид шелка включает модули, которые объединены друг с другом непосредственно, и модули, которые объединены друг с другом через спейсерные аминокислоты в количестве от 1 до 25 или от 1 до 20, более предпочтительно через спейсерные аминокислоты в количестве от 1 до 15 или от 1 до 10, а наиболее предпочтительно через спейсерные аминокислоты в количестве от 1 до 5, то есть через 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 или 25 спейсерных аминокислот.In more preferred embodiments, the silk polypeptide comprises modules that are directly linked to each other and modules that are linked to each other through spacer amino acids in an amount of 1 to 25 or 1 to 20, more preferably via spacer amino acids in an amount of 1 to 15 or from 1 to 10, and most preferably through spacer amino acids in an amount of from 1 to 5, that is, through 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 , 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, or 25 spacer amino acids.
Вариант модуля А, С, Q, K, sp, S, R, Х или Y отличается от эталонного модуля (дикого типа) А, С, Q, K, sp, S, R, Х или Y, от которого он произошел, вплоть до 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15 аминокислотными изменениями в аминокислотной последовательности (то есть замещениями, присоединениями, вставками, удалениями, отсечениями с N-конца и/или отсечениями с С-конца). Такой вариант модуля в альтернативном или дополнительном варианте может характеризоваться определенной степенью идентичности последовательности эталонному модулю (дикого типа), от которого он произошел. Таким образом, вариант модуля А, С, Q, K, sp, S, R, Х или Y характеризуется идентичностью последовательности соответствующему эталонному модулю (дикого типа) А, С, Q, K, sp, S, R, Х или Y, составляющей, по меньшей мере, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или даже 99,9%. Предпочтительно идентичность последовательности наблюдается на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 10, 15, 18, 20, 24, 27, 28, 30, 34, 35 и более аминокислот, предпочтительно по всей длине соответствующего эталонного модуля (дикого типа) А, С, Q, K, sp, S, R, Х или Y.The module option A, C, Q, K, sp, S, R, X or Y differs from the reference module (wild type) A, C, Q, K, sp, S, R, X or Y from which it came from, up to 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 or 15 amino acid changes in the amino acid sequence (i.e. substitutions, additions, insertions, deletions, cut-offs with N -end and / or cut-offs from the C-terminus). Such a variant of the module in an alternative or additional embodiment may be characterized by a certain degree of sequence identity to the reference module (wild type) from which it originated. Thus, a variant of module A, C, Q, K, sp, S, R, X or Y is characterized by sequence identity to the corresponding reference module (wild type) A, C, Q, K, sp, S, R, X or Y, at least 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64% , 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81 %, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or even 99.9%. Preferably, sequence identity is observed over a continuous length of at least 10, 15, 18, 20, 24, 27, 28, 30, 34, 35 or more amino acids, preferably along the entire length of the corresponding reference module (wild type) A, C , Q, K, sp, S, R, X or Y.
В особенности предпочитается, чтобы идентичность последовательности составляла бы, по меньшей мере, 80% по всей длине, составляла бы, по меньшей мере, 85% по всей длине, составляла бы, по меньшей мере, 90% по всей длине, составляла бы, по меньшей мере, 95% по всей длине, составляла бы, по меньшей мере, 98% по всей длине или составляла бы, по меньшей мере, 99% по всей длине соответствующего эталонного модуля (дикого типа) А, С, Q, K, sp, S, R, Х или Y. Кроме того, в особенности предпочитается, чтобы идентичность последовательности составляла бы, по меньшей мере, 80% на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 10, 15, 18, 20, 24, 28 или 30 аминокислот, составляла бы, по меньшей мере, 85% на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 10, 15, 18, 20, 24, 28 или 30 аминокислот, составляла бы, по меньшей мере, 90% на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 10, 15, 18, 20, 24, 28 или 30 аминокислот, составляла бы, по меньшей мере, 95% на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 10, 15, 18, 20, 24, 28 или 30 аминокислот, составляла бы, по меньшей мере, 98% на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 10, 15, 18, 20, 24, 28 или 30 аминокислот или составляла бы, по меньшей мере, 99% на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 10, 15, 18, 20, 24, 28 или 30 аминокислот, соответствующего эталонного модуля (дикого типа) А, С, Q, K, sp, S, R, X или Y.In particular, it is preferred that the sequence identity be at least 80% over the entire length, at least 85% over the entire length, at least 90% over the entire length, at least at least 95% of the entire length, would be at least 98% of the entire length or would be at least 99% of the entire length of the corresponding reference module (wild type) A, C, Q, K, sp , S, R, X, or Y. In addition, it is particularly preferred that the sequence identity be at least 80% by a continuous length of at least 10, 15, 18, 20, 24, 28, or 30 amino acids would be at least 85% of a continuous length of at least 10, 15, 18, 20, 24 , 28 or 30 amino acids, would be at least 90% for a continuous extension of at least 10, 15, 18, 20, 24, 28 or 30 amino acids, would be at least 95% for a continuous at least 10, 15, 18, 20, 24, 28 or 30 amino acids in length would be at least 98% over a continuous length of at least 10, 15, 18, 20, 24, 28 or 30 amino acids or would be at least 99% over a continuous length of at least 10, 15, 18, 20, 24, 28, or 30 amino acids of the corresponding reference module (wild type) A, C, Q, K, sp, S, R, X or Y.
Фрагмент (или делеционный вариант) модуля А, С, Q, K, sp, S, R, Х или Y предпочтительно включает удаление вплоть до 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15 аминокислот с N-конца и/или с С-конца. Удаление также может быть внутренним.A fragment (or deletion variant) of module A, C, Q, K, sp, S, R, X or Y preferably includes removal of up to 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 13, 14 or 15 amino acids from the N-terminus and / or from the C-terminus. Removal can also be internal.
В дополнение к этому, вариант или фрагмент модуля А, С, Q, K, sp, S, R, Х или Y в контексте настоящего изобретения считается вариантом или фрагментом модуля А, С, Q, K, sp, S, R, Х или Y, только если модификации в отношении аминокислотной последовательности, на которой базируются данный вариант или фрагмент, не оказывают негативного воздействия на способность полипептида шелка образовывать волокно. Предпочтительно из полипептида шелка, включающего вариант или фрагмент модуля А, С, Q, K, sp, S, R, Х или Y, все еще можно проводить вытяжку гладкого и однородного волокна при скорости, составляющей, по меньшей мере, 0,1 см/сек, предпочтительно 10 см/сек, а более предпочтительно 10 м/сек. Специалист в соответствующей области техники может провести визуальную оценку того, будет ли все еще иметь место получение волокна. Гладкий и однородный внешний вид упомянутого волокна можно контролировать при использовании электронной микроскопии.In addition to this, a variant or fragment of module A, C, Q, K, sp, S, R, X or Y in the context of the present invention is considered a variant or fragment of module A, C, Q, K, sp, S, R, X or Y, only if modifications to the amino acid sequence on which the given variant or fragment is based do not adversely affect the ability of the silk polypeptide to form fiber. Preferably, from a silk polypeptide comprising a variant or fragment of module A, C, Q, K, sp, S, R, X or Y, it is still possible to draw a smooth and uniform fiber at a speed of at least 0.1 cm / sec, preferably 10 cm / sec, and more preferably 10 m / sec. One of skill in the art can visually assess whether fiber production will still occur. The smooth and uniform appearance of said fiber can be controlled using electron microscopy.
Таким образом, в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения повторяющиеся звенья независимо выбирают из модуля AC (SEQ ID NO:29), модуля AK (SEQ ID NO:30), модуля CC (SEQ ID NO:31), модуля СK1 (SEQ ID NO:32), модуля СK2 (SEQ ID NO:33) или модуля СKC (SEQ ID NO:34). Модули АC (SEQ ID NO: 29), AK (SEQ ID NO:30), CC (SEQ ID NO:31), СK1 (SEQ ID NO:32), СK2 (SEQ ID NO:33) и СKC (SEQ ID NO:34) представляют собой варианты модуля А, который в своей основе имеет аминокислотную последовательность ADF-3 паука Araneus diadematus, и модуля С, который в своей основе имеет аминокислотную последовательность ADF-4 паука Araneus diadematus, (WO 2007/025719). В модуле АC (SEQ ID NO:29) аминокислота S (серии) в положении 21 замещена аминокислотой С (цистеин), в модуле AK (SEQ ID NO:30) аминокислота S в положении 21 замещена аминокислотой K (лизин), в модуле СC (SEQ ID NO:31) аминокислота S в положении 25 замещена аминокислотой С, в модуле СK1 (SEQ ID NO:32) аминокислота S в положении 25 замещена аминокислотой K, в модуле СK2 (SEQ ID NO:33) аминокислота Е (глутаминат) в положении 20 замещена аминокислотой K и в модуле СKC (SEQ ID NO:34) аминокислота Е в положении 20 замещена аминокислотой K, а аминокислота S в положении 25 замещена аминокислотой С (WO 2007/025719).Thus, in one preferred embodiment of the present invention, the repeating units are independently selected from module A C (SEQ ID NO: 29), module A K (SEQ ID NO: 30), module C C (SEQ ID NO: 31), module C K1 (SEQ ID NO: 32), module C K2 (SEQ ID NO: 33) or module C KC (SEQ ID NO: 34). Modules A C (SEQ ID NO: 29), A K (SEQ ID NO: 30), C C (SEQ ID NO: 31), C K1 (SEQ ID NO: 32), C K2 (SEQ ID NO: 33) and C KC (SEQ ID NO: 34) are variants of module A, which basically has the amino acid sequence ADF-3 of the spider Araneus diadematus, and module C, which basically has the amino acid sequence ADF-3 of the spider Araneus diadematus, (WO 2007/025719). In module A C (SEQ ID NO: 29), the amino acid S (series) at
Предпочтительно повторяющиеся звенья в полипептиде шелка, использующемся в способе настоящего изобретения, состоят из модуля АC: GPYGPGASAAAAAAGGYGPGCGQQ (SEQ ID NO:29), модуля AK: GPYGPGASAAAAAAGGYGPGKGQQ (SEQ ID NO:30), модуля CC: GSSAAAAAAAASGPGGYGPENQGPCGPGGYGPGGP (SEQ ID NO:31), модуля СK1: GSSAAAAAAAASGPGGYGPENQGPKGPGGYGPGGP (SEQ ID NO:32), модуля СK2: GSSAAAAAAAASGPGGYGPKNQGPSGPGGYGPGGP (SEQ ID NO:33) или модуля СKC: GSSAAAAAAAASGPGGYGPKNQGPCGPGGYGPGGP (SEQ ID NO:34).Preferably, the repeating units in the silk polypeptide used in the method of the present invention consist of module AC: GPYGPGASAAAAAAGGYGPGCGQQ (SEQ ID NO: 29), module AK: GPYGPGASAAAAAAGGYGPGKGQQ (SEQ ID NO: 30), Module CC: GSSAAAAAAAASGPGGYGPENQGPCGPGGYGPGGP (SEQ ID NO: 31), module CK1: GSSAAAAAAAASGPGGYGPENQGPKGPGGYGPGGP (SEQ ID NO: 32), module CK2: GSSAAAAAAAASGPGGYGPKNQGPSGPGGYGPGGP (SEQ ID NO: 33) or module CKc: GSSAAAAAAAASGPGGYGPKNQGPCGPGGYGPGGP (SEQ ID NO: 34).
Также предпочитается, чтобы полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, включал бы, по существу состоял бы из или состоял бы из 2-80 повторяющихся звеньев, 3-80 повторяющихся звеньев или 4-60 повторяющихся звеньев, предпочтительно от 8 до 48 повторяющихся звеньев или от 10 до 40 повторяющихся звеньев, а наиболее предпочтительно от 16 до 32 повторяющихся звеньев, то есть 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79 или 80 повторяющихся звеньев, которые независимо выбирают из модуля AC (SEQ ID NO:29), модуля AK (SEQ ID NO:30), модуля CC (SEQ ID NO:31), модуля СK1 (SEQ ID NO:32), модуля СK2 (SEQ ID NO:33) или модуля СKC (SEQ ID NO:34). Необходимо отметить то, что, по меньшей мере, два повторяющихся звена, включенных в полипептид шелка использующийся в способе настоящего изобретения, представляют собой идентичные повторяющиеся звенья (модули).It is also preferred that the silk polypeptide used in the method of the present invention comprise essentially consists of or consists of 2-80 repeating units, 3-80 repeating units or 4-60 repeating units, preferably from 8 to 48 repeating units or from 10 to 40 repeating units, and most preferably from 16 to 32 repeating units, i.e. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79 or 80 repeating units that are independently selected from module A C (SEQ ID NO: 29), module A K (SEQ ID NO: 30), module C C (SEQ ID NO: 31), module C K1 (SEQ ID NO: 32), module C K2 (SEQ ID NO: 33) or module C KC (SEQ ID NO: 34). It should be noted that at least two repeating units included in the silk polypeptide used in the method of the present invention are identical repeating units (modules).
Например, полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, может включать нижеследующее или состоять из него: модули СC 4, СC 8, СC 16, СC 32, AC 5, АC 8 или АC 10.For example, the silk polypeptide used in the method of the present invention may include the following or consist of: modules C C 4 , C C 8 , C C 16 , C C 32 , A C 5 , A C 8 or A C 10 .
Модули AK, СC, CK1, СK2 и СKC также могут быть объединены друг с другом, то есть модуль (повторяющееся звено) AK может быть объединен с модулем (повторяющимся звеном) CC (то есть комбинация АKCC), модуль (повторяющееся звено) СK1 может быть объединен с модулем (повторяющимся звеном) СK2 и с модулем (повторяющимся звеном) СKC (то есть комбинация CK1CK2CKC) и так далее при том условии, что полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, включает или состоит из, по меньшей мере, двух повторяющихся звеньев, которые являются идентичными. Таким образом, полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, также может включать или состоять из: модулей (АK)n, (СC)n, (СK1)n, (СK2)n, (СKC)n, (АKАC)n, (CCCC)n, (CK1CK2)n, (CK2CK1)n, (CK1CK2CK1)n, (CK2CK1CK2)n, (CK1CK2CKC)n, (CKCCK2CKC)n или (CKСCK2CK1)n, где n составляет, по меньшей мере, 2, предпочтительно 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 16 или 20. Термин «объединенный друг с другом» определяется выше.Modules A K , C C , C K1 , C K2, and C KC can also be combined with each other, i.e. a module (repeating unit) A K can be combined with a module (repeating unit) C C (i.e. a combination of A K C C ), a module (repeating unit) With K1 can be combined with a module (repeating unit) With K2 and with a module (repeating unit) With KC (i.e., a combination of C K1 C K2 C KC ) and so on, provided that the polypeptide the silk used in the method of the present invention includes or consists of at least two repeating units that are identical. Thus, the silk polypeptide used in the method of the present invention may also include or consist of: modules (A K ) n , (C C ) n , (C K1 ) n , (C K2 ) n , (C KC ) n , (A K A C ) n , (C C C C C ) n , (C K1 C K2 ) n , (C K2 C K1 ) n , (C K1 C K2 C K1 ) n , (C K2 C K1 C K2 ) n , (C K1 C K2 C KC ) n , (C KC C K2 C KC ) n or (C KC C K2 C K1 ) n , where n is at least 2, preferably 4, 5, 6, 7 , 8, 10, 12, 16 or 20. The term “combined with each other” is defined above.
Кроме того, предпочитается, чтобы полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, включал бы, по существу состоял бы из или состоял бы из: 2-80 повторяющихся звеньев, 3-80 повторяющихся звеньев или 4-60 повторяющихся звеньев, предпочтительно от 8 до 48 повторяющихся звеньев или от 10 до 40 повторяющихся звеньев, а наиболее предпочтительно от 16 до 32 повторяющихся звеньев, то есть 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79 или 80 повторяющихся звеньев, которые независимо выбирают из модуля A (SEQ ID NO:20) или его вариантов, модуля С (SEQ ID NO:21) или его вариантов, модуля Q (SEQ ID NO; 22) или его вариантов, модуля K (SEQ ID NO; 23) или его вариантов, модуля sp (SEQ ID NO:24) или его вариантов, модуля S (SEQ ID NO:25) или его вариантов, модуля R (SEQ ID NO:26) или его вариантов, модуля Х (SEQ ID NO:27) или его вариантов, модуля Y (SEQ ID NO:28) или его вариантов, модуля АC (SEQ ID NO:29), модуля AK (SEQ ID NO:30), модуля CC (SEQ ID NO:31), модуля CK1 (SEQ ID NO:32), модуля СK2 (SEQ ID NO:33) или модуля СKC (SEQ ID NO:34). Опять-таки необходимо отметить то, что, по меньшей мере, два повторяющихся звена, включенные в полипептид, использующийся в способе настоящего изобретения, представляют собой идентичные повторяющиеся звенья (модули).In addition, it is preferable that the silk polypeptide used in the method of the present invention would comprise essentially consist of or consist of: 2-80 repeating units, 3-80 repeating units or 4-60 repeating units, preferably from 8 to 48 repeating units or from 10 to 40 repeating units, and most preferably from 16 to 32 repeating units, i.e. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 , 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 , 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65 , 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, or 80 repeating units that are independently selected from module A (SEQ ID NO: 20) or its variants, module C (SEQ ID NO: 21) or its variants, module Q (SEQ ID NO ; 22) or its variants, module K (SEQ ID NO; 23) or its variants, module sp (SEQ ID NO: 24) or its variants, module S (SEQ ID NO: 25) or its variants, module R (SEQ ID NO: 26) or its variants, module X (SEQ ID NO: 27) or its variants, module Y (SEQ ID NO: 28) or its variants, module A C (SEQ ID NO: 29), module A K ( SEQ ID NO: 30), module C C (SEQ ID NO: 31), module C K1 (SEQ ID NO: 32), module C K2 (SEQ ID NO: 33) or module C KC (SEQ ID NO: 34) . Again, it should be noted that at least two repeating units included in the polypeptide used in the method of the present invention are identical repeating units (modules).
