Защо паяковата коприна е толкова гъвкава

Биолози от университета във Вюрцбург откриха, че аминокиселината прави копринените протеини във въртящата се нишка пластични.

паяковата

Спайк коприната е - по отношение на теглото си - по-устойчива на разкъсване и разтегливост от синтетичните влакна, изработени от кевлар или въглерод. Отдавна се възпроизвежда индустриално и се използва като материал, от самолетостроенето или текстилната индустрия до медицината. Какво обаче придава на копринените протеини техните специални свойства, досега не беше напълно изяснено. Биотехнолози и биофизици от университета на Юлий Максимилианс Вюрцбург (JMU) сега съобщават в списание "Nature Communications", че подценяваната аминокиселина вероятно ще играе ключова роля.

Метионинът е по-функционален от очакваното

Целият живот се основава на 20-те аминокиселини, които изграждат протеините. Аминокиселините образуват вериги, които поради свойствата и последователностите на съответните аминокиселини се комбинират, за да образуват отделни пространствени структури. Едва тогава възниква определената функция на съответния протеин. Сравнително рядка аминокиселина е метионинът. "Досега молекулярните биолози и протеинови учени не му обръщат малко внимание", съобщава Ханес Нойвайлер, частен преподавател в катедрата по биотехнологии и биофизика в JMU "Към днешна дата страничната верига на метионин има само нисък функционален потенциал в протеините."

Гъвкавостта на аминокиселината се прехвърля върху протеина

За метионин е известно, че молекулата има механично много гъвкава площ в сравнение с останалите аминокиселини. Сега изследователите са установили, че протеините от копринена паяк са натрупали голямо количество метионин в единия си край. По този начин гъвкавостта на аминокиселината се пренася върху цялата протеинова зона. „Подобно на ключ, който адаптира формата си към ключалката си, домейните на копринените протеини се преоформят и са прецизно и здраво свързани помежду си“, обяснява Нойвайлер, обяснявайки как структурата на паяковата коприна е едновременно твърда и гъвкава.

Регулирайте изкуствената паякова коприна с метионин

„С нашата работа искаме да направим основен принос за разбирането на връзката между структурата, динамиката и функцията на протеините“, обяснява биологът. Производителите на изкуствена коприна от паяк вече могат да експериментират със съдържанието на метионин в протеините, за да адаптират свойствата на материала. Изследователите предполагат, че също така е възможно да се използва метионин специално, за да придаде на напълно различни протеини нови свойства. Те искат да изпробват това за себе си в следващата стъпка и също така да сравнят как метионинът влияе върху тяхната коприна за различни видове паяци и въртележки.