随着高分子科学的发展,人们发现力学性能最好的纤维是蜘蛛丝,而蜘蛛丝也是非生理活性的结构蛋白质类高分子。国际上对蜘蛛丝这类超级纤维的研究非常重视,人们通常认为蚕丝的力学性能不如蜘蛛丝的原因是蚕丝和蜘蛛丝蛋白的一级结构差别很大。
蜘蛛丝是一种超级纤维,在高温时也非常稳定,在一定条件下还能成为导体和磁体。蜘蛛丝纤细人所皆知,但这种看似弱不禁风的细丝竟是当今世界上韧性最好的纤维,蜘蛛丝的韧性是在大自然中经过4000多万年的进化而获得的,蜘蛛丝的抗拉强度超过了钢丝,相对于它的直径来说,蜘蛛丝具有令人难以置信的韧性。蜘蛛蛋白丝的抗拉强度达到400000磅/平方英寸,是钢丝的10倍,是芳族聚酸胺纤维的3.5倍。蜘蛛丝的这种优良性能被人们用于制造手术缝合线、防弹衣等产品,而且人造丝能够自然降解,不会污染环境。
加拿大一家名为Nexia的生物技术公司即将生产一种高性能蛋白-蜘蛛丝蛋白,它是来自转基因非洲矮山羊所产含有重组蜘蛛丝蛋白的奶中。研究人员将蜘蛛体内控制产生蜘蛛丝蛋白的基因转移到非洲矮山羊受精卵的核内,培养出转基因山羊,这种转基因的母山羊在发育成熟后产出的羊奶中便含有蜘蛛丝蛋白,然后在羊奶中加入特殊的溶剂就能抽出与真正蜘蛛丝相媲美的纤维。而这种蜘蛛丝纤维在机械强度上可以与真正的蜘蛛丝相比,同样具有天然蜘蛛丝的韧性。
第一只转基因非洲矮山羊是在1998年获得的,在2000年1月获得了第一对转基因非洲矮山羊。采用早繁殖、早泌乳技术,使转基因非洲矮山羊在18月龄就产奶。在实验室已经少量生产出重组蜘蛛丝纤维,该公司已经拥有3 个农场培育这种转基因山羊,这种山羊所产的奶含有2-10克/升重组丝蛋白。该公司的近期目标是生产足够数量的重组蜘蛛丝蛋白奶,达到小规模商业生产的目的。 |
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