Ученые раскрыли молекулярный секрет прочности паучьего шелка

Ученые из Королевского колледжа Лондона и Университета штата Калифорния в Сан-Диего выяснили, какие молекулярные взаимодействия придают паучьему шелку уникальное сочетание прочности и гибкости.

Как передает Report, результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Это открытие может помочь в создании новых биовдохновленных материалов для авиации, защитной экипировки и медицины, а также пролить свет на природу нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера.

Исследование впервые объясняет, как аминокислоты в белках шелка взаимодействуют как молекулярные "липучки", скрепляя материал при его формировании. Паучий шелк прочнее стали и жестче кевлара. Он образуется в шелковой железе паука из жидкого "шелкового раствора", который затем вытягивается в твердые волокна.

Ранее было известно, что белки сначала собираются в капли, но молекулярные детали этого процесса оставались загадкой. Используя молекулярное моделирование и спектроскопию, команда обнаружила, что ключевую роль играют специфические взаимодействия между аминокислотами аргинином и тирозином. Именно они заставляют белки слипаться на ранней стадии, и эти связи сохраняются при формировании волокна, создавая наноструктуру, отвечающую за исключительные свойства шелка.

"Потенциальные сферы применения огромны - от легкой защитной одежды и компонентов самолетов до биоразлагаемых медицинских имплантатов и мягкой робототехники", - заявил профессор Крис Лоренц, руководитель британской группы исследователей.