Модули АK, СC, СK1, СK2 и СKC также могут быть объединены с модулями А, С, Q, K, sp, S, R, X или Y, то есть модуль (повторяющееся звено) AK может быть объединен с модулем (повторяющимся звеном) С (то есть комбинация АKС), или модуль (повторяющееся звено) СC может быть объединен с модулем (повторяющимся звеном) С (то есть комбинация СCС) и так далее при том условии, что полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, включает или состоит из, по меньшей мере, двух повторяющихся звеньев, которые являются идентичными. Таким образом, полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, также может включать или состоять из модулей (AQAK)n, (QAK)n, (QAKQ)n, (AKQA)n, (AKQAK)n, (CCC)n, (CCCC)n, (CCCCC)n, (CCCCC)n, (CCQ)n, (QCC)n, (QCCQ)n, (CСQC)n, (CQCC)n, (CCQCC)n, (CCK1)n, (CK1C)n, (CK1CC)n, (CCK1C)n, (CKCCKCC)n, (CCKCCKC)n, (CKCQ)n, (QCKC)n, (QCKCQ)n, (AKCK1Q)n, (QCK2AK)n или (CKlCK2C)n, где n составляет, по меньшей мере. 2, предпочтительно 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 16 или 20. Термин «объединенный друг с другом» определяется выше.Modules A K , C C , C K1 , C K2, and C KC can also be combined with modules A, C, Q, K, sp, S, R, X, or Y, that is, the module (repeating unit) A K can be combined with a module (repeating unit) C (i.e., a combination of A K C), or a module (repeating unit) C C can be combined with a module (repeating unit) C (that is, a combination of C C C) and so on, provided that the silk polypeptide used in the method of the present invention includes or consists of at least two repeating units that are identical. Thus, the silk polypeptide used in the method of the present invention may also include or consist of modules (AQA K ) n , (QA K ) n , (QA K Q) n , (A K QA) n , (A K QA K ) n , (CC C ) n , (CC C C) n , (C C C C C C) n , (CC C C C C ) n , (C C Q) n , (QC C ) n , (QC C Q ) n , (C C QC) n , (CQC C ) n , (C C QC C ) n , (CC K1 ) n , (C K1 C) n , (C K1 CC) n , (CC K1 C) n , (C KC C KC C) n , (CC KC C KC ) n , (C KC Q) n , (QC KC ) n , (QC KC Q) n , (A K C K1 Q) n , (QC K2 A K ) n or (C Kl C K2 C) n , where n is at least. 2, preferably 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 16 or 20. The term “combined with each other” is defined above.
Например, полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, включает или состоит из модулей С16СC, СCC16, C8CCC8, C8CC 8, СC 8C8, C4CC 8C4, СC 4С8CC 4, CC(AQ)24 или (AQ)24CC.For example, the silk polypeptide used in the method of the present invention includes or consists of modules C 16 C C , C C C 16 , C 8 C C C 8 , C 8 C C 8 , C C 8 C 8 , C 4 C C 8 C 4 , C C 4 C 8 C C 4 , C C (AQ) 24 or (AQ) 24 C C.
Полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, дополнительно может включать, по меньшей мере, одно неповторяющееся (NR) звено, то есть 1, 2, 3, 4, 5, 6 и более звеньев NR, предпочтительно одно звено NR. В контексте настоящего изобретения термин «неповторяющееся (NR) звено» относится к области аминокислот, присутствующих в полипептиде шелка, встречающемся в природе, который не обнаруживает какого-либо очевидного характера повторения (неповторяющееся звено или звено NR). Предпочтительно аминокислотная последовательность неповторяющегося звена соответствует неповторяющейся аминокислотной последовательности полипептидов каркасной нити, встречающихся в природе, предпочтительно ADF-3 (SEQ ID NO:1) или ADF-4 (SEQ ID NO:2), или аминокислотной последовательности, по существу подобной ей.The silk polypeptide used in the method of the present invention may further include at least one non-repeating (NR) unit, i.e. 1, 2, 3, 4, 5, 6 or more NR units, preferably one NR unit. In the context of the present invention, the term “non-repeating (NR) unit” refers to the region of amino acids present in a naturally occurring silk polypeptide that does not exhibit any obvious pattern of repetition (non-repeating unit or NR unit). Preferably, the non-repeating amino acid sequence corresponds to the non-repeating amino acid sequence of the filament polypeptides found in nature, preferably ADF-3 (SEQ ID NO: 1) or ADF-4 (SEQ ID NO: 2), or an amino acid sequence substantially similar to it.
В особенности предпочитается, чтобы аминокислотная последовательность неповторяющегося звена соответствовала бы неповторяющейся аминокислотной последовательности карбокси-конца полипептидов каркасной нити, встречающихся в природе, предпочтительно ADF-3 (SEQ ID NO:1) или ADF-4 (SEQ ID NO:2), или аминокислотной последовательности, по существу подобной ей. Более предпочтительно аминокислотная последовательность неповторяющегося звена соответствует неповторяющейся аминокислотной последовательности карбокси-конца ADF-3 (SEQ ID NO:1), которая включает аминокислоты от 513 до 636, или ADF-4 (SEQ ID NO:2), которая включает аминокислоты от 302 до 410, или аминокислотной последовательности, по существу подобной им.It is particularly preferred that the amino acid sequence of the non-repeating unit corresponds to the non-repeating amino acid sequence of the carboxy terminus of the filament polypeptides found in nature, preferably ADF-3 (SEQ ID NO: 1) or ADF-4 (SEQ ID NO: 2), or amino acid a sequence essentially similar to her. More preferably, the amino acid sequence of the non-repeating unit corresponds to the non-repeating amino acid sequence of the carboxy terminus of ADF-3 (SEQ ID NO: 1), which includes amino acids 513 to 636, or ADF-4 (SEQ ID NO: 2), which includes amino acids 302 to 410, or an amino acid sequence essentially similar to them.
В данном отношении термин «по существу подобный» относится к степени аминокислотной идентичности, по меньшей мере, для 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или даже 99,9%, предпочтительно для 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 и более аминокислот, предпочтительно по всей длине, соответствующей эталонной неповторяющейся (карбокси-концевой) аминокислотной последовательности полипептидов каркасной нити, встречающихся в природе, предпочтительно ADF-3 (SEQ Ю NO:1) или ADF-4 (SEQ ID NO:2).In this regard, the term "substantially similar" refers to the degree of amino acid identity for at least 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76% , 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93 %, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or even 99.9%, preferably for 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 or more amino acids, preferably along the entire length, the corresponding reference non-repeating (carboxy-terminal) amino acid sequence of the filament polypeptides found in nature, preferably ADF-3 (SEQ U NO: 1) or ADF-4 ( SEQ ID NO: 2).
«Неповторяющееся звено», включающее аминокислотную последовательность, которая является «по существу подобной» соответствующей неповторяющейся (карбокси-концевой) аминокислотной последовательности в полипептиде каркасной нити, встречающемся в природе (то есть неповторяющемуся (карбокси-концевому) звену дикого типа), предпочтительно в пределах ADF-3 (SEQ ID NO:1) или ADF-4 (SEQ ID NO:2), также является подобным и в отношении своих функциональных свойств, например, полипептид шелка, включающий «по существу подобное неповторяющееся звено» все еще обладает способностью образовывать волокно. Предпочтительно из полипептида шелка, включающего «по существу подобное неповторяющееся звено», все еще можно проводить вытяжку гладкого и однородного волокна при скорости, составляющей, по меньшей мере, 0,1 см/сек, предпочтительно 10 см/сек, а более предпочтительно 10 м/сек. Специалист в соответствующей области техники может провести визуальную оценку того, будет ли все еще иметь место получение волокна. Гладкий и однородный внешний вид упомянутого волокна можно контролировать при использовании электронной микроскопии.A “non-repeating unit” comprising an amino acid sequence that is “substantially similar” to the corresponding non-repeating (carboxy-terminal) amino acid sequence in a framework strand polypeptide found in nature (i.e., a non-repeating (carboxy-terminal) wild-type link), preferably within ADF-3 (SEQ ID NO: 1) or ADF-4 (SEQ ID NO: 2) is also similar in terms of its functional properties, for example, a silk polypeptide comprising a “substantially similar non-repeating unit” flushes the ability to form fibers. Preferably, from a silk polypeptide comprising a “substantially similar non-repeating unit”, it is still possible to draw a smooth and uniform fiber at a speed of at least 0.1 cm / sec, preferably 10 cm / sec, and more preferably 10 m / sec One of skill in the art can visually assess whether fiber production will still occur. The smooth and uniform appearance of said fiber can be controlled using electron microscopy.
Наиболее предпочтительно неповторяющееся (NR) звено представляет собой NR3 (SEQ ID NO:41) или его варианты или NR4 (SEQ ID NO:42) или его варианты. Звено NR3 (SEQ ID NO:41) в своей основе имеет аминокислотную последовательность ADF-3 паука Araneus diadematus, а звено NR4 (SEQ ID NO:42) в своей основе имеет аминокислотную последовательность ADF-4 паука Araneus diadematus (WO 2006/008163).Most preferably, the non-repeating (NR) unit is NR3 (SEQ ID NO: 41) or variants thereof or NR4 (SEQ ID NO: 42) or variants thereof. The NR3 link (SEQ ID NO: 41) basically has the amino acid sequence ADF-3 of the spider Araneus diadematus, and the NR4 link (SEQ ID NO: 42) basically has the amino acid sequence ADF-4 of the spider Araneus diadematus (WO 2006/008163) .
Вариант звена NR3 или NR4 отличается от эталонного звена NR3 (SEQ ID NO:41) или NR4 (SEQ ID NO:42), от которого он произошел, вплоть до 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 8 9 10 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17. 18, 19, 20, 25 или 30 аминокислотными изменениями в аминокислотной последовательности (то есть замещениями, присоединениями, вставками, удалениями, отсечениями с N-конца и/или отсечениями с С-конца). Такой вариант звена NR3 или NR4 в альтернативном или дополнительном варианте может характеризоваться определенной степенью идентичности последовательности эталонному звену NR3 или NR4, от которого он произошел. Таким образом, вариант звена NR3 или NR4 характеризуется идентичностью последовательности с соответствующим эталонным звеном NR3 или NR4, составляющей, по меньшей мере, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или даже 99,9%. Предпочтительно идентичность последовательности наблюдается на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 и более аминокислот, предпочтительно по всей длине соответствующего эталонного звена NR3 или NR4.The variant of the NR3 or NR4 link differs from the reference NR3 (SEQ ID NO: 41) or NR4 (SEQ ID NO: 42) from which it originated, up to 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 8 9 10 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17. 18, 19, 20, 25, or 30 amino acid changes in the amino acid sequence (i.e., substitutions, additions, insertions, deletions, N-terminal cuts and / or C cuts -end). Such a variant of the NR3 or NR4 link in an alternative or additional embodiment may be characterized by a certain degree of sequence identity to the reference NR3 or NR4 link from which it originated. Thus, a variant of an NR3 or NR4 unit is characterized by sequence identity with the corresponding reference NR3 or NR4 unit of at least 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 76%, 77%, 78 %, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, or even 99.9%. Preferably, sequence identity is observed over a continuous length of at least 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 and more amino acids, preferably along the entire length of the corresponding NR3 or NR4 reference unit.
В особенности предпочитается, чтобы идентичность последовательности составляла бы, по меньшей мере, 80% по всей длине, составляла бы, по меньшей мере, 85% по всей длине, составляла бы, по меньшей мере, 90% по всей длине, составляла бы, по меньшей мере, 95% по всей длине, составляла бы, по меньшей мере, 98% по всей длине или составляла бы, по меньшей мере, 99% по всей длине, соответствующего эталонного звена NR3 или NR4. Кроме того, в особенности предпочитается, чтобы идентичность последовательности составляла бы, по меньшей мере, 80% на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 20, 30, 40, 50, 60, 70 или 80 аминокислот, составляла бы, по меньшей мере, 85% на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 20, 30, 40, 50, 60, 70 или 80 аминокислот, составляла бы, по меньшей мере, 90% на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 20, 30, 40, 50, 60, 70 или 80 аминокислот, составляла бы, по меньшей мере, 95% на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 20, 30, 40, 50, 60, 70 или 80 аминокислот, составляла бы, по меньшей мере, 98% на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 20, 30, 40, 50, 60, 70 или 80 аминокислот или составляла бы, по меньшей мере, 99% на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 20, 30, 40, 50, 60, 70 или 80 аминокислот, соответствующего эталонного звена NR3 или NR4.In particular, it is preferred that the sequence identity be at least 80% over the entire length, at least 85% over the entire length, at least 90% over the entire length, at least at least 95% of the entire length would be at least 98% of the entire length or would be at least 99% of the entire length of the corresponding NR3 or NR4 reference unit. In addition, it is particularly preferred that the sequence identity is at least 80% over a continuous length of at least 20, 30, 40, 50, 60, 70, or 80 amino acids, at least 85% for a continuous length of at least 20, 30, 40, 50, 60, 70, or 80 amino acids would be at least 90% for a continuous length of at least 20, 30, 40, 50, 60, 70, or 80 amino acids, would be at least 95% over a continuous length of at least 20, 30, 40, 50, 60, 70, or 80 amino acids, would be at least 98% of the continuous extent of at least 20, 30, 40, 50, 60, 70 or 80 amino acids or would be at least 99% of the continuous extent of at least 20, 30, 40, 50, 60, 70 or 80 amino acids of the corresponding NR3 or NR4 reference unit.
Фрагмент (или делеционный вариант) звена NR3 или NR4 предпочтительно включает удаление вплоть до 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 или 60 аминокислот с N-конца и/или с С-конца. Удаление также может быть внутренним.A fragment (or deletion variant) of the NR3 or NR4 link preferably includes removal of up to 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 , 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, or 60 amino acids from the N-terminus and / or C-terminus. Removal can also be internal.
В дополнение к этому, вариант или фрагмент звена NR3 или NR4 в контексте настоящего изобретения считается вариантом или фрагментом звена NR3 или NR4, только если модификации в отношении аминокислотной последовательности, на которой базируются данный вариант или фрагмент, не оказывают негативного воздействия на способность полипептида шелка образовывать волокно. Предпочтительно из полипептида шелка, включающего вариант или фрагмент звена NR3 или NR4, все еще можно проводить вытяжку гладкого и однородного волокна при скорости, составляющей, по меньшей мере, 0,1 см/сек, предпочтительно 10 см/сек, 20 см/сек, 50 см/сек, 75 см/сек, 1 м/сек, 2 м/сек, 3 м/сек, 4 м/сек, 5 м/сек, а более предпочтительно 10 м/сек. Специалист в соответствующей области техники может провести визуальную оценку того, будет ли все еще иметь место получение волокна. Гладкий и однородный внешний вид упомянутого волокна можно контролировать при использовании электронной микроскопии.In addition, a variant or fragment of an NR3 or NR4 link in the context of the present invention is considered a variant or fragment of an NR3 or NR4 link only if modifications to the amino acid sequence on which this variant or fragment is based do not adversely affect the ability of the silk polypeptide to form fiber. Preferably, from a silk polypeptide comprising a variant or fragment of an NR3 or NR4 unit, it is still possible to draw a smooth and uniform fiber at a speed of at least 0.1 cm / sec, preferably 10 cm / sec, 20 cm / sec, 50 cm / s, 75 cm / s, 1 m / s, 2 m / s, 3 m / s, 4 m / s, 5 m / s, and more preferably 10 m / s. One of skill in the art can visually assess whether fiber production will still occur. The smooth and uniform appearance of said fiber can be controlled using electron microscopy.
