De ce mătasea de păianjen este atât de flexibilă
Bioscienții de la Universitatea din Würzburg au descoperit că un aminoacid face maleabil proteinele de mătase din firul de filare.
Mătasea de păianjen este - în raport cu greutatea sa - mai rezistentă la rupere și mai extensibilă decât fibrele sintetice din Kevlar sau carbon. A fost mult timp reprodus industrial și folosit ca material, de la construcția avioanelor sau industria textilă până la medicină. Totuși, ceea ce conferă proteinelor de mătase proprietățile lor speciale nu a fost pe deplin înțeles până acum. Biotehnologii și biofizicienii de la Universitatea Julius Maximilians din Würzburg (JMU) raportează acum în revista „Nature Communications” că un aminoacid subestimat joacă probabil un rol cheie.
Metionina este mai funcțională decât se aștepta
Toată viața se bazează pe cei 20 de aminoacizi care alcătuiesc proteinele. Aminoacizii formează lanțuri care, pe baza proprietăților și secvențelor respectivilor aminoacizi, se combină pentru a forma structuri spațiale individuale. Abia atunci apare funcția definită a proteinei respective. Un aminoacid relativ rar este metionina. „Biologii moleculari și oamenii de știință ai proteinelor au acordat până acum o atenție redusă”, relatează Hannes Neuweiler, lector privat la Departamentul de Biotehnologie și Biofizică de la JMU. Pana in prezent, lantului lateral al metioninei i s-a atribuit doar un potential functional scazut in proteine.
Flexibilitatea aminoacidului este transferată la proteină
Despre metionină se știe că molecula are o zonă mecanic foarte flexibilă în comparație cu ceilalți aminoacizi. Cercetătorii au descoperit acum că proteinele din mătase de păianjen au acumulat o cantitate mare de metionină la unul dintre capetele lor. În acest fel, flexibilitatea aminoacidului este transferată în întreaga zonă proteică. „Ca o cheie care își adaptează forma la încuietoare, domeniile proteinelor din mătase sunt remodelate și sunt legate în mod precis și ferm unul de celălalt”, explică Neuweiler, explicând modul în care structura mătăsii păianjen este atât fermă, cât și flexibilă.
Reglați mătasea artificială de păianjen cu metionină
„Cu munca noastră, dorim să aducem o contribuție fundamentală la înțelegerea relației dintre structura, dinamica și funcția proteinelor”, explică biologul. Producătorii de mătase artificială de păianjen ar putea experimenta acum conținutul de metionină al proteinelor pentru a adapta proprietățile materialului. Cercetătorii speculează că este, de asemenea, de conceput să se utilizeze metionină în mod specific pentru a oferi proteinelor complet diferite proprietăți noi. Vor să încerce acest lucru pentru ei înșiși în pasul următor și să compare, de asemenea, modul în care metionina își afectează mătasea pentru diferite specii de păianjen și filare.