Sekwencje aminokwasów wpływają na właściwości jedwabiu

Jedwab

Pomimo iż jedwab jest materiałem wykorzystywanym przez ludzkość od tysięcy lat, jego struktura i właściwości pozostają nadal nie do końca poznane. Nowe badanie wykonanie w RIKEN Center for Sustainable Resource Science (Japonia) pokazuje, że sekwencje aminokwasowe są kluczowymi wyznacznikami właściwości materiału wykonanego z włókien jedwabiu.

Badanie opublikowane w piśmie „Scientific Reports" rzuca nowe światło na determinanty unikalnych właściwości jedwabiu. Włókna jedwabiu zbudowane są z dużych białek strukturalnych zwanych fibroiną, złożonych z powtarzalnych fragmentów sekwencji aminokwasowych. Przedmiotem dyskusji naukowców był proces przędzenia włókien i jego wpływ na własności materiału. Badacze postanowili zbadać przędzę pochodzącą od różnych gatunków jedwabników, także tych dzikich. Cechą szczególną tego badania był fakt, że różne próbki jedwabiu poddano testom z uwzględnieniem badania odkształceń, analizy termicznej i charakterystyki składnika krystalicznego włókien. Wyniki badania ukazały różnice w powtarzalnym układzie sekwencji między różnymi typami jedwabiu. Występowanie tych różnic pomaga wyjaśnić, dlaczego w jedwabiu uzyskiwanym przez hodowlane jedwabniki występują stosunkowo miękkie przejścia strukturalne włókien konstrukcyjnych, a w jedwabiu pochodzącym od dzikich jedwabników są obserwowane ostre przejścia. Ponadto, w materiale pochodzącym od dzikich jedwabników występują wyraźne korelacje pomiędzy długością obszarów krystalicznych tworzących sekwencję fibroiny a stabilności termiczną. Podsumowując, autorzy stwierdzili, że powtarzające się sekwencje aminokwasowe różnych rodzajów jedwabiu odgrywają decydującą rolę w określaniu ich unikalnych właściwości fizycznych.
Wyniki badania mają duży wpływ na dalsze prace mające na celu zaprojektowanie i wyprodukowanie sztucznej proteiny jedwabiu. Mimo, że jedwab jest najbardziej znany z zastosowania w przemyśle tekstylnym, od niedawna przedmiotem zainteresowania jest zastosowanie jedwabiu w takich dziedzinach, jak badania biomedyczne i inżynieria materiałowa.
(pj)