Чому шовковий павук такий гнучкий
Біологи з Вюрцбурзького університету виявили, що амінокислота робить білки шовку в прядильній нитці пластичними.
Шовк-павук - за своєю вагою - більш стійкий до розривів і розтягується, ніж синтетичні волокна, виготовлені з кевлару або вуглецю. Він давно відтворюється промисловим способом і використовується як матеріал - від авіабудування або текстильної промисловості до медицини. Однак, що надає білкам шовку їх особливих властивостей, досі не було повністю зрозуміло. Біотехнологи та біофізики з Вюрцбурзького університету імені Юлія Максиміліана (JMU) зараз повідомляють у журналі "Nature Communications", що занижена амінокислота, швидше за все, зіграє ключову роль.
Метіонін є більш функціональним, ніж очікувалося
Все життя базується на 20 амінокислотах, з яких складаються білки. Амінокислоти утворюють ланцюги, які завдяки властивостям та послідовностям відповідних амінокислот об'єднуються, утворюючи окремі просторові структури. Лише тоді виникає визначена функція відповідного білка. Порівняно рідкісною амінокислотою є метіонін. "Молекулярні біологи та білкові вчені до цього часу приділяли цьому мало уваги", - повідомляє Ганнес Нойвайлер, приват-викладач кафедри біотехнології та біофізики JMU. "На сьогоднішній день бічному ланцюгу метіоніну було призначено лише низький функціональний потенціал у білках".
Гнучкість амінокислоти передається білку
Про метіонін відомо, що молекула має механічно дуже гнучку область порівняно з іншими амінокислотами. Зараз дослідники виявили, що білки шовкового павука накопичили велику кількість метіоніну на одному з їх кінців. Таким чином, гнучкість амінокислоти переноситься на всю область білка. "Як ключ, який пристосовує свою форму до свого замка, домени білків шовку переробляються і точно і міцно пов'язані між собою", - пояснює Нойвайлер, пояснюючи, як структура шовкового павука є одночасно твердою і гнучкою.
Налаштуйте штучний шовковий павук метіоніном
"Своєю роботою ми хочемо зробити фундаментальний внесок у розуміння взаємозв'язку між структурою, динамікою та функцією білків", - каже біолог. Виробники штучного шовкового павука тепер можуть експериментувати з вмістом метіоніну в білках, щоб адаптувати властивості матеріалу. Дослідники припускають, що також можна використовувати метіонін спеціально, щоб надати абсолютно різним білкам нові властивості. Вони хочуть спробувати це на собі на наступному кроці, а також порівняти, як метіонін впливає на їх шовк для різних видів павуків і прядок.