Московский международный синергетический форум
Новости
Автопоэзис
Поиск
Книги
О Форуме
Общество
Наука
Фракталы
Философия
Люди
Московский международный синергетический форум / Новости / Секрет прочности подсказали… пауки


Сейчас на сайте: 5

Секрет прочности подсказали… пауки

Паутина уже давно интересовала ученых. Ведь этот биологический материал обладает уникальными свойствами – он в пять раз прочнее стальной нити и в три раза прочнее лучших синтетических волокон, существующих сегодня. Если бы толщина паутинной нити составляла около миллиметра, то она вполне могла бы удержать на весу человека. Каким же образом из белковой жидкости буквально за доли секунды образуются длинные прочные нити?

Недавно группе немецких ученых во главе с профессором Хорстом Кесслером из Мюнхенского Института передовых исследований удалось раскрыть несколько секретов паутины. Результатом исследования стала новая техника получения качественных искусственных волокон большой прочности и упругости.

Рентгеноструктурный анализ паутины показывает, что ее готовое волокно содержит области, в которых несколько белковых цепочек связаны друг с другом с помощью стабильных химических связей. Эти соединения обеспечивают высокую прочность паутины. Находящиеся между этими соединениями несвязанные области обеспечивают паутине высокую упругость.

А вот в паутинных железах, когда соответствующий секрет еще находится в жидком состоянии, наблюдаются иные внутренние конфигурации. Белки паутины в высокой концентрации содержатся в водной среде в ожидании развертывания в виде волокна. При этом области, отвечающие за соединения, не могут находиться близко друг к другу, потому что тогда они мгновенно застынут в волокна.

В первую очередь ученых интересовал вопрос, каким образом паукам удается поддерживать высокую концентрацию секрета в шелковых железах, причем так, что волокна высокой прочности могут быть сделаны из него в любой момент.
Белковую жидкость паутины исследовали методом ЯМР-спектроскопии.

Выяснилось, что в железе паука создается определенная среда, препятствующая тому, чтобы отвечающие за взаимосвязь участки белковых молекул выстраивались нужным для связи образом. При этом белковые цепи хранятся так, что их гидрофобные части находятся внутри «клубка», что обеспечивает им хорошую растворимость в водной среде. Этот механизм нужен насекомому для того, чтобы паутина образовывалась только в нужный момент.

Когда белковые структуры поступают в прядильный аппарат паука, они попадают в среду, отличную по концентрации и составу солей от среды внутри железы, и только тогда клубки белков начинают разворачиваться.

Кроме того, за счет малой ширины канала прядильного аппарата паука области, отвечающие за соединения, выстраиваются параллельно, что делает волокно стабильным.

Данный механизм авторы работы называют «молекулярным переключателем», располагающимся на C-конце белковой молекулы (концы белка называют С- и N- концами в зависимости от того, какая из групп концевой аминокислоты свободна, α-карбоксильная группа -СООН или α-аминогруппа -NH2).

Систематизировав результаты своих исследований, ученые предложили технику получения качественных искусственных волокон большой прочности и упругости.

Эта техника может иметь в будущем широкое применение: от производства материала для хирургических нитей до разработки технического волокна для автомобильной промышленности.

Заказать письменный технический перевод можно в компании «Фонетикс».

14.05.2010


Интересное по этой теме:


Демографическая зима
Смертность людей во взрослом возрасте - принципиальная характеристика здоровья и социального состояния глобального сообщества. За последние сорок лет мировая статистика по взрослой смертности значительно ухудшилась. Главными причинами этого исследователи называют эпидемию ВИЧ и распад СССР.

Российские ученые откроют пятое измерение
Если выяснить сущность "темной энергии", то это координально поменяет представление о мире и будет возможным доказать существованиии пятого измерения.

Ученые «посчитали» свободу воли
Проанализировав передвижения 50 тысяч человек, исследователи пришли к выводу, что доля действительно необычных действий составляет всего около семи процентов. Остальные 93 процента предсказуемы для стороннего наблюдателя.

Забастовка в ноосфере
Светлана Семенова о Пьере Тейяре де Шардене и активно-эволюционном

Пихты грозят Земле хаосом
Оказалось, что потепление сильнее всего затронет среднетаежные темнохвойные леса — их производство энтропии повысится на целых 67%. А это грозит лесу изменением структуры: листва станет мозаичней, деревья реже, почва испортится, а виды-симбионты вымрут.

Институт философии РАН
www.iph.ras.ru
Copyright © 1996-2022 Синтергетический форум
Пишите нам
[email protected]