La fibroína es una proteína insoluble presente en la seda producida por numerosos insectos, como las larvas de Bombyx mori , y otros géneros de polillas como Antheraea , Cricula , Samia y Gonometa . La seda en su estado crudo consta de dos proteínas principales, sericina y fibroína, con una capa similar a un pegamento de sericina que recubre dos filamentos singulares de fibroína llamados brins. [1] [2] [3] La fibroína de la seda se considera una β- queratina relacionada con las proteínas que forman el cabello, la piel, las uñas y los tejidos conectivos.
El gusano de seda produce fibroína con tres cadenas: la ligera, la pesada y la glicoproteína P25. Las cadenas pesada y ligera están unidas por un enlace disulfuro, y la P25 se asocia con las cadenas pesada y ligera unidas por enlaces disulfuro mediante interacciones no covalentes. La P25 desempeña un papel importante en el mantenimiento de la integridad del complejo. [4]
La proteína fibroína pesada está formada por capas de láminas beta antiparalelas . Su estructura primaria está formada principalmente por la secuencia recurrente de aminoácidos ( Gly - Ser -Gly- Ala -Gly-Ala) n . El alto contenido de glicina (y, en menor medida, de alanina) permite un empaquetamiento compacto de las láminas, lo que contribuye a la estructura rígida y la resistencia a la tracción de la seda. Una combinación de rigidez y tenacidad la convierten en un material con aplicaciones en varias áreas, incluidas la biomedicina y la fabricación de textiles .
Se sabe que la fibroína se organiza en tres estructuras, llamadas seda I, II y III. La seda I es la forma natural de la fibroína, tal como la emiten las glándulas de seda de Bombyx mori . La seda II se refiere a la disposición de las moléculas de fibroína en la seda hilada, que tiene mayor resistencia y se utiliza a menudo en diversas aplicaciones comerciales. La seda III es una estructura de fibroína recién descubierta. [5] La seda III se forma principalmente en soluciones de fibroína en una interfaz (es decir, interfaz aire-agua, interfaz agua-aceite, etc.).
Aunque la fibroína de seda se ha utilizado durante milenios en la industria textil, en los últimos 20 años se ha vuelto muy popular en la ciencia de los materiales. Esta popularidad se debe al descubrimiento de que la fibroína de seda (en particular la de Bombyx mori) se puede volver a disolver en soluciones de sales caotrópicas como el cloruro de calcio o el bromuro de litio. [6] [7] Este proceso produce una solución acuosa similar a la que se encuentra en la glándula del gusano de seda, que luego se puede utilizar para crear varios tipos de materiales.
Muchas especies de bacterias Amycolatopsis y Saccharotrix son capaces de degradar tanto la fibroína de seda como el ácido poliláctico . [8]