Biomimetic Fibers Made of Recombinant Spidroins with the Same Toughness as Natural Spider Silk

Advanced Materials

Volumn 27, Issue 13, 2015, Pages 2189-2194

  Heidebrecht, Aniela ^a   Eisoldt, Lukas ^a   Diehl, Johannes ^a   Schmidt, Andreas ^a   Geffers, Martha ^a   Lang, Gregor ^a   Scheibel, Thomas ^a  

^a UNIVERSITY OF BAYREUTH   (Germany)

Author keywords

biomimetic materials; phase separation; spider silk; toughness

Indexed keywords

BIOMIMETIC MATERIALS; BIOMIMETICS; FIBERS; PHASE SEPARATION; SELF ASSEMBLY; SILK; TOUGHNESS;

CARBOXY-TERMINAL DOMAINS; MOLECULAR DESIGN; SPIDER SILKS; SPIDROINS; SPINNING DOPES;

SPINNING (FIBERS);

SEPARATION; SILK; SPINNING;

BIOLOGICAL PRODUCT; BIOMIMETIC MATERIAL; FIBROIN; RECOMBINANT PROTEIN;

ANIMAL; CHEMISTRY; MECHANICS; SPIDER;

ANIMALS; BIOLOGICAL PRODUCTS; BIOMIMETIC MATERIALS; FIBROINS; MECHANICAL PROCESSES; RECOMBINANT PROTEINS; SPIDERS;

EID: 84926297393     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201404234     Document Type: Article

References (49)

