Los científicos, dirigidos por investigadores del Centro RIKEN para la Ciencia de los Recursos Sostenibles CSRS, examinaron el precursor soluble de la seda de araña y descubrieron que un elemento estructural previamente desconocido es clave para la forma en que las proteínas se forman en la conformación de la lámina betala seda su fuerza excepcional.
La seda de araña es conocida por su excepcional dureza y flexibilidad. Es varias veces más fuerte que el acero y, sin embargo, es mucho más flexible. Como resultado, los científicos de todo el mundo están haciendo esfuerzos para tratar de desarrollar análogos que puedan usarseen aplicaciones industriales y médicas. Sin embargo, aunque se sabe que las láminas beta en seda de araña son clave para su resistencia, la forma en que se forman las láminas es poco conocida, lo que dificulta la creación de variantes artificiales. Parte de la razón es difícilentender el mecanismo es que la seda se crea inicialmente como proteínas solubles, que cristalizan muy rápidamente en una forma sólida, y ha sido muy difícil analizar la forma soluble.
Para dilucidar esto, los investigadores del CSRS generaron proteínas de seda utilizando bacterias genéticamente modificadas que pueden producir seda a partir de una araña de telaraña dorada Nephila clavipes , y luego realizó análisis complejos de las proteínas solubles.Observaron particularmente los elementos repetitivos que están encerrados entre dos elementos terminales que se han caracterizado bien.Descubrieron que el dominio de repetición se compone de dos patrones: bobinas aleatorias y un patrón llamado polipropolina tipo II hélice.Resulta que el segundo tipo es crucial para la formación de seda fuerte.
Esencialmente, sus estudios demostraron que la hélice de polipropolina tipo II puede formar una estructura rígida que luego puede transformarse en láminas beta muy rápidamente, lo que permite que la seda sea tejida rápidamente. Curiosamente, resultó ese pH, que se creeser importante para las interacciones moleculares de los dominios N y C-terminales - no juega un papel importante en el plegamiento de los dominios repetitivos, y es más bien la eliminación del agua y las fuerzas mecánicas a medida que el precursor se mueve a través delglándula de seda.
Según Nur Alia Oktaviani, el primer autor del estudio, "tuvimos la suerte de poder utilizar una combinación de métodos potentes, incluida la espectroscopía de resonancia magnética nuclear en estado de solución, la espectroscopía de dicroísmo circular de UV lejano y el dicroísmo circular vibracionalespectroscopía, para analizar la proteína antes de que se formara en las láminas beta. Fue muy satisfactorio descubrir esta conformación especial que conduce a la formación de las láminas beta ".
Según Keiji Numata, quien es un líder de proyecto de JST ImPACT y dirigió el grupo de investigación, "la seda de araña es un material maravilloso, ya que es extremadamente resistente pero no contiene sustancias nocivas y es fácilmente biodegradable, por lo que no ejercecualquier carga perjudicial para el medio ambiente. Esperamos que este descubrimiento ayude a hacer posible la creación de seda artificial que resulte útil para la sociedad ".
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Materiales proporcionado por RIKEN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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