Genetic Engineering von Spinnenseidenproteinen und ihre Produktion in Pflanzen ein neuer Weg zu maßgeschneiderten Schichtmaterialien

Über das gentechnische Design neuer Spinnenseidenproteine und die anschließende material-physikalische Charakterisierung abgeschiedener Schichten soll erstmals der Zusammenhang zwi­schen Aminosäuresequenz und Blockcopolymerstruktur rekombinanter Spinnenseiden­proteine und den werkstoffphysikalischen Eigen­schaften von Schichten und Membranen aus solchen Proteinen untersucht werden.  Die Unter­suchungen werden an aus den Proteinsequenzen von Spinnenseidenpro­teinen (MaSpI, MaSpII, FLAG) abgeleiteten rekombinanten Proteinen, zu denen die Di und Trimere - ebenso gehören wie ELP-Fusionsproteine, durchgeführt. Der geplante und gezielte Einbau von e-Lysyl­gruppen und Glutaminresten wird die Möglichkeit zur enzymatischen Quer­vernetzung und Ketten­verlän­gerung eröffnen. Mit dem gleichen Ziel werden C-terminale nichtrepetitive Sequenzen angefügt. Die Expres­sion erfolgt zunächst transient nach Agroinfiltration. Gereinigte Proben (Inverse Transition Cycling, Immunaffinitätschromatografie) werden durch Rasterkraftmikroskopie und Nanointendation analysiert. Ausgewählte Kandidaten werden anschlie­ßend aus stabil transformierten Tabaklinien gereinigt und materialwissenschaftlich untersucht. Auf diese Weise sol­len die Zusammenhänge zwischen Primär­struktur des Spinnenseidenproteins, den  Abschei­dungs­bedingungen und der Sekundärstruktur der Proteinmoleküle in der Schicht sowie zwi­schen der Verteilung der Proteinkonformationen und den werkstoffphysikalischen, insbesondere den werkstoffmecha­nischen Eigenschaften auf­geklärt werden.