Un calamar tiene más en común con una araña de lo que piensas. Los 'dientes' afilados como navajas que rodean las ventosas que se encuentran en algunos tentáculos de calamar están compuestos completamente de proteínas notablemente similares, y en algunos aspectos superiores, a laslas que se encuentran en las sedas. Esas proteínas, llamadas suckerinas, dan a los dientes su fuerza y elasticidad, y algún día podrían usarse como base para biomateriales con muchas aplicaciones biomédicas potenciales.
Con la esperanza de aprovechar el poder de las proteínas suckerin, un equipo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Nanyang NTU y el Instituto de Bioinformática, A * STAR en Singapur continúan desentrañando las estructuras moleculares de las proteínas. Akshita Kumar, estudiante de posgrado en NTU, presentará los últimos hallazgos del grupo en la 60a reunión anual de la Sociedad Biofísica, que se llevará a cabo del 27 de febrero al 2 de marzo en Los Ángeles, California.
En un trabajo reciente, el grupo descubrió que las proteínas de suckerina están compuestas de lo que se conoce como redes de polímeros de "hoja beta", que ayudan a dar fuerza a los dientes. Los investigadores también descubrieron que las redes son termoplásticas, lo que significa que se derritencuando se calienta y se endurece nuevamente cuando se enfría. Eso hace que el material sea moldeable y reutilizable como los polímeros sintéticos termoplásticos como los que se usan para hacer tuberías de PVC.
"Las proteínas Suckerin constituyen una combinación única de propiedades mecánicas y biofísicas que parecen hacerlas superiores a otros polímeros sintéticos o naturales", dijo Kumar. "Y estos materiales proporcionan un nuevo paradigma al demostrar que un biomaterial fuerte puede estar hecho completamente deproteínas, sin necesidad de añadir una segunda fase dura, por ejemplo, un mineral como el hueso, para fortalecerlo ".
Para probar la arquitectura de la ventosa a nivel molecular, los investigadores utilizaron un sistema de expresión bacteriana recombinante para producir la proteína suckerina más abundante, conocida como Suckerin-19 y que se encuentra en la corona de los dientes de los anillos de succión de calamar gigante. Luego utilizaron una combinaciónde técnicas biofísicas y computacionales para determinar la estructura 3-D de la proteína en solución.
Las sedas también forman redes de polímeros en "láminas beta" y se están estudiando como plantillas potenciales para las sedas sintéticas que imitan a sus contrapartes naturales. "Pero las proteínas de la seda son difíciles de producir y procesar", dijo Kumar. Las proteínas Suckerin, sin embargo, tienen unamenor peso molecular y, dada su termoplasticidad, podría ser más fácil de hacer en el laboratorio y más ecológico de procesar en biomateriales prácticos, dijo.
Sus resultados anteriores se han publicado parcialmente en varias revistas, incluidas ACS Nano, Nature Communications, Nature Biotechnology y Advanced Materials.
El equipo planea centrarse en caracterizar la estructura de otras proteínas de suckerina hay 21 y su autoensamblaje en el futuro. Y también están explorando varias aplicaciones biomédicas, como el uso del biomaterial para andamios paracrecen tejidos y fibras como las de los ligamentos artificiales.
Aunque estas aplicaciones están lejos de ser comercialmente viables en la actualidad, continuar descubriendo los secretos de las proteínas de suckerina en el laboratorio y utilizando el conocimiento para producir sustratos ecológicos reciclables inspirados en las suckerinas es clave para su desarrollo futuro, dijo Kumar.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad Biofísica . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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