Ученые из Германии выяснили, что аминокислота метионин обеспечивает пластичность белкового домена (элемент третичной структуры белка), который является составной частью шелка паука. Эта пластичность существенно увеличивает прочность соединения между отдельными доменами, сообщает пресс-служба Вюрцбургского университета. Ученые опубликовали свои выводы в текущем номере журнала Nature Communications.
Природа использует ограниченный набор из 20 различных аминокислот для создания всех белков, которые играют важную роль почти в каждой задаче живого организма. После синтеза цепочек аминокислот большинство белков складываются в высокоупорядоченные третичные структуры.
Аминокислоты можно условно разделить на две группы в зависимости от свойств их боковых цепей. Так называемые гидрофобные боковые цепи плохо растворяются в воде. Они часто располагаются в ядре белка и стабилизируют его форму. Гидрофильные, или водорастворимые, боковые цепи имеют тенденцию находиться на поверхности белка, где они отвечают за практически неограниченное количество функций. Метионин относится к группе гидрофобных аминокислот.
«На сегодняшний день молекулярные биологи уделяют мало внимания этой аминокислоте. Считается, что в белках боковая цепь метионина имеет небольшое функциональное значение», – отмечает Ханнес Нойвайлер (Hannes Neuweiler), преподаватель на кафедре биотехнологии и биофизики в Вюрцбургском университете и руководитель исследования.
Эта точка зрения теперь может измениться. Известно, что боковая цепь метионина является исключительно гибкой по сравнению с боковыми цепями других 19 аминокислот. Нойвайлер и его команда смогли показать, что пауки используют это свойство, помещая большое количество метионина в ядро своих белков шелка. Здесь аминокислота передает свою гибкость всей структуре белкового домена, что делает ее пластичной.
«Шелк паука – один из самых прочных материалов, встречающихся в природе. Он прочнее, чем высокотехнологичные волокна из кевлара или углерода», – говорит Ханнес Нойвайлер. Уникальное сочетание прочности и эластичности делает его чрезвычайно привлекательным для промышленности. Будь то в авиации, текстильной промышленности или в медицине, потенциальное применение этого материала является многочисленным.
Хотя синтетический шелк пауков уже производится в промышленных масштабах и используется в различных продуктах, он еще не способен имитировать превосходные механические свойства природного шелка. Последние выводы исследователей из Вюрцбурга смогут помочь устранить недостатки.
[Фото: PIXABY.COM / COLLAGE: HANNES NEUWEILER]