В альтернативном варианте, может быть проведено испытание в отношении того, будет ли вариант или фрагмент звена NR3 или NR4 все еще обеспечивать прохождение полимеризации и/или увеличивать растворимость полипептида шелка, в который он включен. Специалист в соответствующей области техники легко может оценить то, будет ли полипептид шелка, включающий вариант или фрагмент звена NR3 или NR4, обладать вышеупомянутыми функциональными свойствами, подобными свойствам полипептида шелка, включающего соответствующее эталонное звено NR3 или NR4. Подходящие для использования анализы хорошо известны специалистам в соответствующей области техники. Например, полимеризация для полипептидов шелка, включающих вариант или фрагмент звена NR3 или NR4, и полимеризация для полипептидов шелка, включающих соответствующее эталонное звено NR3 или NR4, легко могут быть визуализированы при использовании нативного гель-электрофореза. Растворимость полипептида шелка, включающего вариант или фрагмент звена NR3 или NR4, и растворимость полипептида шелка, включающего соответствующее эталонное звено NR3 или NR4, могут быть подвергнуты простому испытанию в результате насыщения упомянутыми полипептидами шелка водного раствора. Результаты, в заключение, могут быть сопоставлены друг с другом.Alternatively, a test can be conducted as to whether the variant or fragment of the NR3 or NR4 link will still allow polymerization and / or increase the solubility of the silk polypeptide in which it is included. One of ordinary skill in the art can easily assess whether a silk polypeptide comprising a variant or fragment of an NR3 or NR4 unit will have the aforementioned functional properties similar to those of a silk polypeptide including an appropriate reference NR3 or NR4 unit. Suitable assays are well known to those skilled in the art. For example, polymerization for silk polypeptides, including a variant or fragment of an NR3 or NR4 unit, and polymerization for silk polypeptides, including an appropriate reference unit NR3 or NR4, can be easily visualized using native gel electrophoresis. The solubility of a silk polypeptide comprising a variant or fragment of an NR3 or NR4 unit, and the solubility of a silk polypeptide comprising an appropriate NR3 or NR4 reference unit, can be subjected to a simple test by saturation of said silk polypeptides with an aqueous solution. The results, in conclusion, can be compared with each other.
Предпочтительно полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, выбирают из группы, состоящей из ADF-3 (SEQ ID NO:1) или его вариантов, ADF-4 (SEQ ID NO:2) или его вариантов, MaSp I (SEQ ID NO:43) или его вариантов, MaSp II (SEQ ID NO:44) или его вариантов, (С)m, (C)nNRz, NRz(C)m, (AQ)n, (AQ)nNRz, NRz(AQ)n, (QAQ)o, NRz(QAQ)o, (QAQ)oNRz, Yp, Xp и KP, где m представляет собой целое число в диапазоне от 8 до 48 (то есть 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 или 48), n представляет собой целое число в диапазоне от 4 до 24 (то есть 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15. 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 или 24), о представляет собой целое число в диапазоне от 2 до 20 (то есть 2, 3,4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или 20), р представляет собой целое число в диапазоне от 8 до 16 (то есть 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 или 16), a z представляет собой целое число в диапазоне от 1 до 3 (то есть 1, 2 или 3), предпочтительно 1, a NR обозначает неповторяющееся звено. Вышеупомянутые формулы определяются одним из следующего далее: в формулеPreferably, the silk polypeptide used in the method of the present invention is selected from the group consisting of ADF-3 (SEQ ID NO: 1) or its variants, ADF-4 (SEQ ID NO: 2) or its variants, MaSp I (SEQ ID NO : 43) or its variants, MaSp II (SEQ ID NO: 44) or its variants, (C) m , (C) n NR z , NR z (C) m , (AQ) n , (AQ) n NR z , NR z (AQ) n , (QAQ) o , NR z (QAQ) o , (QAQ) o NR z , Y p , X p and K P , where m is an integer in the range from 8 to 48 (then there are 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 , 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 or 48), n is an integer in the range from 4 to 24 (i.e. 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 , 14, 15. 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 or 24), o is an integer in the range from 2 to 20 (i.e. 2, 3.4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, or 20), p is an integer in the range from 8 to 16 (i.e., 8, 9, 10, 11, 12 , 13, 14, 15 or 16), az is an integer ranging from 1 to 3 (i.e. 1, 2 or 3), preferably 1, and NR is a non-repeating unit. The above formulas are defined by one of the following: in the formula
(i) (C)m - объединено друг с другом количество «m» модулей С, а именно от 8 до 48 модулей С, представляемых аминокислотной последовательностью, соответствующей SEQ ID NO:21,(i) (C) m — the number of “m” modules C is combined with each other, namely from 8 to 48 modules C, represented by the amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 21,
(ii) (C)mNRz - объединено друг с другом количество «m» модулей С, а именно от 8 до 48 модулей С, представляемых аминокислотной последовательностью, соответствующей SEQ ID NO:21, где упомянутые модули С дополнительно объединены с количеством «z» неповторяющихся (NR) звеньев, а именно с неповторяющимися (NR) звеньями в количестве в диапазоне от 1 до 3, например с неповторяющимися (NR) звеньями NR3, представляемыми аминокислотной последовательностью, соответствующей SEQ ID NO:41, или NR4, представляемыми аминокислотной последовательностью, соответствующей SEQ ID NO:42,(ii) (C) m NR z — the number of “m” modules C is combined with each other, namely from 8 to 48 modules C, represented by the amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 21, where said modules C are additionally combined with the number “ z "non-repeating (NR) units, namely, non-repeating (NR) units in an amount ranging from 1 to 3, for example, non-repeating (NR) units NR3 represented by the amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 41, or NR4 represented by the amino acid the sequence corresponding to SEQ ID NO: 42,
(iii) NRz(C)m - присутствует (z=1) или объединено друг с другом (z=2 или 3) количество «z» неповторяющихся (NR) звеньев, а именно от 1 до 3 неповторяющихся (NR) звеньев, например неповторяющихся (NR) звеньев NR3, представляемых аминокислотной последовательностью, соответствующей SEQ ID NO:41, или NR4, представляемых аминокислотной последовательностью, соответствующей SEQ ID NO:42, где упомянутое неповторяющееся (NR) звено (звенья) дополнительно объединено с количеством «m» модулей С, а именно с модулями С, представляемыми аминокислотной последовательностью, соответствующей SEQ ID NO:21, в количестве в диапазоне от 8 до 48,(iii) NR z (C) m - is present (z = 1) or combined with each other (z = 2 or 3) the number of “z” non-repeating (NR) links, namely from 1 to 3 non-repeating (NR) links, for example, non-repeating (NR) units of NR3 represented by an amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 41, or NR4 represented by an amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 42, wherein said non-repeating (NR) unit (s) is additionally combined with the number “m” modules C, namely with modules C represented by the amino acid sequence, corresponds to guide SEQ ID NO: 21, in an amount ranging from 8 to 48,
(iv) (AQ)n - объединено друг с другом количество «n» комбинаций модулей А и Q, а именно от 6 до 24 комбинаций модулей А и Q, где модуль А представляет аминокислотная последовательность, соответствующая SEQ ID NO:20, а модуль Q представляет аминокислотная последовательность, соответствующая SEQ ID NO:22,(iv) (AQ) n - the number of “n” combinations of modules A and Q is combined with each other, namely from 6 to 24 combinations of modules A and Q, where module A represents the amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 20, and the module Q represents an amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 22,
(v) (AQ)nNRz - объединено друг с другом количество «n» комбинаций модулей А и Q, а именно от 6 до 24 комбинаций модулей А и Q, где модуль А представляет аминокислотная последовательность, соответствующая SEQ ID NO:20, а модуль Q представляет аминокислотная последовательность, соответствующая SEQ ID NO:22, и где упомянутые комбинации модулей А и Q дополнительно объединены с количеством «z» неповторяющихся (NR) звеньев, а именно с неповторяющимися (NR) звеньями в количестве в диапазоне от 1 до 3, например с неповторяющимися (NR) звеньями NR3, представляемыми аминокислотной последовательностью, соответствующей SEQ ID NO:41, или NR4, представляемыми аминокислотной последовательностью, соответствующей SEQ ID NO:42,(v) (AQ) n NR z - the number of “n” combinations of modules A and Q is combined with each other, namely from 6 to 24 combinations of modules A and Q, where module A represents the amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 20, and module Q represents the amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 22, and where said combinations of modules A and Q are further combined with the number of “z” non-repeating (NR) units, namely, non-repeating (NR) units in an amount ranging from 1 to 3, for example with non-repeating (NR) NR3 units represented by amino acids a valid sequence corresponding to SEQ ID NO: 41, or NR4 represented by the amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 42,
(vi) NRz(AQ)n - присутствует (z=1) или объединено друг с другом (z=2 или 3) количество «z» неповторяющихся (NR) звеньев, а именно от 1 до 3 неповторяющихся (NR) звеньев, например, неповторяющихся (NR) звеньев NR3, представляемых аминокислотной последовательностью, соответствующей SEQ ID NO:41, или NR4, представляемых аминокислотной последовательностью, соответствующей SEQ ID NO:42, где упомянутое неповторяющееся (NR) звено (звенья) дополнительно объединено с количеством «n» комбинаций модулей А и Q, а именно с комбинациями модулей А и Q в количестве в диапазоне от 6 до 24, где модуль А представляет аминокислотная последовательность, соответствующая SEQ ID NO:20, а модуль Q представляет аминокислотная последовательность, соответствующая SEQ ID NO:22,(vi) NR z (AQ) n - present (z = 1) or combined with each other (z = 2 or 3) the number of "z" non-repeating (NR) links, namely from 1 to 3 non-repeating (NR) links, for example, non-repeating (NR) units of NR3 represented by an amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 41, or NR4 represented by an amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 42, where said non-repeating (NR) unit (s) is additionally combined with the number "n »Combinations of modules A and Q, namely with combinations of modules A and Q in an amount in the range from 6 to 24, where Module A is the amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 20, and the modulus Q represents an amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 22,
(vii) (QAQ)o - объединено друг с другом количество «о» комбинаций модулей Q, A и Q, а именно от 8 до 16 комбинаций модулей Q, А и Q, где модуль Q представляет аминокислотная последовательность, соответствующая SEQ ID NO:22, а модуль А представляет аминокислотная последовательность, соответствующая SEQ ID NO:20,(vii) (QAQ) o - the number of “o” combinations of modules Q, A and Q is combined with each other, namely from 8 to 16 combinations of modules Q, A and Q, where module Q represents the amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 22, and module A represents the amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 20,
(viii) (QAQ)oNRz - объединено друг с другом количество «о» комбинаций модулей Q, А и Q, а именно от 8 до 16 комбинаций модулей Q, А и Q, где модуль Q представляет аминокислотная последовательность, соответствующая SEQ ID NO:22, а модуль А представляет аминокислотная последовательность, соответствующая SEQ ID NO:20, и где упомянутые комбинации модулей Q, А и Q дополнительно объединены с количеством «z» неповторяющихся (NR) звеньев, а именно с неповторяющимися (NR) звеньями в количестве в диапазоне от 1 до 3, например с неповторяющимися (NR) звеньями NR3, представляемыми аминокислотной последовательностью, соответствующей SEQ ID NO:41, или NR4, представляемыми аминокислотной последовательностью, соответствующей SEQ ID NO:42,(viii) (QAQ) o NR z - the number of “o” combinations of modules Q, A and Q is combined with each other, namely from 8 to 16 combinations of modules Q, A and Q, where module Q represents the amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 22, and module A represents the amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 20, and where the aforementioned combinations of modules Q, A and Q are further combined with the number of “z” non-repeating (NR) units, namely, non-repeating (NR) units in an amount in the range of 1 to 3, for example with non-repeating (NR) NR3 units represented by ami the acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 41, or NR4 represented by the amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 42,
(ix) NRz(QAQ)o - присутствует (z=1) или объединено друг с другом (z=2 или 3) количество «z» неповторяющихся (NR) звеньев, а именно от 1 до 3 неповторяющихся (NR) звеньев, например неповторяющихся (NR) звеньев NR3, представляемых аминокислотной последовательностью, соответствующей SEQ ID NO:41 или NR4 представляемых аминокислотной последовательностью, соответствующей SEQ ID NO:42, где упомянутое неповторяющееся (NR) звено (звенья) дополнительно объединено с количеством «о» комбинаций модулей Q, А и Q, а именно с комбинациями модулей Q, A и Q в количестве в диапазоне от 8 до 16, где модуль Q представляет аминокислотная последовательность, соответствующая SEQ ID NO:22, а модуль А представляет аминокислотная последовательность, соответствующая SEQ ID NO:20,(ix) NR z (QAQ) o - there is (z = 1) or combined with each other (z = 2 or 3) the number of “z” non-repeating (NR) links, namely from 1 to 3 non-repeating (NR) links, for example, non-repeating (NR) NR3 units represented by an amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 41 or NR4 represented by an amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 42, wherein said non-repeating (NR) unit (s) is further combined with the number of “o” module combinations Q, A and Q, namely with combinations of modules Q, A and Q in an amount in the range from 8 to 16, g de module Q represents the amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 22, and module A represents the amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 20,
(х) Yp - объединено друг с другом количество «р» модулей Y, а именно от 8 до 16 модулей Y, представляемых аминокислотной последовательностью, соответствующей SEQ ID NO:28,(x) Y p - combined with each other the number of "p" modules Y, namely from 8 to 16 modules Y, represented by the amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 28,
(xi) Xp - объединено друг с другом количество «р» модулей X, а именно от 8 до 16 модулей X, представляемых аминокислотной последовательностью, соответствующей SEQ ID NO:27, и(xi) X p - combined with each other the number of "p" modules X, namely from 8 to 16 modules X, represented by the amino acid sequence corresponding to SEQ ID NO: 27, and
(xii) Kp - объединено друг с другом количество «р» модулей K, а именно от 8 до 16 модулей K, представляемых аминокислотной последовательностью, соответствующей SEQ ID N0:23.(xii) K p - the number of "p" K modules is combined with each other, namely from 8 to 16 K modules represented by the amino acid sequence corresponding to SEQ ID N0: 23.
Более предпочтительноMore preferably
(i) z в (C)mNRz или NRz(C)m составляет 1, a m представляет собой целое число в диапазоне от 8 до 48 (то есть 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33,34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 или 48), z в (C)mNRz или NRz(C)m составляет 2, a m представляет собой целое число в диапазоне от 8 до 48 (то есть 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 или 48) или z в (C)mNRz или NRz(C)m составляет 3, а m представляет собой целое число в диапазоне от 8 до 48 (то есть 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 или 48),(i) z in (C) m NR z or NR z (C) m is 1, am is an integer in the range of 8 to 48 (i.e. 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 , 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33.34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 , 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 or 48), z in (C) m NR z or NR z (C) m is 2, am is an integer in the range from 8 to 48 (i.e. 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 or 48) or z in (C) m NR z or NR z (C) m is 3 , and m is an integer in the range from 8 to 48 (i.e. 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 or 48),
(ii) z в (AQ)nNRz или NRz(AQ)n составляет 1, а n представляет собой целое число в диапазоне от 4 до 24 (то есть 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 или 24), z в (AQ)nNRz или NRz(AQ)n составляет 2, a n представляет собой целое число в диапазоне от 4 до 24 (то есть 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 или 24) или z в (AQ)nNRz или NRz(AQ)n составляет 3, а n представляет собой целое число в диапазоне от 4 до 24 (то есть 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 или 24),(ii) z in (AQ) n NR z or NR z (AQ) n is 1 and n is an integer in the range from 4 to 24 (i.e. 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 or 24), z in (AQ) n NR z or NR z (AQ) n is 2, an is an integer ranging from 4 to 24 (i.e. 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 or 24) or z in (AQ) n NR z or NR z (AQ) n is 3, and n is an integer in the range from 4 to 24 (i.e. 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 , 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 or 24),
(iii) z в NRz(QAQ)o или (QAQ)oNRz составляет 1, а о представляет собой целое число в диапазоне от 2 до 20 (то есть 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или 20), z в NRz(QAQ)o или (QAQ)oNRz составляет 2, а о представляет собой целое число в диапазоне от 2 до 20 (то есть 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или 20) или z в NRz(QAQ)o или (QAQ)oNRz составляет 3, а о представляет собой целое число в диапазоне от 2 до 20 (то есть 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или 20),(iii) z in NR z (QAQ) o or (QAQ) o NR z is 1, and o is an integer in the range from 2 to 20 (i.e. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 or 20), z in NR z (QAQ) o or (QAQ) o NR z is 2, and o is an integer in a range from 2 to 20 (i.e. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 or 20) or z in NR z (QAQ) o or (QAQ) o NR z is 3, and o is an integer in the range from 2 to 20 (i.e. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 or 20),
где NR обозначает неповторяющееся звено, предпочтительно NR3 или NR4.where NR is a non-repeating unit, preferably NR3 or NR4.
Наиболее предпочтительно полипептид шелка, использующийся в способе настоящего изобретения, представляет собой C16NR3, C32NR3, C16NR4, C32NR4, (AQ)12, (AQ)24, (AQ)12NR3, (AQ)24NR3, (AQ)12NR4, (AQ)24NR4, C16, C32, Y8, Y16, X8, X16, K8 или K16.Most preferably silk polypeptide used in the method of the present invention is a C 16 NR3, C 32 NR3, C 16 NR4, C 32 NR4, (AQ) 12, (AQ) 24, (AQ) 12 NR3, (AQ) 24 NR3 , (AQ) 12 NR4, (AQ) 24 NR4, C 16 , C 32 , Y 8 , Y 16 , X 8 , X 16 , K 8 or K 16 .
