Prečo je pavúčí hodváb taký pružný
Vedci z univerzity vo Würzburgu zistili, že vďaka aminokyseline sú proteíny hodvábu v zvlákňovacej nite tvarovateľné.
Pavúkový hodváb je - vzhľadom na svoju hmotnosť - odolnejší voči roztrhnutiu a pružnejší ako syntetické vlákna vyrobené z kevlaru alebo uhlíka. Dlho sa priemyselne reprodukoval a používal sa ako materiál, od konštrukcie lietadiel alebo textilného priemyslu až po medicínu. To, čo dáva hodvábnym proteínom ich špeciálne vlastnosti, však nebolo doteraz úplne známe. Biotechnológovia a biofyzici z Univerzity Julia Maximiliána vo Würzburgu (JMU) teraz v časopise „Nature Communications“ uvádzajú, že podhodnotená aminokyselina pravdepodobne bude hrať kľúčovú úlohu.
Metionín je funkčnejší, ako sa očakávalo
Celý život je založený na 20 aminokyselinách, z ktorých sa skladajú bielkoviny. Aminokyseliny tvoria reťazce, ktoré sa vďaka vlastnostiam a sekvenciám príslušných aminokyselín kombinujú a vytvárajú jednotlivé priestorové štruktúry. Až potom vznikne definovaná funkcia príslušného proteínu. Pomerne vzácnou aminokyselinou je metionín. „Molekulárni biológovia a vedci zaoberajúci sa bielkovinami jej doteraz venovali malú pozornosť,“ uvádza Hannes Neuweiler, súkromný lektor na Katedre biotechnológie a biofyziky JMU. „Bočnému reťazcu metionínu bol dodnes v bielkovinách priradený iba nízky funkčný potenciál.“
Pružnosť aminokyseliny sa prenáša na proteín
O metioníne je známe, že molekula má v porovnaní s ostatnými aminokyselinami mechanicky veľmi pružnú plochu. Vedci teraz zistili, že proteíny z pavúčieho hodvábu vytvorili na jednom zo svojich koncov veľké množstvo metionínu. Týmto spôsobom sa flexibilita aminokyseliny prenáša na celú oblasť proteínu. „Rovnako ako kľúč, ktorý prispôsobuje svoj tvar zámku, sú domény proteínov hodvábu pretvarované a sú navzájom presne a pevne spojené,“ vysvetľuje Neuweiler a zdôrazňuje, že štruktúra pavúčieho hodvábu je pevná aj flexibilná.
Umelý hodváb pavúka upravte metionínom
„Našou prácou chceme zásadným spôsobom prispieť k pochopeniu vzťahu medzi štruktúrou, dynamikou a funkciou proteínov,“ vysvetľuje biovedec. Výrobcovia umelého hodvábu pavúka mohli teraz experimentovať s obsahom metionínu v bielkovinách, aby mohli prispôsobiť vlastnosti materiálu. Vedci špekulujú, že je mysliteľné aj použitie metionínu špeciálne na získanie úplne nových proteínov nových vlastností. Chcú to vyskúšať v ďalšom kroku a tiež porovnať, ako metionín ovplyvňuje ich hodváb pre rôzne druhy pavúkov a zvlákňovacie žľazy.