У кальмаров может оказаться больше общих черт с пауками, чем кажется. Ученые выяснили, что острые «зубы», окружающие присоски на щупальцах некоторых видов, полностью сделаны из белков, похожих или превосходящих вещества, присутствующие в паутине.
Протеины, названные «suckerin», придают зубам прочность и эластичность. В будущем они могут стать основой для биоматериалов, имеющих большой потенциал в различных сферах. Надеясь приспособить белки для своих целей, команда исследователей Наньянского технологического университета (НТУ) и института биоинформатики A*STAR в Сингапуре продолжила изучать их молекулярную структуру. Акшита Кумар – аспирант НТУ, представит последние выводы группы на 60-й ежегодной встрече Биофизического общества, проходящей в Лос-Анджелесе с 27 февраля по 2 марта. Предыдущие исследования были частично опубликованы в ряде журналов, включая Advanced Materials и Nature Biotechnology.
В последней работе команда обнаружила, что белки состоят из так называемых «бета-складчатых» полимерных сетей, помогающих зубам обрести их прочность. Исследователи также выяснили, что эти структуры термопластичны. То есть, таят при жаре и твердеют на холоде. За счет этого свойства материал становится пластичным и пригодным для повторного использования, как термопластичные синтетические полимеры, применяемые, например, в ПВХ трубах.
«Белки suckerin составляют уникальную комбинацию механических и биофизических свойств, позволяющих им превосходить искусственные и натуральные аналоги», — отмечает Кумар. – «Структуры предлагают новую парадигму, показывая, что прочные биоматериалы могут полностью состоять из протеинов и не нуждаются в помощи дополнительного каркаса, вроде минералов, участвующих в формировании костей».
Чтобы изучить структуру вещества на молекулярном уровне, специалисты использовали рекомбинантную бактериальную экспрессирующую систему для производства самого распространенного протеина, известного как Suckerin-19. Белок присутствует в кольцевых зубах гигантских кальмаров. Затем исследователи применили комбинацию биофизических и расчетных технологий, чтобы получить трехмерную структуру протеина.
Паутина также формирует «бета-складчатые» полимерные сети и изучается как потенциальный шаблон синтетических материалов. Но белки из нее сложно получать и обрабатывать. Suckerin же имеют меньшую молекулярную массу и, за счет термопластичности, могут проще воссоздаваться в лабораторных условиях и быть более экологичным сырьем для получения биоматериалов. Сейчас команда сфокусировалась на характеристиках структуры этих белков (всего 21 шт.) и их самосборке в будущем. Suckerin может послужить основой для экологически чистых продуктов, пригодных для повторного использования.
Источник: rsute.ru