Вариант ADF-3, ADF-4, MaSp I или MaSp II отличается от эталонного полипептида (дикого типа) ADF-3 (SEQ ID NO:1), ADF-4 (SEQ ID NO:2), MaSp I (SEQ ID NO:43) или MaSp II (SEQ ID NO:44), от которого он произошел, вплоть до 150 (вплоть до 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 25, 30, 35,40,45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 130, 140 или 150) аминокислотными изменениями в аминокислотной последовательности (то есть замещениями, присоединениями, вставками, удалениями, отсечениями с N-конца и/или отсечениями с С-конца). Такой вариант в альтернативном или дополнительном варианте может характеризоваться определенной степенью идентичности последовательности с эталонным полипептидом (дикого типа), от которого он произошел. Таким образом, вариант ADF-3, ADF-4, MaSp I или MaSp II характеризуется идентичностью последовательности с соответствующим эталонным полипептидом (дикого типа) ADF-3, ADF-4, MaSp I или MaSp II, составляющей, по меньшей мере, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% или даже 99,9%. Предпочтительно идентичность последовательности наблюдается на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 20, 25, 30, 35, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 150, 180, 200, 250, 300, 350, 400 и более аминокислот, предпочтительно по всей длине соответствующего эталонного полипептида (дикого типа) ADF-3, ADF-4, MaSp I или MaSp II.Variant ADF-3, ADF-4, MaSp I or MaSp II differs from the reference polypeptide (wild type) ADF-3 (SEQ ID NO: 1), ADF-4 (SEQ ID NO: 2), MaSp I (SEQ ID NO : 43) or MaSp II (SEQ ID NO: 44) from which it descended, up to 150 (up to 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 , 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 25, 30, 35,40,45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120 , 130, 140 or 150) by amino acid changes in the amino acid sequence (i.e., substitutions, additions, insertions, deletions, cut-offs from the N-terminus and / or cuts from the C-terminus). Such an alternative or alternative embodiment may be characterized by a certain degree of sequence identity with the reference polypeptide (wild type) from which it originated. Thus, the variant ADF-3, ADF-4, MaSp I or MaSp II is characterized by sequence identity with the corresponding reference polypeptide (wild-type) ADF-3, ADF-4, MaSp I or MaSp II, comprising at least 50% , 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67 %, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% or even 99 ,9%. Preferably, sequence identity is observed over a continuous length of at least 20, 25, 30, 35, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 150, 180, 200, 250, 300, 350, 400 and more amino acids, preferably along the entire length of the corresponding reference polypeptide (wild type) of ADF-3, ADF-4, MaSp I or MaSp II.
В особенности предпочитается, чтобы идентичность последовательности составляла бы, по меньшей мере, 80% по всей длине, составляла бы, по меньшей мере, 85% по всей длине, составляла бы, по меньшей мере, 90% по всей длине, составляла бы, по меньшей мере, 95% по всей длине, составляла бы, по меньшей мере, 98% по всей длине или составляла бы, по меньшей мере, 99% по всей длине, соответствующего эталонного полипептида (дикого типа) ADF-3, ADF-4, MaSp I или MaSp II. Кроме того, в особенности предпочитается, чтобы идентичность последовательности составляла бы, по меньшей мере, 80% на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250 или 300 аминокислот, составляла бы, по меньшей мере, 85% на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250 или 300 аминокислот, составляла бы, по меньшей мере, 90% на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250 или 300 аминокислот, составляла бы, по меньшей мере, 95% на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250 или 300 аминокислот, составляла бы, по меньшей мере, 98% на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250 или 300 аминокислот или составляла бы, по меньшей мере, 99% на непрерывной протяженности, по меньшей мере, в 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250 или 300 аминокислот, соответствующего эталонного полипептида (дикого типа) ADF-3, ADF-4, MaSp I или MaSp II.In particular, it is preferred that the sequence identity be at least 80% over the entire length, at least 85% over the entire length, at least 90% over the entire length, at least at least 95% of the entire length, would be at least 98% of the entire length or would be at least 99% of the entire length of the corresponding reference polypeptide (wild-type) ADF-3, ADF-4, MaSp I or MaSp II. In addition, it is particularly preferred that the sequence identity be at least 80% over a continuous length of at least 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250 or 300 amino acids, at least at least 85% for a continuous length of at least 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250 or 300 amino acids, would be at least 90% for a continuous length of at least 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250, or 300 amino acids would be at least 95% over a continuous length of at least 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250, or 300 amino acids, would be at least 98% for a continuous extent of at least 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250 or 300 amino acids, or would be at least 99% for a continuous extent, at least 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250 or 300 amino acids of the corresponding reference polypeptide (wild type) ADF-3, ADF-4, MaSp I or MaSp II.
Фрагмент (или делеционный вариант) полипептида ADF-3 (SEQ ID NO:1) предпочтительно включает удаление вплоть до 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 120, 150, 170, 200, 220, 250, 270, 300, 320, 350, 370, 400, 420, 450, 470, 500, 520, 550, 570, 600 или 610 аминокислот с N-конца и/или с С-конца. Удаление также может быть внутренним.A fragment (or deletion variant) of the ADF-3 polypeptide (SEQ ID NO: 1) preferably includes the removal of up to 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 120, 150, 170, 200, 220, 250, 270, 300, 320, 350, 370, 400, 420, 450, 470, 500, 520, 550, 570, 600 or 610 amino acids from the N-terminus and / or C-terminus. Removal can also be internal.
Фрагмент (или делеционный вариант) полипептида ADF-4 (SEQ ID NO:2) предпочтительно включает удаление вплоть до 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70,75, 80, 85, 90, 95, 100, 120, 150, 170, 200, 220, 250, 270, 300, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380 или 390 аминокислот с N-конца и/или с С-конца. Удаление также может быть внутренним.A fragment (or deletion variant) of the ADF-4 polypeptide (SEQ ID NO: 2) preferably includes the removal of up to 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70.75, 80, 85, 90, 95, 100, 120, 150, 170, 200, 220, 250, 270, 300, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, or 390 amino acids from the N-terminus and / or C-terminus. Removal can also be internal.
Фрагмент (или делеционный вариант) полипептида MaSp I (SEQ ID NO:43) предпочтительно включает удаление вплоть до 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 620, 640, 660, 670, 680 или 690 аминокислот с N-конца и/или с С-конца. Удаление также может быть внутренним.A fragment (or deletion variant) of the MaSp I polypeptide (SEQ ID NO: 43) preferably includes the removal of up to 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35 , 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 620, 640 , 660, 670, 680 or 690 amino acids from the N-terminus and / or C-terminus. Removal can also be internal.
Фрагмент (или делеционный вариант) полипептида MaSp II (SEQ ID NO:44) предпочтительно включает удаление вплоть до 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 520, 540, 560 или 570 аминокислот с N-конца и/или с С-конца. Удаление также может быть внутренним.A fragment (or deletion variant) of the MaSp II polypeptide (SEQ ID NO: 44) preferably includes removal of up to 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35 , 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 520, 540, 560 or 570 amino acids from the N-terminus and / or from the C-terminus. Removal can also be internal.
В дополнение к этому, вариант или фрагмент ADF-3, ADF-4, MaSp I или MaSp II в контексте настоящего изобретения считается вариантом или фрагментом ADF-3, ADF-4, MaSp I или MaSp II, только если модификации в отношении аминокислотной последовательности, на которой базируются данный вариант или фрагмент, не оказывают негативного воздействия на способность полипептида шелка образовывать волокно. Предпочтительно из полипептида шелка, включающего вариант или фрагмент ADF-3, ADF-4, MaSp I или MaSp II, все еще можно проводить вытяжку гладкого и однородного волокна при скорости, составляющей, по меньшей мере, 0,1 см/сек, предпочтительно 10 см/сек, а более предпочтительно 10 м/сек. Специалист в соответствующей области техники может провести визуальную оценку того, будет ли все еще иметь место получение волокна. Гладкий и однородный внешний вид упомянутого волокна можно контролировать при использовании электронной микроскопии.In addition, a variant or fragment of ADF-3, ADF-4, MaSp I or MaSp II in the context of the present invention is considered a variant or fragment of ADF-3, ADF-4, MaSp I or MaSp II, only if modifications in relation to the amino acid sequence on which this variant or fragment is based do not adversely affect the ability of the silk polypeptide to form fiber. Preferably, from a silk polypeptide comprising a variant or fragment of ADF-3, ADF-4, MaSp I or MaSp II, it is still possible to draw a smooth and uniform fiber at a speed of at least 0.1 cm / sec, preferably 10 cm / s, and more preferably 10 m / s. One of skill in the art can visually assess whether fiber production will still occur. The smooth and uniform appearance of said fiber can be controlled using electron microscopy.
Предпочтительно способ реализуют при температурах в диапазоне от 5°С до 60°С, более предпочтительно при температурах в диапазоне от 10°С до 50°С, а наиболее предпочтительно при температурах в диапазоне от 20°С до 40°С. Таким образом, способ может быть реализован при температуре 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59 или 60°С.Preferably, the method is carried out at temperatures in the range from 5 ° C. to 60 ° C., more preferably at temperatures in the range from 10 ° C. to 50 ° C., and most preferably at temperatures in the range from 20 ° C. to 40 ° C. Thus, the method can be implemented at a temperature of 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 , 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50 , 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, or 60 ° C.
Предпочтительно способ реализуют при давлении в диапазоне от 10 кПа до 1000 кПа, более предпочтительно от 40 кПа до 500 кПа, а наиболее предпочтительно от 50 кПа до 150 кПа. Таким образом, способ может быть реализован при 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 950, 1000 кПа. В особенности предпочитается, чтобы способ был бы реализован в стандартных условиях по температуре и давлению, то есть при 20°С и 101,325 кПа.Preferably, the process is carried out at a pressure in the range from 10 kPa to 1000 kPa, more preferably from 40 kPa to 500 kPa, and most preferably from 50 kPa to 150 kPa. Thus, the method can be implemented at 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 950, 1000 kPa. It is particularly preferred that the method be implemented under standard conditions of temperature and pressure, that is, at 20 ° C and 101.325 kPa.
В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения прядильный раствор, полученный на стадии (а), содержит более чем один полимер, предпочтительно 2, 3 или 4 полимера, например полипептида, такого как полипептиды шелка, казеин, зеин или БСА. Например, прядильный раствор, полученный на стадии (а), может содержать (i) полипептид шелка и казеин, (ii) полипептид шелка и зеин, (iii) полипептид шелка и БСА, (iv) полипептид шелка, зеин и казеин, (v) полипептид шелка, казеин и БСА, (vi) полипептид шелка, БСА, казеин и зеин, (vi) зеин и казеин, (viii) зеин и БСА, (ix) казеин и БСА или (х) зеин и казеин и БСА. Полипептиды могут быть мечеными, например, ферментными метками, биотином, радиоактивными или флуоресцентными метками, например флуоресцеином (ФИТЦ).In preferred embodiments of the present invention, the dope obtained in step (a) comprises more than one polymer, preferably 2, 3 or 4 polymers, for example a polypeptide such as silk polypeptides, casein, zein or BSA. For example, the dope obtained in step (a) may contain (i) a silk polypeptide and casein, (ii) a silk polypeptide and Zein, (iii) a silk polypeptide and BSA, (iv) a silk polypeptide, Zein and casein, (v ) silk polypeptide, casein and BSA, (vi) silk polypeptide, BSA, casein and zein, (vi) Zein and casein, (viii) Zein and BSA, (ix) casein and BSA, or (x) Zein and casein and BSA. The polypeptides can be labeled, for example, enzyme labels, biotin, radioactive or fluorescent labels, for example fluorescein (FITC).
В других предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения прядильный раствор, полученный на стадии (а), содержит более чем один тип полипептида шелка. Предпочтительно прядильный раствор, полученный на стадии (а) способа настоящего изобретения, содержит 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 различных типов полипептидов шелка, наиболее предпочтительно 2 различных типа полипептидов шелка. Например, прядильный раствор может содержать полипептиды шелка паука каркасной нити, которые отличаются друг от друга в отношении своей аминокислотной последовательности. Прядение, проводимое в способе настоящего изобретения, также может включать полипептиды шелка паука каркасной нити и шелка ловчей спиральной нити паука, которые отличаются друг от друга в отношении своего природного происхождения. Полипептид шелка паука каркасной нити возникает в большой ампуловидной железе, в то время как полипептид ловчей спиральной нити возникает в жгутиковидной (flagelliform) железе.In other preferred embodiments, the spinning solution obtained in step (a) comprises more than one type of silk polypeptide. Preferably, the spinning solution obtained in step (a) of the method of the present invention contains 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 different types of silk polypeptides, most preferably 2 different types of silk polypeptides. For example, a spinning solution may contain spider silk polypeptides of a filament spider that are different from each other with respect to their amino acid sequence. Spinning carried out in the method of the present invention may also include polypeptides of the spider silk of the carcass filament and the silk of the spider silk stalk, which differ from each other with respect to their natural origin. The spider silk polypeptide of the carcass filament arises in the large ampulla gland, while the lucid spiral filament polypeptide arises in the flagelliform gland.
Концентрация полимера, например, полипептида шелка, БСА, зеина или казеина, предпочтительно находится в диапазоне от 0,15 мг/мл до 500 мг/мл, более предпочтительно в диапазоне от 0,15 мг/мл до 99,9 мг/мл, в диапазоне от 0,15 мг/мл до 90 мг/мл, в диапазоне от 0,15 мг/мл до 80 мг/мл, в диапазоне от 0,15 мг/мл до 70 мг/мл, в диапазоне от 0,15 мг/мл до 60 мг/мл или в диапазоне от 0,15 мг/мл до 50 мг/мл, наиболее предпочтительно в диапазоне от 0,5 мг/мл до 50 мг/мл, в диапазоне от 0,5 мг/мл до 40 мг/мл, в диапазоне от 0,5 мг/мл до 30 мг/мл или в диапазоне от 1 мг/мл до 20 мг/мл. В особенности предпочитается, чтобы концентрация полимера, например полипептида шелка, БСА, зеина или казеина, находилась бы в диапазоне от 0,15 мг/мл до 20 мг/мл.The concentration of the polymer, for example, silk polypeptide, BSA, zein or casein, is preferably in the range from 0.15 mg / ml to 500 mg / ml, more preferably in the range from 0.15 mg / ml to 99.9 mg / ml, in the range from 0.15 mg / ml to 90 mg / ml, in the range from 0.15 mg / ml to 80 mg / ml, in the range from 0.15 mg / ml to 70 mg / ml, in the range from 0, 15 mg / ml to 60 mg / ml or in the range of 0.15 mg / ml to 50 mg / ml, most preferably in the range of 0.5 mg / ml to 50 mg / ml, in the range of 0.5 mg / ml to 40 mg / ml, in the range from 0.5 mg / ml to 30 mg / ml or in the range from 1 mg / ml to 20 mg / ml. It is particularly preferred that the concentration of the polymer, for example silk polypeptide, BSA, zein or casein, be in the range of 0.15 mg / ml to 20 mg / ml.
Таким образом, например, концентрация полимера, например полипептида шелка, казеина, зеина или БСА, составляет (по меньшей мере) 0,15 мг/мл, 0,2 мг/мл, 0,3 мг/мл, 0,4 мг/мл, 0,5 мг/мл, 0,6 мг/мл, 0,7 мг/мл, 0,8 мг/мл, 0,9 мг/мл, 1 мг/мл, 2 мг/мл, 3 мг/мл, 4 мг/мл, 5 мг/мл, 6 мг/мл, 7 мг/мл, 8 мг/мл, 9 мг/мл, 10 мг/мл, 11 мг/мл, 12 мг/мл, 13 мг/мл, 14 мг/мл, 15 мг/мл, 16 мг/мл, 17 мг/мл, 18 мг/мл, 19 мг/мл, 20 мг/мл, 21 мг/мл, 22 мг/мл, 23 мг/мл, 24 мг/мл, 25 мг/мл, 26 мг/мл, 27 мг/мл, 28 мг/мл, 29 мг/мл, 30 мг/мл, 31 мг/мл, 32 мг/мл, 33 мг/мл, 34 мг/мл, 35 мг/мл, 36 мг/мл, 37 мг/мл, 38 мг/мл, 39 мг/мл, 40 мг/мл, 41 мг/мл, 42 мг/мл, 43 мг/мл, 44 мг/мл, 45 мг/мл, 46 мг/мл, 47 мг/мл, 48 мг/мл, 49 мг/мл, 50 мг/мл, 55 мг/мл, 60 мг/мл, 65 мг/мл, 70 мг/мл, 75 мг/мл, 80 мг/мл, 85 мг/мл, 90 мг/мл, 95 мг/мл, 100 мг/мл, 110 мг/мл, 120 мг/мл, 130 мг/мл, 140 мг/мл, 150 мг/мл, 160 мг/мл, 170 мг/мл, 180 мг/мл, 190 мг/мл, 195 мг/мл, 200 мг/мл, 250 мг/мл, 300 мг/мл или 350 мг/мл.Thus, for example, the concentration of the polymer, for example, silk, casein, zein or BSA polypeptide, is (at least) 0.15 mg / ml, 0.2 mg / ml, 0.3 mg / ml, 0.4 mg / ml, 0.5 mg / ml, 0.6 mg / ml, 0.7 mg / ml, 0.8 mg / ml, 0.9 mg / ml, 1 mg / ml, 2 mg / ml, 3 mg / ml, 4 mg / ml, 5 mg / ml, 6 mg / ml, 7 mg / ml, 8 mg / ml, 9 mg / ml, 10 mg / ml, 11 mg / ml, 12 mg / ml, 13 mg / ml, 14 mg / ml, 15 mg / ml, 16 mg / ml, 17 mg / ml, 18 mg / ml, 19 mg / ml, 20 mg / ml, 21 mg / ml, 22 mg / ml, 23 mg / ml, 24 mg / ml, 25 mg / ml, 26 mg / ml, 27 mg / ml, 28 mg / ml, 29 mg / ml, 30 mg / ml, 31 mg / ml, 32 mg / ml, 33 mg / ml, 34 mg / ml, 35 mg / ml, 36 mg / ml, 37 mg / ml, 38 mg / ml, 39 mg / ml, 40 mg / ml, 41 mg / ml, 42 mg / ml, 43 mg / ml, 44 mg / ml, 45 mg / ml, 46 mg / l, 47 mg / ml, 48 mg / ml, 49 mg / ml, 50 mg / ml, 55 mg / ml, 60 mg / ml, 65 mg / ml, 70 mg / ml, 75 mg / ml, 80 mg / ml, 85 mg / ml, 90 mg / ml, 95 mg / ml, 100 mg / ml, 110 mg / ml, 120 mg / ml, 130 mg / ml, 140 mg / ml, 150 mg / ml, 160 mg / ml, 170 mg / ml, 180 mg / ml, 190 mg / ml, 195 mg / ml, 200 mg / ml, 250 mg / ml, 300 mg / ml or 350 mg / ml.