1. A. Sponner, W. Vater, S. Monajembashi, E. Unger, F. Grosse, K. Weisshart, PLoS One 2007, 2, e998.
2. C. Y. Hayashi, N. H. Shipley, R. V. Lewis, Int. J. Biol. Macromol. 1999, 24, 271.
3. a) P. A. Guerette, D. G. Ginzinger, B. H. Weber, J. M. Gosline, Science 1996, 272, 112
4. b) K. W. Sanggaard, J. S. Bechsgaard, X. Fang, J. Duan, T. F. Dyrlund, V. Gupta, X. Jiang, L. Cheng, D. Fan, Y. Feng, L. Han, Z. Huang, Z. Wu, L. Liao, V. Settepani, I. B. Thogersen, B. Vanthournout, T. Wang, Y. Zhu, P. Funch, J. J. Enghild, L. Schauser, S. U. Andersen, P. Villesen, M. H. Schierup, T. Bilde, J. Wang, Nat. Commun. 2014, 5, 1.
5. M. B. Hinman, R. V. Lewis, J. Biol. Chem. 1992, 267, 19320.
6. N. A. Ayoub, J. E. Garb, R. M. Tinghitella, M. A. Collin, C. Y. Hayashi, PLoS One 2007, 2, e514.
7. a) G. C. Candelas, J. Cintron, J. Exp. Zool. 1981, 216, 1
8. b) C. Jackson, J. P. O'Brien, Macromolecules 1995, 28, 5975.
9. B. L. Thiel, C. Viney, Science 1996, 273, 1480.
10. a) J. Perez-Rigueiro, M. Elices, G. R. Plaza, G. V. Guinea, Macromolecules 2007, 40, 5360
11. b) A. Sponner, E. Unger, F. Grosse, K. Weisshart, Nat. Mater. 2005, 4, 772.
12. a) A. E. Brooks, H. B. Steinkraus, S. R. Nelson, R. V. Lewis, Biomacromolecules 2005, 6, 3095
13. b) Y. Liu, A. Sponner, D. Porter, F. Vollrath, Biomacromolecules 2008, 9, 116
14. c) K. Ohgo, T. Kawase, J. Ashida, T. Asakura, Biomacromolecules 2006, 7, 1210.
15. C. Y. Hayashi, R. V. Lewis, J. Mol. Biol. 1998, 275, 773.
16. a) R. J. Challis, S. L. Goodacre, G. M. Hewitt, Insect Mol. Biol. 2006, 15, 45
17. b) M. Hedhammar, A. Rising, S. Grip, A. S. Martinez, K. Nordling, C. Casals, M. Stark, J. Johansson, Biochemistry 2008, 47, 3407
18. c) A. Rising, G. Hjalm, W. Engstrom, J. Johansson, Biomacromolecules 2006, 7, 3120.
19. D. Huemmerich, C. W. Helsen, S. Quedzuweit, J. Oschmann, R. Rudolph, T. Scheibel, Biochemistry 2004, 43, 13604.
20. a) G. Askarieh, M. Hedhammar, K. Nordling, A. Saenz, C. Casals, A. Rising, J. Johansson, S. D. Knight, Nature 2010, 465, 236
21. b) L. Eisoldt, A. Smith, T. Scheibel, Mater. Today 2011, 14, 80.
22. L. Eisoldt, J. G. Hardy, M. Heim, T. R. Scheibel, J. Struct. Biol. 2010, 170, 413.
23. L. Eisoldt, C. Thamm, T. Scheibel, Biopolymers 2012, 97, 355.
24. F. Hagn, L. Eisoldt, J. G. Hardy, C. Vendrely, M. Coles, T. Scheibel, H. Kessler, Nature 2010, 465, 239.
25. a) D. P. Knight, F. Vollrath, Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. B 2002, 357, 219
26. b) F. N. Braun, C. Viney, Int. J. Biol. Macromol. 2003, 32, 59.
27. L. Onsager, Ann. Ny. Acad. Sci. 1949, 51, 627.
28. D. P. Knight, F. Vollrath, Naturwissenschaften 2001, 88, 179.
29. P. Papadopoulos, J. Sölter, F. Kremer, Eur. Phys. J. E: Soft Matter Biol. Phys. 2007, 24, 193.
30. a) F. Hagn, C. Thamm, T. Scheibel, H. Kessler, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 310
31. b) F. Hagn, C. Thamm, T. Scheibel, H. Kessler, Angew. Chem. 2011, 123, 324.
32. N. Kronqvist, M. Otikovs, V. Chmyrov, G. Chen, M. Andersson, K. Nordling, M. Landreh, M. Sarr, H. Jornvall, S. Wennmalm, J. Widengren, Q. Meng, A. Rising, D. Otzen, S. D. Knight, K. Jaudzems, J. Johansson, Nat. Commun. 2014, 5, 3254.
33. A. Heidebrecht, T. Scheibel, Adv. Appl. Microbiol. 2013, 82, 115.
34. S. Arcidiacono, C. M. Mello, M. Butler, E. Welsh, J. W. Soares, A. Allen, D. Ziegler, T. Laue, S. Chase, Macromolecules 2002, 35, 1262.
35. a) M. Humenik, T. Scheibel, ACS Nano 2014, 8, 1342
36. b) K. Schacht, T. Jüngst, M. Schweinlin, A. Ewald, J. Groll, T. Scheibel, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, DOI: 10.1002/ange.201409846.
37. a) J. H. Exler, D. Hummerich, T. Scheibel, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 3559
38. b) J. H. Exler, D. Hummerich, T. Scheibel, Angew. Chem. 2007, 119, 3629.
39. K. Schacht, T. Scheibel, Biomacromolecules 2011, 12, 2488.
40. M. Humenik, M. Magdeburg, T. Scheibel, J. Struct. Biol. 2014, 186, 431.
41. F. Teule, W. A. Furin, A. R. Cooper, J. R. Duncan, R. V. Lewis, J. Mater. Sci. 2007, 42, 8974.
42. N. Du, X. Y. Liu, J. Narayanan, L. Li, M. L. M. Lim, D. Li, Biophys. J. 2006, 91, 4528.
43. C. Viney, A. E. Huber, D. L. Dunaway, K. Kerkam, S. T. Case, in Silk Polymers. Materials Science and Biotechnology, (Eds:, D. L. Kaplan, W. W. Adams, B. Farmer, C. Viney,) American Chemical Society, Washington D.C. 1994, pp. 120-136.
44. C. Riekel, B. Madsen, D. Knight, F. Vollrath, Biomacromolecules 2000, 1, 622.
45. T. Ohta, Polym. Eng. Sci. 1983, 23, 697.
46. a) T. A. Hancock, J. E. Spruiell, J. L. White, J. Appl. Polym. Sci. 1977, 21, 1227
47. b) P. Gupta, C. Elkins, T. E. Long, G. L. Wilkes, Polymer 2005, 46, 4799.
48. a) T. R. Butt, S. C. Edavettal, J. P. Hall, M. R. Mattern, Protein Expression Purif. 2005, 43, 1
49. b) J. G. Marblestone, S. C. Edavettal, Y. Lim, P. Lim, X. Zuo, T. R. Butt, Protein Sci. 2006, 15, 182.