A recombinant chimeric spider pyriform-aciniform silk with highly tunable mechanical performance
Notice bibliographique
Résumé
Spider silks are natural protein-based biomaterials which are renowned for their mechanical properties and hold great promise for applications ranging from high-performance textiles to the regenerative medicine. While some spiders can produce several different types of silks, most spider silk types – including pyriform and aciniform silks – are relatively unstudied. Pyriform and aciniform silks have distinct mechanical behavior and physicochemical properties, with materials produced using combinations of these silks currently unexplored. Here, we introduce an engineered chimeric fusion protein consisting of two repeat units of pyriform (Py) silk followed by two repeat units of aciniform (W) silks named as Py2W2. This recombinant ∼86.5 kDa protein is amenable to expression and purification from Escherichia coli and exhibits high α-helicity in a fluorinated acid- and alcohol-based solution used to form a dope for wet-spinning. Wet-spinning enables continuous fiber production and post-spin stretching of the wet-spun fibers in air or following submersion in water or ethanol leads to increases in optical anisotropy, consistent with increased molecular alignment along the fiber axis. Mechanical properties of the fibers vary as a function of post-spin stretching condition, with the highest extensibility and strength observed in air-stretched and ethanol-treated fibers, respectively, with mechanics being superior to fibers spun from either constituent protein alone. Notably, the maximum extensibility obtained (∼157 ± 38%) is of the same magnitude reported natural flagelliform silks, the class of spider silk most associated with being stretchable. Interestingly, Py2W2 is also water-compatible, unlike its constituent Py2. Fiber-state secondary structure correlates well with the observed mechanical properties, with depleted α-helicity and increased β-sheet content in cases of increased strength. Py2W2 fibers thus provide enhanced materials behavior in terms of their mechanics, tunability, and fiber properties, providing new directions for design and development of biomaterials suitable and tunable for disparate applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».