Необходимо отметить то, что способ настоящего изобретения требует использования только очень низких концентраций полимеров, например полипептидов шелка, начиная от концентраций, составляющих всего лишь 0,15 мг/мл, и предпочтительно заканчивая концентрациями, не большими чем 90 мг/мл, более предпочтительно не большими чем 50 мг/мл, а наиболее предпочтительно не большими чем 20 мг/мл. Преимущество этого заключается в очень низкой сдвиговой вязкости прядильного раствора, использующегося в способе настоящего изобретения, что, в свою очередь, улучшает перерабатываемость упомянутого прядильного раствора.It should be noted that the method of the present invention requires the use of only very low concentrations of polymers, for example silk polypeptides, ranging from concentrations of only 0.15 mg / ml, and preferably ending in concentrations not greater than 90 mg / ml, more preferably not greater than 50 mg / ml, and most preferably not greater than 20 mg / ml. An advantage of this is the very low shear viscosity of the dope used in the process of the present invention, which in turn improves the processability of said dope.
На соединение, увеличивающее вязкость, по его структуре никаких ограничений не накладывают до тех пор, пока оно будет увеличивать продольную вязкость прядильного раствора.The structure, increasing the viscosity, according to its structure, no restrictions are imposed as long as it will increase the longitudinal viscosity of the dope.
Предпочтительно соединение, которое увеличивает продольную вязкость раствора, представляет собой линейный или разветвленный полимер, имеющий молекулярную массу, составляющую, по меньшей мере, 20 кДа, например 25 кДа, 30 кДа, 40 кДа, 50 кДа, 60 кДа, 70 кДа, 80 кДа, 90 кДа, 100 кДа, 200 кДа, 300 кДа, 400 кДа, 500 кДа, 600 кДа, 700 кДа, 800 кДа, 900 кДа, 1 МДа, 1,5 МДа, 2 МДа, 2,5 МДа, 3 МДа, 3,5 МДа, 4 МДа, 4,5 МДа или 5 МДа. Предпочитается, чтобы линейный или разветвленный полимер имел бы молекулярную массу в диапазоне от 20 кДа до 5 МДа или от 50 кДа до 4 МДа, более предпочтительно от 100 кДа до 2 МДа или от 100 кДа до 1 МДа.Preferably, the compound that increases the longitudinal viscosity of the solution is a linear or branched polymer having a molecular weight of at least 20 kDa, for example 25 kDa, 30 kDa, 40 kDa, 50 kDa, 60 kDa, 70 kDa, 80 kDa , 90 kDa, 100 kDa, 200 kDa, 300 kDa, 400 kDa, 500 kDa, 600 kDa, 700 kDa, 800 kDa, 900 kDa, 1 MDa, 1.5 MDa, 2 MDa, 2.5 MDa, 3 MDa, 3.5 MDa, 4 MDa, 4.5 MDa or 5 MDa. It is preferred that the linear or branched polymer have a molecular weight in the range from 20 kDa to 5 MDa or from 50 kDa to 4 MDa, more preferably from 100 kDa to 2 MDa or from 100 kDa to 1 MDa.
Более предпочтительно соединение, которое увеличивает продольную вязкость раствора, представляет собой линейный или разветвленный полимер, имеющий молекулярную массу, составляющую, по меньшей мере, 500 кДа, например 550 кДа, 600 кДа, 650 кДа, 700 кДа, 750 кДа, 800 кДа, 850 кДа, 900 кДа, 950 кДа, 1 МДа, 1,5 МДа, 2 МДа, 2,5 МДа, 3 МДа, 3,5 МДа, 4 МДа, 4,5 МДа или 5 МДа. Более предпочитается, чтобы линейный или разветвленный полимер имел бы молекулярную массу в диапазоне от 500 кДа до 5 МДа или от 900 кДа до 5 МДа, наиболее предпочтительно от 1 МДа до 4 МДа или от 1 МДа до 3 МДа.More preferably, the compound that increases the longitudinal viscosity of the solution is a linear or branched polymer having a molecular weight of at least 500 kDa, for example 550 kDa, 600 kDa, 650 kDa, 700 kDa, 750 kDa, 800 kDa, 850 kDa, 900 kDa, 950 kDa, 1 MDa, 1.5 MDa, 2 MDa, 2.5 MDa, 3 MDa, 3.5 MDa, 4 MDa, 4.5 MDa or 5 MDa. It is more preferred that the linear or branched polymer have a molecular weight in the range of 500 kDa to 5 MDa or 900 kDa to 5 MDa, most preferably 1 MDa to 4 MDa or 1 MDa to 3 MDa.
Предпочитается, чтобы соединение, которое увеличивает продольную вязкость раствора, было бы выбрано из группы, состоящей из полиакриламида (ПАА), полиэтилена (ПЭ), полиэтиленгликоля (ПЭГ), полисахаридов, декстранов, поливиниловых спиртов, нуклеиновых кислот и их смесей. В одном предпочтительном варианте осуществления декстран представляет собой декстран-сульфат.It is preferred that a compound that increases the longitudinal viscosity of the solution be selected from the group consisting of polyacrylamide (PAA), polyethylene (PE), polyethylene glycol (PEG), polysaccharides, dextrans, polyvinyl alcohols, nucleic acids and mixtures thereof. In one preferred embodiment, the dextran is dextran sulfate.
Предпочтительно соединение, которое увеличивает продольную вязкость раствора, представляет собой полиэтиленгликоль (ПЭГ), имеющий молекулярную массу, составляющую, по меньшей мере, 20 кДа, например 25 кДа, 30 кДа, 40 кДа, 50 кДа, 60 кДа, 70 кДа, 80 кДа, 90 кДа, 100 кДа, 200 кДа, 300 кДа, 400 кДа, 500 кДа, 600 кДа, 700 кДа, 800 кДа, 900 кДа, 1 МДа, 1,5 МДа, 2 МДа, 2,5 МДа, 3 МДа, 3,5 МДа, 4 МДа, 4,5 МДа или 5 МДа. Предпочитается, чтобы полиэтиленгликоль (ПЭГ) имел бы молекулярную массу в диапазоне от 20 кДа до 5 МДа или от 50 кДа до 4 МДа, более предпочтительно от 100 кДа до 2 МДа или от 100 кДа до 1 МДа.Preferably, the compound that increases the longitudinal viscosity of the solution is polyethylene glycol (PEG) having a molecular weight of at least 20 kDa, for example 25 kDa, 30 kDa, 40 kDa, 50 kDa, 60 kDa, 70 kDa, 80 kDa , 90 kDa, 100 kDa, 200 kDa, 300 kDa, 400 kDa, 500 kDa, 600 kDa, 700 kDa, 800 kDa, 900 kDa, 1 MDa, 1.5 MDa, 2 MDa, 2.5 MDa, 3 MDa, 3.5 MDa, 4 MDa, 4.5 MDa or 5 MDa. Preferably, polyethylene glycol (PEG) would have a molecular weight in the range from 20 kDa to 5 MDa or from 50 kDa to 4 MDa, more preferably from 100 kDa to 2 MDa or from 100 kDa to 1 MDa.
Более предпочтительно соединение, которое увеличивает продольную вязкость раствора, представляет собой полиэтиленгликоль (ПЭГ), имеющий молекулярную массу, составляющую, по меньшей мере, 500 кДа, например 550 кДа, 600 кДа, 650 кДа, 700 кДа, 750 кДа, 800 кДа, 850 кДа, 900 кДа, 950 кДа, 1 МДа, 1,5 МДа, 2 МДа, 2,5 МДа, 3 МДа, 3,5 МДа, 4 МДа, 4,5 МДа или 5 МДа. Более предпочитается, чтобы полиэтиленгликоль (ПЭГ) имел бы молекулярную массу в диапазоне от 500 кДа до 5 МДа или от 900 кДа до 5 МДа, наиболее предпочтительно от 1 МДа до 4 МДа или от 1 МДа до 3 МДа.More preferably, the compound that increases the longitudinal viscosity of the solution is polyethylene glycol (PEG) having a molecular weight of at least 500 kDa, for example 550 kDa, 600 kDa, 650 kDa, 700 kDa, 750 kDa, 800 kDa, 850 kDa, 900 kDa, 950 kDa, 1 MDa, 1.5 MDa, 2 MDa, 2.5 MDa, 3 MDa, 3.5 MDa, 4 MDa, 4.5 MDa or 5 MDa. More preferably, polyethylene glycol (PEG) would have a molecular weight in the range of 500 kDa to 5 MDa or 900 kDa to 5 MDa, most preferably 1 MDa to 4 MDa or 1 MDa to 3 MDa.
Концентрация соединения, которое увеличивает продольную вязкость раствора, предпочтительно находится в диапазоне от 0,1% (масс./об.) до 5% (масс./об.), более предпочтительно в диапазоне от 0,5% (масс./об.) до 4% (масс./об.), а наиболее предпочтительно в диапазоне от 1% (масс./об.) до 3% (масс./об.).The concentration of the compound, which increases the longitudinal viscosity of the solution, is preferably in the range from 0.1% (w / v) to 5% (w / v), more preferably in the range from 0.5% (w / v) .) up to 4% (w / v), and most preferably in the range from 1% (w / v) to 3% (w / v).
Таким образом, например, концентрация соединения, которое увеличивает продольную вязкость раствора, составляет 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1, 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4,0, 4,1, 4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9 или 5% (масс./об.).Thus, for example, the concentration of the compound that increases the longitudinal viscosity of the solution is 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 , 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2 , 2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1, 3,2, 3,3, 3,4 , 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4,0, 4,1, 4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4 7, 4.8, 4.9 or 5% (w / v).
Как, к своему удивлению, установили изобретатели настоящего изобретения, уже данная низкая концентрация соединения, которое увеличивает продольную вязкость раствора, является достаточной для прядения волокон при использовании способа, предложенного в настоящем документе. Низкая концентрация упомянутого соединения, с одной стороны, увеличивает продольную вязкость раствора, но, с другой стороны, по существу не увеличивает сдвиговую вязкость раствора, так что образование волокон улучшается. Таким образом, прядильный раствор, использующийся в способе настоящего изобретения, в основном образован из полимера, такого как полипептид шелка, зеин или казеин, то есть является относительно чистым. Кроме того, вследствие умеренного использования соединений или веществ в дополнение к полимеру, такому как полипептид шелка, зеин или казеин, способ настоящего изобретения является экономичным по затратам и экологически безопасным.As, to their surprise, the inventors of the present invention found, already this low concentration of the compound, which increases the longitudinal viscosity of the solution, is sufficient for spinning the fibers using the method proposed in this document. The low concentration of said compound, on the one hand, increases the longitudinal viscosity of the solution, but, on the other hand, does not substantially increase the shear viscosity of the solution, so that the formation of fibers improves. Thus, the spinning solution used in the method of the present invention is mainly formed from a polymer, such as a silk polypeptide, zein or casein, that is, is relatively pure. In addition, due to the moderate use of compounds or substances in addition to a polymer, such as a silk polypeptide, zein, or casein, the method of the present invention is cost-effective and environmentally friendly.
Соотношение по величинам % (масс.) между полипептидом шелка и улучшителем продольной вязкости предпочтительно находится в диапазоне от 0,1 до 5, от 0,2 до 5, от 0,3 до 5 или от 0,4 до 5, более предпочтительно от 0,4 до 2, наиболее предпочтительно от 0,8 до 1,5. Таким образом, в предпочтительных вариантах осуществления, в которых полипептид шелка присутствует в растворе в количестве в диапазоне от 1 до 20 мг/мл, количество улучшителя продольной вязкости выбирают таким, чтобы соотношение по величинам % (масс.) между полипептидом шелка и улучшителем продольной вязкости предпочтительно находилось бы в диапазоне от 0,1 до 10, более предпочтительно от 0,2 до 5, более предпочтительно от 0,4 до 2, наиболее предпочтительно от 0,8 до 1,5.The ratio in terms of% (mass.) Between the silk polypeptide and the longitudinal viscosity improver is preferably in the range from 0.1 to 5, from 0.2 to 5, from 0.3 to 5, or from 0.4 to 5, more preferably from 0.4 to 2, most preferably 0.8 to 1.5. Thus, in preferred embodiments, in which the silk polypeptide is present in the solution in an amount in the range of 1 to 20 mg / ml, the amount of longitudinal viscosity improver is selected so that the ratio in terms of% (mass) between the silk polypeptide and the longitudinal viscosity improver preferably would be in the range from 0.1 to 10, more preferably from 0.2 to 5, more preferably from 0.4 to 2, most preferably from 0.8 to 1.5.
Например, в результате добавления высокомолекулярного полиакриламида (5 МДа,1% (масс./об.)) число Онезорге C16 прядильного раствора может быть увеличено в достаточной степени для обеспечения улучшенного получения волокна на межфазной поверхности воздух/жидкость.For example, by adding high molecular weight polyacrylamide (5 MDa, 1% (w / v)), the Onesorg C 16 dope may be sufficiently increased to provide improved fiber production on the air / liquid interface.
Растворитель может представлять собой любой раствор, в котором будут растворимыми полимер, например полипептид, такой как полипептид шелка паука, зеин, БСА или казеин, и полимер, улучшающий продольную вязкость. Предпочитается, чтобы растворитель был бы выбран из группы, состоящей из полярного растворителя, предпочтительно воды, водного буфера, спирта, предпочтительно изопропанола, гексафторизопропанола, глицерина, этанола (ЕЮН), пропанола, бутанола, октанола или ацетона; неполярного растворителя, предпочтительно гексана, додекана или масла, других органических растворителей, предпочтительно этилацетата; и их смесей. Таким образом, растворитель также может представлять собой смесь полярного растворителя, например воды, и неполярного растворителя, например гексана. В одном предпочтительном варианте осуществления значение рН растворителя находится в диапазоне от 4 до 10.The solvent may be any solution in which a polymer is soluble, for example a polypeptide such as a spider silk polypeptide, Zein, BSA or casein, and a polymer that improves longitudinal viscosity. It is preferred that the solvent be selected from the group consisting of a polar solvent, preferably water, aqueous buffer, alcohol, preferably isopropanol, hexafluoroisopropanol, glycerol, ethanol (UN), propanol, butanol, octanol or acetone; a non-polar solvent, preferably hexane, dodecane or oil, other organic solvents, preferably ethyl acetate; and mixtures thereof. Thus, the solvent may also be a mixture of a polar solvent, such as water, and a non-polar solvent, such as hexane. In one preferred embodiment, the pH of the solvent is in the range of 4 to 10.
Необходимо отметить то, что вследствие комбинированного использования очень низких концентраций полимеров, таких как полипептиды шелка, зеин или казеин, и очень низких концентраций соединений, которые увеличивают продольную вязкость раствора у прядильного раствора, при использовании способа настоящего изобретения может быть облегчено получение волокна.It should be noted that due to the combined use of very low concentrations of polymers, such as silk polypeptides, zein or casein, and very low concentrations of compounds that increase the longitudinal viscosity of the solution in the dope, using the method of the present invention can be facilitated to obtain fiber.
