Разгадана загадка прочности паутины

Немецкие и шведские ученые выявили химические механизмы, определяющие формирование прочной природной паутины, пишет Nature. Открытие может быть использовано для создания нового поколения искусственных волокон.

Ранее исследователи не могли добиться химического состава, позволяющего создавать искусственные волокна, по прочности равные паутине. Однако две независимые друг от друга группы ученых - под руководством Томаса Шейбеля (Thomas Scheibel) из Байрейтского университета в Германии, а также Стефана Найта (Stefan Knight) и Яна Йохансона (Jan Johansson) из Шведского университета сельскохозяйственных исследований в Упсале, выявили примерные механизмы соединения белковых молекул в паутине, которые отвечают за прочность волокон паутины.

Исследователи подошли к изучению этой проблемы с разных сторон. Для экспериментов был взят белок спидроин, который является главным компонентом паутины. Группа Найта и Йохадсона изучала аминный или N-конец белков, в то время как немецкие химики исследовали, как белковые молекулы соединяются между собой в районе С-конца. В железах пауков эти белки способны храниться в течение долгого времени в форме концентрированного водного раствора.

Однако, попадая на механизм плетения паутины насекомых, белки в считанные секунды превращаются в прочнейшие полимерные нити. При этом, указали шведские исследователи, ключевым фактором в соединении молекулы в прочные полимерные нити выступает кислотность среды. Ученые уверены, что теперь этот механизм можно применить в производстве полимерных волокон, от саморассасывающихся хирургических швов до материалов, применяемых в автомобильной промышленности.

Напомним, 6 мая американские и канадские ученые заявили о создании из искусственных белковых молекул полимерного материала, обладающего упругостью и прочностью, как у естественных мышечных тканей. Создатели надеются, что новый материал может применяться в технике и восстановительной медицине.