Pavouk křižák

Pevnější než ocel, pružnější než guma, odolnější než kevlar. To jsou přívlastky obyčejné pavučiny. Samozřejmě, že by se nám takový materiál hodil, a tak se výzkumu pavouků a jejich pavučin věnuje velká pozornost. Tým vědců z mnichovské techniky vedený Thomasem Scheibelem publikoval v Angewandte Chemie zajímavé podrobnosti o tom, jak přechází bílkovina pavučiny z rozpustné fáze do pevného vlákna. Zjednodušeně řečeno – jak pavouk pavučinu ze suroviny vlastně snová.

Zvětšit obrázek

Thomas Scheibel

Vlákna bílkoviny jsou tvořena dvěma odlišnými bílkovinami. Scheibelův tým získal pomocí genového inženýrství jeden z těchto proteinů od pavouka křižáka. Při jeho čištění vědce zaskočil fakt, že protein se vyskytoval ve dvou frakcích. Jednu tvořily dimery – tedy dvojice bílkovinných molekul. Další obsahovala oligomery – tedy „kousky“ složené z více molekul. Právě oligomerace – řetězení většího počtu molekul – je základem vzniku vlákna.

Pavučina vytvořená v mnichovské laboratoři

Ve snovací žláze skladuje pavouk vysoce koncentrovaný roztok příslušného proteinu spolu s vysokou koncentrací chloridu sodného. Ten brání oligomerizaci proteinu. „Odsolením“ – odstraněním iontů chloridu sodného ze žlázy - je navozena oligomerizace a začne se tvořit vlákno. Svou roli hraje i kyselost prostředí. Ve snovací žláze je poměrně vysoké pH (je tam zásadité prostředí), ale v samotné snovací bradavce je prostředí mírně kyselé. Za alkalické reakce nedochází k oligomerizaci. Jakmile pH klesne, začnou se objevovat oligomery. V alkalickém prostředí jsou zbaveny protonů tyrosinové zbytky v proteinech a to dává celé molekule mírně záporný náboj. S takovým nábojem je oslabena interakce mezi hydrofobními částmi proteinové molekuly, jež je nezbytná pro oligomerizaci.

 
Pramen: Angewandte Chemie