В дополнение к этому, вследствие комбинированного использования очень низких концентраций полимеров, таких как полипептиды шелка, зеин или казеин, и очень низких концентраций соединений, которые увеличивают продольную вязкость раствора у прядильного раствора, упомянутый раствор не имеет высоковязкой консистенции в противоположность другим прядильным растворам предшествующего уровня техники. Тем самым может быть улучшена перерабатываемость прядильного раствора.In addition, due to the combined use of very low concentrations of polymers, such as silk polypeptides, zein or casein, and very low concentrations of compounds that increase the longitudinal viscosity of the solution in the dope, the solution does not have a high viscosity consistency in contrast to other prior art dope solutions technicians. Thereby, the processability of the dope solution can be improved.
Предпочтительно вытяжку волокна инициируют в результате введения межфазной поверхности воздух/жидкость или жидкость/жидкость у раствора в контакт с инструментом для вытяжки и отвода инструмента для вытяжки от упомянутой межфазной поверхности. Термин «воздух» в соответствии с использованием в настоящем документе предпочтительно обозначает смесь газов, встречающуюся в природе в земной атмосфере. В контексте межфазной поверхности жидкость/жидкость, где одна из жидкостей представляет собой прядильный раствор, предпочитается, чтобы другая жидкость была бы плохо смешиваемой с прядильным раствором. В соответствии с этим в случае растворителя прядильного раствора в виде полярного растворителя другая жидкость предпочтительно будет неполярной. В альтернативном варианте, в случае растворителя прядильного раствора в виде неполярного растворителя предпочтительно другая жидкость будет полярной. Межфазная поверхность жидкость/жидкость также может быть получена, по меньшей мере, временно, при введении в контакт друг с другом двух смешиваемых жидкостей, например, в трубе, где один жидкий поток охватывает поток второй жидкости. Как можно себе представить без желания связывать себя какой-либо теорией, первоначальное введение межфазной поверхности в контакт с инструментом для вытяжки, например наконечником пипетки, создает для полимеров в прядильном растворе точку присоединения. Отвод пипетки приводит к ориентации полимеров в растворителе при обращении их головы или хвоста к инструменту для вытяжки, в результате чего полимеры выравниваются бок о бок друг с другом и все больше друг с другом ассоциируются. При последующем отводе полимеры переходят из упорядоченного состояния, относящегося к типу раствора или жидкого кристалла, в полутвердое или твердое состояние. Термин «вытяжка» в данном контексте используется не только для обозначения инициирования данного процесса выравнивания, но также и для обозначения непрерывного отвода выровненных или частично выровненных полимерных молекул из прядильного раствора. Во время данного состояния предпочтительно непрерывной вытяжки инструмент для вытяжки больше уже не находится в контакте с прядильным раствором, но производит «вытяжку» дальнейших полимерных молекул из раствора в «отделенный раствор», то есть раствор, содержащий выровненные полимеры, больше уже не находящиеся в контакте с основной массой прядильного раствора. Таким образом, в контексте настоящего изобретения термин «вытяжка» обозначает вытяжку как процесс получения волокна, который также может включать растяжение или твердение. Кроме того, вытяжка волокна из раствора не является процессом, ограниченным вытягиванием волокна из отделенного раствора при использовании инструмента для вытяжки, подобного, например, стеклянной игле, как это продемонстрировано в примере 1. Способ также может включать любую надлежащую автоматизированную систему, например трубу, через которую раствор отбирают при восполняющем течении, с соплом на конце, где прядильный раствор экструдируется и уводится инструментом для вытяжки, что тем самым проводит непрерывную вытяжку волокна из экструдированного прядильного раствора. Инструмент для вытяжки может представлять собой любой тип инструмента с наконечником, соответствующим вытяжке волокна и изготовленным из соответствующего материала, например, способным обеспечить получение точки присоединения к полимерам в прядильном растворе. Примеры включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: наконечники пипеток, иглы или тонкие стержни, изготовленные из пластика, металла или стекла. На скорость вытяжки волокна никаких ограничений не накладывают до тех пор, пока она будет достаточно высокой для вытяжки тонкого текучего элементарного волокна, которое будет существовать в течение достаточно продолжительного периода времени для обеспечения испарения растворителя и получения волокна, предпочтительно тонкого, легкого и длинного волокна. Однако в одном предпочтительном варианте осуществления вытяжку проводят в результате соприкосновения раствора с инструментом для вытяжки и произведения вытяжки волокна с поверхности. В ходе проведения операции, то есть при получении первоначального контакта с поверхностью и вытяжке волокна с поверхности, термин «вытяжка» также относится к отводу волокна из раствора, предпочтительно при постоянной скорости. Идеальная скорость зависит от вязкости прядильного раствора, то есть от типа и концентрации использующихся полимеров, и должна быть определена в эксперименте. Предпочтительно вытяжку проводят при скоростях, составляющих, по меньшей мере, 0,1 см/сек, предпочтительно находящихся в диапазоне от 0,1 см/сек до 15 м/сек, от 1 см/сек до 5 м/сек, от 3 см/сек до 1 м/сек, от 5 см/сек до 50 см/сек, от 5 см/сек до 15 см/сек, а более предпочтительно составляющих 10 см/сек. Например, вытяжку проводят при скоростях, составляющих, по меньшей мере, 0,1, 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 см/сек, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5, 4, 4,5, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15 м/сек.Preferably, the drawing of the fiber is initiated by introducing the air / liquid or liquid / liquid interface at the solution into contact with the drawing tool and drawing the drawing tool away from said interface. The term “air” as used herein preferably means a mixture of gases found naturally in the earth’s atmosphere. In the context of a liquid / liquid interface, where one of the liquids is a dope, it is preferred that the other liquid be poorly miscible with the dope. Accordingly, in the case of a dope solvent in the form of a polar solvent, the other liquid will preferably be non-polar. Alternatively, in the case of a dope solvent in the form of a non-polar solvent, preferably another liquid will be polar. A liquid / liquid interface can also be obtained at least temporarily by contacting two miscible liquids in contact with each other, for example, in a pipe where one liquid stream encompasses a stream of a second liquid. As you can imagine, without the desire to bind yourself with any theory, the initial introduction of the interface into contact with a drawing tool, such as a pipette tip, creates an attachment point for polymers in the dope solution. The pipette retraction leads to the orientation of the polymers in the solvent when their head or tail is turned to the drawing tool, as a result of which the polymers are aligned side by side with each other and are more and more associated with each other. Upon subsequent withdrawal, the polymers pass from an ordered state related to the type of solution or liquid crystal to a semi-solid or solid state. The term “drawing” in this context is used not only to indicate the initiation of a given alignment process, but also to mean the continuous removal of aligned or partially aligned polymer molecules from the spinning solution. During this condition of preferably continuous drawing, the drawing tool is no longer in contact with the spinning solution, but it “draws” further polymer molecules from the solution into a “separated solution”, that is, a solution containing aligned polymers that are no longer in contact with the bulk of the dope. Thus, in the context of the present invention, the term “drawing” means drawing as a process for producing fiber, which may also include stretching or hardening. In addition, drawing the fibers from the solution is not a process limited to drawing the fibers from the separated solution using a drawing tool, such as, for example, a glass needle, as shown in Example 1. The method may also include any suitable automated system, such as a pipe, through which solution is taken in the replenishing flow, with a nozzle at the end, where the spinning solution is extruded and withdrawn by a drawing tool, thereby thereby continuously drawing the fiber from the ext udirovannogo spinning solution. The drawing tool can be any type of tool with a tip corresponding to the drawing of the fiber and made of the corresponding material, for example, capable of providing a point of attachment to the polymers in the dope. Examples include, but are not limited to: pipette tips, needles, or thin rods made of plastic, metal, or glass. No restrictions are imposed on the fiber drawing speed until it is high enough to draw a thin flowing elementary fiber that will exist for a sufficiently long period of time to allow the solvent to evaporate and produce a fiber, preferably a thin, light and long fiber. However, in one preferred embodiment, the drawing is carried out by contacting the solution with the drawing tool and drawing the fiber from the surface. During the operation, that is, upon initial contact with the surface and drawing the fiber from the surface, the term “drawing” also refers to the removal of fiber from the solution, preferably at a constant speed. The ideal speed depends on the viscosity of the spinning solution, that is, on the type and concentration of the polymers used, and should be determined experimentally. Preferably, the hood is carried out at speeds of at least 0.1 cm / s, preferably in the range from 0.1 cm / s to 15 m / s, from 1 cm / s to 5 m / s, from 3 cm / s to 1 m / s, from 5 cm / s to 50 cm / s, from 5 cm / s to 15 cm / s, and more preferably 10 cm / s. For example, the hood is carried out at speeds of at least 0.1, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 , 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 cm / s, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5, 4, 4,5, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 or 15 m / s.
В способе изобретения также предусматривается экструдирование прядильного раствора для получения волокна. Термин «экструдирование» в данном контексте обозначает приложение к прядильному раствору давления для продавливания его через отверстие, например сопло. В области полимерной технологии способы «экструдирования» зачастую используют для получения волокон из расплавленных термопластов, то есть совокупный экструдированный материал затвердевает после покидания им отверстия. В контексте настоящего изобретения экструдированный прядильный раствор полностью не затвердевает. Вместо этого растворенные полимеры, которые содержатся в экструдированном прядильном растворе, ассоциируются с образованием волокна, которое обычно является меньшим по диаметру, чем отверстие, через которое экструдируют прядильный раствор, при одновременном отделении от таким образом полученного волокна остаточного растворителя. В одном предпочтительном варианте осуществления первоначально полученное волокно присоединяют к устройству извлечения волокна, например цилиндру, шпуле или бобине, на которые волокно непрерывно наматывают. В зависимости от относительной скорости, например, цилиндра по отношению к скорости получения волокна во время экструдирования также может возникать и вытягивающее усилие, воздействующее на экструдированное волокно, то есть волокно в некоторых вариантах осуществления может считаться подвергаемым «вытяжке» из экструдированного раствора.The method of the invention also provides for the extrusion of a dope to produce fiber. The term "extrusion" in this context refers to the application to the spinning solution of pressure to force it through an opening, for example a nozzle. In the field of polymer technology, “extrusion” methods are often used to produce fibers from molten thermoplastics, that is, the total extruded material hardens after leaving the hole. In the context of the present invention, the extruded dope does not completely harden. Instead, the dissolved polymers contained in the extruded dope are associated with the formation of a fiber, which is usually smaller in diameter than the hole through which the dope is extruded, while separating the residual solvent from the thus obtained fiber. In one preferred embodiment, the initially obtained fiber is connected to a fiber extraction device, for example a cylinder, spool or bobbin, onto which the fiber is continuously wound. Depending on the relative speed of, for example, the cylinder with respect to the speed of fiber production during extrusion, a pulling force can also be exerted on the extruded fiber, that is, the fiber in some embodiments can be considered to be “drawn” from the extruded solution.
Для дополнительного улучшения прядомости прядильного раствора одновременно с продольной вязкостью может быть увеличена и сдвиговая вязкость искусственных прядильных сиропов до величины, не наносящей вред переработке текучей среды, например, в результате добавления улучшителей ньютоновской вязкости. Тем самым, прядомость обозначает пригодность прядильного раствора для вытяжки волокна.In order to further improve the spinning ability of the spinning solution, the shear viscosity of the artificial spinning syrups can be increased simultaneously with the longitudinal viscosity to a value that does not harm the processing of the fluid, for example, by adding Newtonian viscosity improvers. Thus, spinnability indicates the suitability of the spinning solution for drawing fibers.
Таким образом, в одном варианте осуществления изобретения прядильный раствор дополнительно содержит соединение, которое увеличивает ньютоновскую вязкость, предпочтительно моносахариды, например глюкозу, галактозу или фруктозу; дисахариды, например лактозу или сахарозу; полисахариды, например гликоген; или полиолы, например, инозит, сорбит, глицерин или полигликоли; или их смеси.Thus, in one embodiment of the invention, the dope solution further comprises a compound that increases Newtonian viscosity, preferably monosaccharides, for example glucose, galactose or fructose; disaccharides, for example lactose or sucrose; polysaccharides, for example glycogen; or polyols, for example, inositol, sorbitol, glycerin or polyglycols; or mixtures thereof.
Предпочтительно прядильный раствор дополнительно содержит диспергированный в нем дисперсный материал. При получении волокна данный дисперсный материал относительно равномерным образом внедряется в волокно. На дисперсный материал по его композиции никаких ограничений не накладывают до тех пор, пока он будет подходящим для использования при включении в волокно. Предпочитается, чтобы дисперсный материал был бы выбран из группы, состоящей из гранул, металлов, проводящих электричество (в том числе золота, меди), кристаллитов, комплексов белок/белок, ферментов (например, зеленый флуоресцентный белок (ЗФБ) или β-галактозидаза) и клеток (например, остеобластные клетки человека или клетки-предшественники сухожилий человека или любые полипотентные клетки или стволовые клетки). Предпочтительно клетки выбирают из клеток, секретирующих ферменты или гормоны, например клеток островка Лангерганса. Предпочтительные кристаллиты представляют собой красители, которые являются нерастворимыми в воде, флуоресцентные красители (например, судановый красный) или азокрасители (например, нильский красный).Preferably, the spinning solution further comprises dispersed material dispersed therein. Upon receipt of the fiber, this dispersed material is relatively uniformly embedded in the fiber. On the dispersed material in its composition, no restrictions are imposed as long as it is suitable for use when included in the fiber. It is preferred that the dispersed material be selected from the group consisting of granules, metals, conductive electricity (including gold, copper), crystallites, protein / protein complexes, enzymes (e.g., green fluorescent protein (PBS) or β-galactosidase) and cells (for example, human osteoblastic cells or human tendon precursor cells or any pluripotent cells or stem cells). Preferably, the cells are selected from cells secreting enzymes or hormones, for example Langerhans islet cells. Preferred crystallites are dyes that are water insoluble, fluorescent dyes (e.g. Sudan red) or azo dyes (e.g. Nile red).
На концентрацию дисперсного материала в прядильном растворе никаких ограничений не накладывают. Предпочтительно дисперсный материал в прядильном растворе присутствует в количестве в диапазоне от 0,01% (масс./об.) до 10% (масс./об.), предпочтительно от 0,5% (масс./об.) до 1% (масс./об.). Таким образом, дисперсный материал в прядильном растворе может присутствовать в количестве 0,01, 0,05, 0,1, 02, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5, 5,0, 5,5, 6,0, 6,5, 7,0, 7,5. 8,0, 8,5, 9,0, 9,5, 10,0% (масс./об.).There are no restrictions on the concentration of particulate material in the dope. Preferably, the particulate material in the dope is present in an amount in the range from 0.01% (w / v) to 10% (w / v), preferably from 0.5% (w / v) to 1% (mass./about.). Thus, the dispersed material in the dope may be present in an amount of 0.01, 0.05, 0.1, 02, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6, 5, 7.0, 7.5. 8.0, 8.5, 9.0, 9.5, 10.0% (w / v).
В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения прядильный раствор дополнительно содержит соединение, которое увеличивает ньютоновскую вязкость, например полигликоли, или дисперсный материал, например гранулы. В еще одном предпочтительном варианте осуществления прядильный раствор дополнительно содержит как соединение, которое увеличивает ньютоновскую вязкость, например полигликоли, так и дисперсный материал, например, гранулы.In one preferred embodiment, the spinning solution further comprises a compound that increases Newtonian viscosity, for example polyglycols, or dispersed material, for example granules. In another preferred embodiment, the spinning solution further comprises both a compound that increases Newtonian viscosity, for example polyglycols, and dispersed material, for example, granules.
Волокно после получения может быть подвергнуто обработке в результате отверждения в отверждающем растворе или сшивания. Таким образом, предпочитается, чтобы способ настоящего изобретения после стадии (b) включал бы стадию (с) отверждения волокна в отверждающем растворе или сшивания волокна.The fiber after preparation may be processed by curing in a curing solution or crosslinking. Thus, it is preferred that the method of the present invention after step (b) comprise step (c) of curing the fiber in the curing solution or crosslinking the fiber.
Сшивание может включать соединение других соединений с волокном или соединение идентичных или различных волокон друг с другом, в результате чего могут быть получены, например, многоволоконные структуры, такие как многослойные волокна, или структуры «ядро-оболочка».Crosslinking may include joining other compounds with a fiber, or joining identical or different fibers to each other, whereby, for example, multi-fiber structures such as multilayer fibers or core-shell structures can be obtained.
Термин «сшивание» в соответствии с использованием в настоящем документе относится к способу химического соединения двух молекул ковалентной связью. Реагенты сшивания или реакции сочетания имеют концевые группы, реакционно-способные по отношению к специфическим функциональным группам (первичные амины, сульфгидрил и тому подобное) у полипептидов или других молекул. Предпочтительно реагент сшивания или реакции сочетания, использующийся в способе настоящего изобретения, представляет собой гидрохлорид 1-этил-3-(3-диметиламинопропил)карбодиимида (ЭДК) или глутаральдегид.The term “crosslinking,” as used herein, refers to a method for chemically bonding two molecules with a covalent bond. Crosslinking reagents or coupling reactions have terminal groups reactive with respect to specific functional groups (primary amines, sulfhydryl and the like) in polypeptides or other molecules. Preferably, the crosslinking or coupling reaction reagent used in the method of the present invention is 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC) or glutaraldehyde.
