Ученые поняли молекулярную структуру паутины
Исследователи из Вюрцбургского университета им. Юлиуса и Максимилиан (JMU) определили новые молекулярные детали в структуре паутины, отвечающие за ее свойства. Проект может приблизить ученых к созданию идентичных синтетических аналогов этого натурального продукта.
Результаты проекта, проведенного под руководством доктора Ханнеса Нойвайлера, представлены в Nature Communications. Паутина давно привлекала ученых из-за своей легкости, прочности и биоразлагаемости. Материал имеет потенциал в авиации, медицине, текстильной и других промышленностях.
«Шелковые волокна состоят из белковых элементов, спидроинов, формирующих нить в паутинной железе, — объяснил лидер исследования. – Наконечники этих блоков играют специальную роль в процессе. Концы спидроинов содержат N- и C- конечные домены».
Эти структуры соединяют протеины. В исследовании Нойвайлер с коллегами подробнее взглянули на С-конечный домен. Он соединяет 2 спидроина путем формирования своеобразного зажима.
«Мы выяснили, что этот элемент самособирается двумя дискретными шагами. В первом соединяются два конца цепи. В ходе второго образуются нестабильные спирали на периферии домена», — объяснил Нойвайлер.
Ранее ученые не знали об этом процессе. Известно, что растягивание паутины ведет к раскручиванию спиралей. Но прошлые работы сосредотачивались на изучении этого процесса в центральном сегменте спидроинов. Теперь исследователи предположили, что С-домен также способствует растяжимости материала.
Специалисты рассмотрели белковые компоненты нитей пауков-нянек Euprosthenops australis. Они генетически модифицировали отдельные соединения в блоках и химически изменили протеиновую структуру флуоресцентными пигментами. Взаимодействие света и растворимых белков указало на то, что домен собирается в 2 дискретных шага.
Нойвайлер описал результат как «вклад в наше понимание молекулярной структуры, формирования и механических свойств паутины». Он может помочь материаловедам воссоздать продукт в лаборатории. Сейчас для этих целей уже используются модифицированные и синтетические спидроины.
«Манипулируя С-доменом, материаловеды смогут менять эластичность и другие характеристики волокна», — подытожил специалист.
Материалы партнеров:
Читайте другие новости:
Читайте также