В еще одном варианте осуществления волокно сматывают при одновременной непрерывной вытяжке. Это делает возможным получение и хранение длинных волокон.In yet another embodiment, the fiber is spooled while continuously drawing. This makes it possible to obtain and store long fibers.
Во втором аспекте настоящее изобретение относится к прядильному раствору для реализации способа настоящего изобретения, содержащему, по существу состоящему из или состоящему из: (i) полимера, который может быть введен в водный раствор с концентрацией, составляющей, по меньшей мере, 0,15 мг/мл, (ii) соединения, которое увеличивает продольную вязкость прядильного раствора, и (iii) растворителя.In a second aspect, the present invention relates to a spinning solution for implementing the method of the present invention, comprising essentially consisting of or consisting of: (i) a polymer that can be introduced into an aqueous solution with a concentration of at least 0.15 mg / ml, (ii) a compound that increases the longitudinal viscosity of the dope, and (iii) a solvent.
В данном контексте в особенности предпочитается, чтобы полимер представлял бы собой определенный выше полипептид шелка.In this context, it is particularly preferred that the polymer be the silk polypeptide as defined above.
Кроме того, в особенности предпочитается, чтобы концентрация полимера, например полипептида шелка, составляла бы, по меньшей мере, 0,15 мг/мл и не более, чем 60 мг/мл, более предпочтительно, по меньшей мере, 0,15 мг/мл и не более, чем 50 мг/мл, а наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 0,15 мг/мл и не более, чем 20 мг/мл.In addition, it is particularly preferred that the concentration of the polymer, such as silk polypeptide, be at least 0.15 mg / ml and not more than 60 mg / ml, more preferably at least 0.15 mg / ml and not more than 50 mg / ml, and most preferably at least 0.15 mg / ml and not more than 20 mg / ml.
Также в особенности предпочитается, чтобы концентрация соединения, которое увеличивает продольную вязкость прядильного раствора, находилась бы в диапазоне от 0,1% (масс./об.) до 5% (масс./об.), более предпочтительно в диапазоне от 0,5% (масс./об.) до 4% (масс./об.), а наиболее предпочтительно в диапазоне от 1% (масс./об.) до 3% (масс./об.).It is also particularly preferred that the concentration of the compound that increases the longitudinal viscosity of the dope is in the range of 0.1% (w / v) to 5% (w / v), more preferably in the range of 0, 5% (w / v) to 4% (w / v), and most preferably in the range from 1% (w / v) to 3% (w / v).
В частности, еще больше предпочитается, чтобы концентрация полимера, например полипептида шелка, составляла бы, по меньшей мере, 0,15 мг/мл и не более, чем 60 мг/мл, более предпочтительно, по меньшей мере, 0,15 мг/мл и не более, чем 50 мг/мл, а наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 0,15 мг/мл и не более, чем 20 мг/мл, и чтобы концентрация соединения, которое увеличивает продольную вязкость прядильного раствора, находилась бы в диапазоне от 0,1% (масс./об.) до 5% (масс./об.), более предпочтительно в диапазоне от 0,5% (масс./об.) до 4% (масс./об.), а наиболее предпочтительно в диапазоне от 1% (масс./об.) до 3% (масс./об.).In particular, it is even more preferred that the concentration of the polymer, for example silk polypeptide, be at least 0.15 mg / ml and not more than 60 mg / ml, more preferably at least 0.15 mg / ml and not more than 50 mg / ml, and most preferably at least 0.15 mg / ml and not more than 20 mg / ml, and so that the concentration of the compound, which increases the longitudinal viscosity of the dope, would be in in the range of 0.1% (w / v) to 5% (w / v), more preferably in the range of 0.5% (w / v) to 4% (w / v) , and most prefer flax in the range of 1% (w. / v.) to 3% (wt. / vol.).
В прядильном растворе, соответствующем данному аспекту изобретения, также могут содержаться и все другие компоненты прядильного раствора, упомянутые выше в контексте описания способа изобретения. Подобным образом это относится ко всем предпочтительным и в особенности предпочтительным вариантам осуществления различных вышеупомянутых компонентов.The spinning solution according to this aspect of the invention may also contain all the other components of the spinning solution mentioned above in the context of the description of the method of the invention. Similarly, this applies to all preferred and especially preferred embodiments of the various aforementioned components.
В третьем аспекте настоящее изобретение предлагает волокно, получаемое по способу первого аспекта.In a third aspect, the present invention provides a fiber obtained by the method of the first aspect.
В четвертом аспекте настоящее изобретение предлагает продукты, включающие волокно второго аспекта, такие какIn a fourth aspect, the present invention provides products comprising a fiber of the second aspect, such as
(i) нить или(i) a thread or
(ii) тканый материал или нетканый материал.(ii) a woven fabric or non-woven fabric.
В одном дополнительном аспекте настоящее изобретение предлагает использование волокна или нити, включающих одну или несколько клеток, для анализа одной или нескольких функций клеток и/или для сохранения упомянутых клеток. Предпочтительно анализ функции клеток проводят до, во время и/или после воздействия на одну или несколько клеток тестирующим соединением или раздражителем, предпочтительно механическим, термическим и/или электрическим раздражителем. Волокна, включающие клетки, также могли бы исполнять функцию и каркасного материала для тканевой инженерии и выращивания искусственных органов.In one further aspect, the present invention provides the use of a fiber or filament comprising one or more cells for analyzing one or more cell functions and / or for preserving said cells. Preferably, the analysis of cell function is carried out before, during and / or after exposure to one or more cells with a test compound or stimulus, preferably a mechanical, thermal and / or electrical stimulus. Fibers, including cells, could also serve as a frame material for tissue engineering and the cultivation of artificial organs.
Настоящее изобретение улучшает прядомость полимерного раствора, делая возможным получение всего ассортимента новых материалов. Настоящее изобретение является в особенности хорошо подходящим для включения живого и неживого биологического материала, поскольку способ может быть реализован в надлежащих условиях по использующимся температуре, давлению, растворителю и химическим реагентам.The present invention improves the spinnability of the polymer solution, making it possible to obtain the entire range of new materials. The present invention is particularly well suited for incorporating living and non-living biological material, since the method can be carried out under appropriate conditions using the temperature, pressure, solvent, and chemicals used.
Поскольку данным образом в волокна могут быть включены в общем случае все белки, в такие волокна может быть включена в принципе любая ферментативная активность. Может быть, более важным является то, что в волокна также могут быть внедрены и клетки так, как это было продемонстрировано для включения в волокна коллоидальных частиц микронного размера. Поскольку условия благоприятствуют жизнеспособности клеток, возможными являются области применения в биоинженерии и выращивании тканей. Волокна, включающие клетки, могли бы исполнять функцию и каркасного материала для тканевой инженерии и выращивания искусственных органов. Кроме того, инкапсулирование живых клеток делает возможным воздействие на данные клетки различных условий окружающей среды, например, в результате протягивания их через ванну с реагентами. При наличии таких подходов могут быть доступными новые инструменты для биологии клеток. В этом духе изобретение может быть использовано для последовательного, а также высокопроизводительного манипулирования с клетками в непрерывной цепочке. Одна возможность заключается в проведении вытяжки волокна при внедрении клеток из прядильного раствора, содержащего биологически активное соединение, и скрининг клеток по мере их выхода из раствора. Тем самым позиция на цепочке образует для клеток индекс, формируя новые подходы в одноклеточных высокопроизводительных скрининговых анализах. В дополнение к этому, возможными являются области применения при заживлении ран. Например, волокна, включающие клетки, секретирующие факторы заживления ран, могли бы быть включены в бандажи или ксерогели или дополнить их, в частности, в контексте заживления мокрых ран. Можно себе представить также и варианты использования при получении кожных трансплантатов, реконструкции связок или хирургической сетки. Кроме того, волокна, полученные в соответствии с изобретением, могут быть использованы в широком спектре других коммерческих продуктов, например в случае каната, сетки, одежной ткани, строительного материала, палаточной ткани, рюкзаков и многого другого, где желательными характеристиками являются прочность, эластичность и малая масса.Since in general all proteins can be incorporated into fibers in this way, in principle any enzymatic activity can be incorporated into such fibers. Perhaps more importantly, cells can also be introduced into the fibers as demonstrated for incorporation of micron-sized colloidal particles into the fibers. Since conditions favor cell viability, areas of application in bioengineering and tissue culture are possible. Fibers, including cells, could serve as a frame material for tissue engineering and the cultivation of artificial organs. In addition, the encapsulation of living cells makes it possible to influence various environmental conditions on these cells, for example, by pulling them through a reagent bath. With such approaches, new tools for cell biology may be available. In this spirit, the invention can be used for sequential as well as high-performance manipulation of cells in a continuous chain. One possibility is to draw the fibers during the introduction of cells from a spinning solution containing a biologically active compound, and screening the cells as they exit the solution. Thus, the position on the chain forms an index for cells, forming new approaches in unicellular high-throughput screening assays. In addition to this, areas of application for wound healing are possible. For example, fibers comprising cells secreting wound healing factors could be included in bandages or xerogels or supplemented, in particular in the context of wet wound healing. You can also imagine the options for use in obtaining skin grafts, reconstruction of ligaments or surgical mesh. In addition, the fibers obtained in accordance with the invention can be used in a wide range of other commercial products, for example, in the case of a rope, mesh, clothing fabric, building material, tent fabric, backpacks and much more, where strength, elasticity and low weight.
Следующие далее фигуры и примеры представляют собой просто иллюстрации настоящего изобретения и никоим образом не должны восприниматься в качестве ограничения объема изобретения, указанного в прилагаемой формуле изобретения.The following figures and examples are merely illustrations of the present invention and should in no way be taken as limiting the scope of the invention indicated in the attached claims.
Краткое описание фигурBrief Description of the Figures
ПримерыExamples
Следующие далее примеры предназначены только для целей иллюстрации и никоим образом не ограничивают описанное выше изобретение.The following examples are for illustrative purposes only and in no way limit the invention described above.
Пример 1: Принцип способа вытяжкиExample 1: The principle of the method of drawing
Фигура 1А демонстрирует аликвоту прядильного раствора, состоящего из C16 в качестве полимерного компонента, ПАА в качестве полимера, улучшающего продольную вязкость, и воду в качестве растворителя, на предметном стекле микроскопа в контакте с иглой из бесцветного стекла в качестве инструмента для вытяжки. Вытягивание иглы, которая находится в контакте с прядильным раствором, из раствора приводит к получению тонкого текучего элементарного волокна. Данное элементарное волокно при достаточно быстрой вытяжке существует в течение достаточно продолжительного периода времени для обеспечения испарения воды в качестве растворителя и получения тонкого и легкого волокна (фигура 1В). Волокна содержат белок, что может быть продемонстрировано по методам ИК-спектроскопии и флуоресцентной микроскопии при использовании меченого белка.Figure 1A shows an aliquot of a dope solution consisting of C 16 as a polymer component, PAA as a polymer that improves longitudinal viscosity, and water as a solvent on a microscope slide in contact with a clear glass needle as a drawing tool. Pulling the needle, which is in contact with the spinning solution, from the solution results in a thin flowing elementary fiber. This elementary fiber with a sufficiently quick drawing exists for a sufficiently long period of time to ensure evaporation of water as a solvent and to obtain a thin and light fiber (Figure 1B). Fibers contain protein, which can be demonstrated by IR spectroscopy and fluorescence microscopy using labeled protein.
Пример 2: Волокна из белка шелка паука низкой концентрацииExample 2: Low Concentration Spider Silk Protein Fibers
100 мкл прядильного раствора (10 мг/мл ФИТЦ-С16, 1,0% (масс./об.) ПАА) размещали на предметном стекле микроскопа. Иглу из бесцветного стекла (длиной в 5 см и диаметром в 1 мм) вводили в контакт с прядильным раствором, а после этого отводили рукой от предметного стекла микроскопа при переменных скоростях. Данный способ в результате приводил к вытягиванию волокна из прядильного раствора, при этом качество волокна зависело от использующейся скорости. При скорости вытягивания, составляющей 10 см/сек и более, волокна имели гладкий и однородный внешний вид (фигура 1С). В случае проведения вытягивания при скоростях, меньших, чем пороговая, капли жидкости все еще образовывали покрытие текучего элементарного волокна и сохранялись после осаждения волокна на чистое предметное стекло микроскопа (фигура 1D). При скорости вытягивания, составляющей 10 см/сек и более, имело место получение хорошего волокна.100 μl of dope (10 mg / ml FITC-C 16 , 1.0% (w / v) PAA) was placed on a microscope slide. A needle made of colorless glass (5 cm long and 1 mm in diameter) was brought into contact with a spinning solution, and then it was removed by hand from a microscope slide at variable speeds. This method as a result led to the drawing of the fiber from the dope, while the quality of the fiber depended on the speed used. At a drawing speed of 10 cm / sec or more, the fibers had a smooth and uniform appearance (Figure 1C). In the case of drawing at speeds lower than the threshold, liquid droplets still formed a coating of a flowing elementary fiber and remained after the fiber was deposited on a clean microscope slide (Figure 1D). At a drawing speed of 10 cm / sec or more, good fiber was obtained.
Пример 3: Волокна, вытягиваемые падающей стальной гранулойExample 3: Fibers Drawn by a Falling Steel Pellet
100 мкл прядильного раствора (10 мг/мл C16, 1,0% (масс./об.) ПАА) размещали поблизости от края предметного стекла микроскопа. Между краем и прядильным раствором размещали стальную гранулу диаметром в 1 мм в соприкосновении с прядильным раствором. При удерживании предметного стекла микроскопа рукой стекло слегка наклоняли, вызывая падение гранулы с края. Как это ни удивительно, но падающая гранула вытягивала волокно из прядильного раствора почти так же, как и игла из примера 1. Способ с падением шарика и получением волокна может быть сопоставлен с падением паука, производящего волокно, хотя, очевидно, резервуар с прядильным сиропом находится на различных концах волокна.100 μl of a dope solution (10 mg / ml C 16 , 1.0% (w / v) PAA) was placed near the edge of the microscope slide. Between the edge and the dope was placed a steel granule with a diameter of 1 mm in contact with the dope. While holding the microscope slide with a hand, the glass was slightly tilted, causing the granule to fall from the edge. Surprisingly, the falling granule pulled the fiber from the spinning dope in much the same way as the needle from Example 1. The method of dropping a ball and producing fiber can be compared to the falling of a spider producing fiber, although there is obviously a spinning syrup reservoir at different ends of the fiber.
Пример 4: Внедрение гранул в волокнаExample 4: Embedding Granules in Fibers
В 100 мкл прядильного раствора (10 мг/мл C16, 1,0% (масс./об.) ПАА) диспергировали приблизительно 107/мл продукта Dynabeads (гранул из полистирола или ПС) диаметром в 1 мкм. Иглу из бесцветного стекла (длиной в 5 см и диаметром в 1 мм) вводили в контакт с прядильным раствором, а после этого отводили рукой от предметного стекла микроскопа при скорости, составляющей приблизительно 10 см/сек. Данный способ в результате приводил к вытягиванию из прядильного раствора волокна, включающего гранулы из ПС. Гранулы внедрялись в волокно и распределялись достаточно равномерно (фигура 2). Атомно-силовая микроскопия продемонстрировала покрытие гранул материалом волокна и плотное их соединение с волокном (фигура 3).About 10 7 / ml of Dynabeads product (polystyrene or PS granules) 1 μm in diameter was dispersed in 100 μl of a dope solution (10 mg / ml C 16 , 1.0% (w / v) PAA). A needle made of colorless glass (5 cm long and 1 mm in diameter) was brought into contact with a spinning solution, and then it was retracted by hand from a microscope slide at a speed of approximately 10 cm / sec. This method as a result led to the drawing of fibers from the spinning solution, including granules from PS. The granules were embedded in the fiber and distributed fairly evenly (Figure 2). Atomic force microscopy demonstrated the coating of granules with fiber material and their tight connection with the fiber (Figure 3).
Поскольку данный эксперимент может быть проведен в условиях, соответствующих живым клеткам по температуре, давлению и растворителю, он демонстрирует возможность включения клеток вместо использующихся гранул из ПС, которые имели диаметр, подобный диаметрам многих клеток, например фибробластов.Since this experiment can be carried out under conditions corresponding to living cells in temperature, pressure, and solvent, it demonstrates the possibility of including cells instead of the used granules from PS, which had a diameter similar to the diameters of many cells, for example fibroblasts.
Пример 5: Волокна из зеинаExample 5: Zein Fibers
Зеин представляет собой запасной белок из кукурузы и в качестве материала он использовался в течение десятилетий. Он доступен с разумной чистотой в больших количествах при низкой стоимости (Tsai 1979). 300 мг/мл зеина в 85%-ном этаноле перемешивали с 2% (масс./об.) ПАА, при этом конечная концентрация ПАА составляла 0,5% (масс./об.). 100 мкл данного прядильного раствора размещали на предметном стекле микроскопа. Иглу из бесцветного стекла (длиной в 5 см и диаметром в 1 мм) вводили в контакт с прядильным раствором, а после этого отводили рукой от предметного стекла микроскопа при скорости, составляющей приблизительно 10 см/сек. Данный способ в результате приводил к вытягиванию из прядильного раствора волокна зеина (фигура 4). Такие волокна зеина были нерастворимыми в воде и имели гладкую поверхность. Они, по-видимому, демонстрировали хорошую механическую устойчивость, но были довольно хрупкими и неподатливыми. Волокна зеина могли быть сделаны более податливыми в формальдегидной ванне.Zein is a reserve protein from corn and has been used as a material for decades. It is available with reasonable purity in large quantities at low cost (Tsai 1979). 300 mg / ml zein in 85% ethanol was mixed with 2% (w / v) PAA, with a final concentration of PAA of 0.5% (w / v). 100 μl of this dope was placed on a microscope slide. A needle made of colorless glass (5 cm long and 1 mm in diameter) was brought into contact with a spinning solution, and then it was retracted by hand from a microscope slide at a speed of approximately 10 cm / sec. This method as a result led to the drawing of zein fibers from the spinning solution (Figure 4). Such zein fibers were insoluble in water and had a smooth surface. They apparently showed good mechanical stability, but were quite fragile and unyielding. Zein fibers could be made more pliable in a formaldehyde bath.
Пример 6: Включение в волокна кристаллитовExample 6: Incorporation of crystallites into fibers
В прядильный раствор (10 мг/мл C16, 1,0% (масс./об.) ПАА) в суспензии в виде тонкодисперсного порошка добавляли красители (судановый красный (Sigma 20161-8) или нильский красный (Fluka 72485)). Оба красителя внедрялись в волокна. Оба красителя являются гидрофобными и прочно пристают к гидрофобным белкам шелка паука.Dyes (Sudan red (Sigma 20161-8) or Nile red (Fluka 72485)) were added to a spinning solution (10 mg / ml C 16 , 1.0% (w / v) PAA) in suspension in the form of a fine powder. Both dyes were embedded in the fibers. Both dyes are hydrophobic and adhere firmly to the hydrophobic proteins of spider silk.
Пример 7: Включение в волокна ферментовExample 7: Enzyme Incorporation into Fiber
В волокна (10 мг/мл C16, 1,0% (масс./об.) ПАА) включали флуоресцентные белки, такие как зеленый флуоресцентный белок (GFP). После включения наблюдали яркую флуоресценцию. Это демонстрирует все еще неповрежденность укладки белка (GFP) в волокнах и поэтому и самого белка.Fluorescent proteins such as green fluorescent protein (GFP) were included in the fibers (10 mg / ml C 16 , 1.0% (w / v) PAA). After switching on, bright fluorescence was observed. This demonstrates the still intact protein folding (GFP) in the fibers and therefore the protein itself.
В волокна (10 мг/мл C16, 1,0% (масс./об.) ПАА) включали β-галактозидазу. В результате ферментативной гидролизации происходит гидролиз о-нитрофенил-β-D-галактопиранозида (ОНФГ) с образованием желтого о-нитрофенольного красителя. Устанавливают концентрацию о-нитрофенола для количественного определения активности β-галактозидазы в волокне. Включение ферментов может быть использовано для любых областей применения, в которых требуются ферменты, которые являются достаточно большими для улавливания в волокне при одновременной возможности диффундирования веществ внутрь и наружу.Β-galactosidase was included in the fibers (10 mg / ml C 16 , 1.0% (w / v) PAA). As a result of enzymatic hydrolysis, hydrolysis of o-nitrophenyl-β-D-galactopyranoside (ONPH) occurs with the formation of a yellow o-nitrophenol dye. The concentration of o-nitrophenol is established to quantify the activity of β-galactosidase in the fiber. Enabling enzymes can be used for any application that requires enzymes that are large enough to be trapped in the fiber while allowing diffusion of the substances in and out.
Claims (24)
(a) получения прядильного раствора, содержащего (i) полимер, который может быть введен в водный раствор с концентрацией, составляющей по меньшей мере 0,15 мг/мл, (ii) полиакриламид (ПАА) и (iii) растворитель; и
(b) вытяжки волокна из прядильного раствора или комбинирования экструдирования и вытяжки волокна из прядильного раствора, в результате чего получают волокно.1. A method of spinning fibers from a spinning solution, comprising the steps of:
(a) preparing a spinning solution containing (i) a polymer that can be added to the aqueous solution at a concentration of at least 0.15 mg / ml, (ii) polyacrylamide (PAA) and (iii) a solvent; and
(b) drawing the fiber from the dope, or combining extrusion and drawing the fiber from the dope, resulting in a fiber.
i) GPGXX (SEQ ID NO:3), где X представляет собой любую аминокислоту, предпочтительно в каждом случае независимо выбираемую из A, S, G, Y, Р, N и Q;
ii) GGX, где Х представляет собой любую аминокислоту, предпочтительно в каждом случае независимо выбираемую из Y, Р, R, S, А, Т, N и Q; и
iii) Ax, где х представляет собой целое число в диапазоне от 5 до 10.3. The method according to claim 2, where the silk polypeptide includes at least two identical repeating units, each of which includes at least one consensus sequence selected from the group consisting of:
i) GPGXX (SEQ ID NO: 3), where X is any amino acid, preferably in each case independently selected from A, S, G, Y, P, N and Q;
ii) GGX, where X is any amino acid, preferably in each case independently selected from Y, P, R, S, A, T, N and Q; and
iii) A x , where x is an integer in the range from 5 to 10.
(ii) в качестве каркасного материала для тканевой инженерии и выращивания искусственных органов и/или (iii) при заживлении ран.23. The use of claim 22, wherein one or more cells is used (i) in a screening study of cells to detect one or more cellular functions;
(ii) as a framework material for tissue engineering and the cultivation of artificial organs; and / or (iii) for wound healing.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EPPCT/EP2010/001694 | 2010-03-17 | ||
PCT/EP2010/001694 WO2011113446A1 (en) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | Method for production of polypeptide containing fibres |
PCT/EP2011/001307 WO2011113592A1 (en) | 2010-03-17 | 2011-03-16 | Method for production of polymer containing fibres |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012144053A RU2012144053A (en) | 2014-04-27 |
RU2545331C2 true RU2545331C2 (en) | 2015-03-27 |
Family
ID=43035008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012144053/05A RU2545331C2 (en) | 2010-03-17 | 2011-03-16 | Method of obtaining polymer-containing fibres |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20130172478A1 (en) |
AU (1) | AU2011229482B2 (en) |
CA (1) | CA2789647C (en) |
RU (1) | RU2545331C2 (en) |
WO (2) | WO2011113446A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2769982C2 (en) * | 2016-04-28 | 2022-04-12 | Спайбер Инк. | Modified fibroin |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012165476A1 (en) | 2011-06-01 | 2012-12-06 | スパイバー株式会社 | Artificial polypeptide fiber and method for producing same |
EP2868782B1 (en) * | 2012-06-28 | 2020-07-15 | Spiber Inc. | Spun-dyed protein fiber and method for producing same |
EP3973992A3 (en) | 2013-09-17 | 2022-08-31 | Bolt Threads, Inc. | Methods and compositions for synthesizing improved silk fibers |
US9907815B2 (en) * | 2013-11-21 | 2018-03-06 | The University Of Akron | Method for preparation of filaments of poly(α-lipoic acid) polymers |
JP2018512407A (en) * | 2015-03-16 | 2018-05-17 | ボルト スレッズ インコーポレイテッド | Improved silk fiber |
CN107849100B (en) | 2015-04-09 | 2022-02-08 | 丝芭博株式会社 | Polar solvent solution and method for producing same |
CN107735406A (en) | 2015-04-09 | 2018-02-23 | 丝芭博株式会社 | Polar solvent solution and its manufacture method |
WO2016201369A1 (en) | 2015-06-11 | 2016-12-15 | Bolt Threads, Inc. | Recombinant protein fiber yarns with improved properties |
JP6956066B2 (en) | 2015-07-14 | 2021-10-27 | エボルブド バイ ネイチャー, インコーポレイテッド | Silk performance garments and products, and how to manufacture them |
KR102751752B1 (en) * | 2015-08-10 | 2025-01-09 | 시비스 머테리얼 사이언스 리미티드 | Composition and method for producing synthetic dragline spider silk |
JP2018159137A (en) | 2015-08-20 | 2018-10-11 | 国立研究開発法人理化学研究所 | Method for producing polypeptide fiber having spider-like structure |
JP6848173B2 (en) * | 2015-10-09 | 2021-03-24 | 東レ株式会社 | Fiber-containing crystals, method for producing fiber-containing crystals, equipment for producing fiber-containing crystals, and chemical soaking equipment |
BR112018016472A2 (en) | 2016-02-11 | 2020-06-23 | Seevix Material Sciences Ltd. | COMPOUND MATERIALS THAT UNDERSTAND SYNTHETIC SAFETY SPIDER SILK. |
AU2017257942A1 (en) * | 2016-04-28 | 2018-08-23 | Kojima Industries Corporation | Modified fibroin |
EP3469121A4 (en) | 2016-06-10 | 2020-01-08 | Bolt Threads, Inc. | Recombinant protein fiber yarns with improved properties |
JP7088511B2 (en) * | 2016-08-19 | 2022-06-21 | 国立研究開発法人理化学研究所 | Composite molding composition containing fibroin-like protein and method for producing the same |
CA3035839A1 (en) | 2016-09-14 | 2018-03-22 | Bolt Threads, Inc. | Long uniform recombinant protein fibers |
DE102016222480B4 (en) * | 2016-11-16 | 2020-02-13 | Adidas Ag | Garment that has spider silk or shoe that has spider silk and a corresponding manufacturing process |
JP6337252B1 (en) * | 2017-03-10 | 2018-06-06 | Spiber株式会社 | High shrinkage artificial fibroin fiber, method for producing the same, and method for shrinking artificial fibroin fiber |
JP2020097796A (en) * | 2017-03-10 | 2020-06-25 | Spiber株式会社 | Artificial fibroin fiber |
BR112020001627A2 (en) * | 2017-07-26 | 2020-07-21 | Spiber Inc. | modified fibroin, nucleic acid, expression vector, host, product, artificially modified fibroin fiber, and method for producing an artificially modified fibroin fiber. |
JP2021080572A (en) * | 2018-01-31 | 2021-05-27 | Spiber株式会社 | Fabrication method of oiling-agent-adhesion-protein crimped fiber |
EP3779000A4 (en) * | 2018-04-03 | 2021-12-29 | Spiber Inc. | Composite fibers and method for manufacturing same |
EP3808882B1 (en) * | 2018-04-03 | 2025-04-30 | Hasetora Spinning Co., Ltd. | Blended yarn, knitted/woven body of same, and method for manufacturing said knitted/woven body |
CA3107153A1 (en) | 2018-08-10 | 2020-02-13 | Bolt Threads, Inc. | Composition for a molded body |
CN113136635A (en) * | 2021-04-20 | 2021-07-20 | 徐建平 | Corn peptide fiber, preparation method and application thereof |
EP4252549A1 (en) | 2022-03-28 | 2023-10-04 | Mirai Foods AG | Methods and compositions for the preparation of fibrous muscle bundles for cultivated meat production |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2201765C2 (en) * | 1995-10-25 | 2003-04-10 | Транскариотик Терапиз, Инк. | Hybrid matrix implants and explants |
EP1462548A1 (en) * | 2002-01-04 | 2004-09-29 | Guanqi Li | Phytoprotein synthetic fibre and the method of making the same |
RU2008131298A (en) * | 2005-12-30 | 2010-02-10 | Спибер Текнолоджиз Аб (Se) | PROTEINS OF SPIDER SILK AND METHODS FOR PRODUCING PROTEINS OF SPIDER SILK |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003057727A1 (en) | 2002-01-11 | 2003-07-17 | Nexia Biotechnologies, Inc. | Methods of producing silk polypeptides and products thereof |
AU2003202949A1 (en) * | 2002-01-11 | 2003-07-30 | Ali Alwattari | Methods and apparatus for spinning spider silk protein |
AU2003249366A1 (en) * | 2002-06-24 | 2004-01-06 | Tufts University | Silk biomaterials and methods of use thereof |
PL1773875T3 (en) | 2004-07-22 | 2015-03-31 | Amsilk Gmbh | Recombinant spider silk proteins |
CN100420777C (en) * | 2005-02-05 | 2008-09-24 | 李官奇 | Protein fiber spinning dope capable of absorbing wave, shielding and absorbing heat, and its preparing method |
AU2006286753B2 (en) | 2005-08-29 | 2011-08-18 | Amsilk Gmbh | Modified spider silk proteins |
CN100540760C (en) * | 2006-12-12 | 2009-09-16 | 新华锦集团有限公司 | A modified polyacrylonitrile fiber and its production method and application |
CN101855239B (en) | 2007-06-20 | 2013-11-06 | 巴斯夫欧洲公司 | Synthetic repetitive proteins, the production and use thereof |
WO2010057142A2 (en) * | 2008-11-17 | 2010-05-20 | Trustees Of Tufts College | Surface modification of silk fibroin matrices with poly(ethylene glycol) useful as anti adhesion barriers and anti thrombotic materials |
-
2010
- 2010-03-17 WO PCT/EP2010/001694 patent/WO2011113446A1/en active Application Filing
-
2011
- 2011-03-16 AU AU2011229482A patent/AU2011229482B2/en active Active
- 2011-03-16 US US13/634,484 patent/US20130172478A1/en not_active Abandoned
- 2011-03-16 WO PCT/EP2011/001307 patent/WO2011113592A1/en active Application Filing
- 2011-03-16 RU RU2012144053/05A patent/RU2545331C2/en active
- 2011-03-16 CA CA2789647A patent/CA2789647C/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2201765C2 (en) * | 1995-10-25 | 2003-04-10 | Транскариотик Терапиз, Инк. | Hybrid matrix implants and explants |
EP1462548A1 (en) * | 2002-01-04 | 2004-09-29 | Guanqi Li | Phytoprotein synthetic fibre and the method of making the same |
RU2008131298A (en) * | 2005-12-30 | 2010-02-10 | Спибер Текнолоджиз Аб (Se) | PROTEINS OF SPIDER SILK AND METHODS FOR PRODUCING PROTEINS OF SPIDER SILK |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2769982C2 (en) * | 2016-04-28 | 2022-04-12 | Спайбер Инк. | Modified fibroin |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011113446A1 (en) | 2011-09-22 |
CA2789647C (en) | 2016-04-26 |
WO2011113592A1 (en) | 2011-09-22 |
RU2012144053A (en) | 2014-04-27 |
US20130172478A1 (en) | 2013-07-04 |
AU2011229482B2 (en) | 2015-05-07 |
CA2789647A1 (en) | 2011-09-22 |
AU2011229482A1 (en) | 2012-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2545331C2 (en) | Method of obtaining polymer-containing fibres | |
Rammensee et al. | Rheological characterization of hydrogels formed by recombinantly produced spider silk | |
US11248120B2 (en) | Methods for producing high toughness silk fibres | |
Hakimi et al. | Spider and mulberry silkworm silks as compatible biomaterials | |
JP5128943B2 (en) | Recombinant spider silk protein | |
Saravanan | Spider silk-structure, properties and spinning | |
Mandal et al. | Biospinning by silkworms: silk fiber matrices for tissue engineering applications | |
Römer et al. | The elaborate structure of spider silk: structure and function of a natural high performance fiber | |
Rising et al. | Biological materials processing: time-tested tricks for sustainable fiber fabrication | |
US8097583B2 (en) | Proteins of natural origin and materials made therefrom | |
Mandal et al. | Non‐bioengineered silk gland fibroin protein: Characterization and evaluation of matrices for potential tissue engineering applications | |
Hsia et al. | Spider silk composites and applications | |
Debabov et al. | Recombinant spidroins as the basis for new materials | |
EP3334754B1 (en) | Compositions and methods for fabricating synthetic dragline spider silk | |
WO2015127711A1 (en) | Preparation method and use of sericin hydrogel | |
Zhou et al. | Evaluation of the potential of chimeric spidroins/poly (L-lactic-co-ε-caprolactone)(PLCL) nanofibrous scaffolds for tissue engineering | |
AU2018351873B2 (en) | Single alpha chain collagens | |
EP2547810B1 (en) | Method for production of polypeptide containing fibres | |
CN111094326A (en) | Method for producing a concentrated binding phase of a silk fusion protein | |
Breslauer et al. | 9.04-Silks | |
Yazawa et al. | Wild silkworm cocoon waste conversion into tough regenerated silk fibers by solution spinning | |
Guo | Insect and animal-originated fibres: silk and wool | |
WO2003069033A1 (en) | α-HELICAL PROTEIN BASED MATERIALS AND METHODS FOR MAKING SAME | |
Mukhopadhyay et al. | Spider silk–Providing new insights in the field of high performance materials | |
Heidebrecht | Production and characterization of artificial spider silk fibers with the same toughness as natural dragline silk fibers |