Коприната на паяците

Структурата на мускулния протеин <a title="титин" target="_blank" href="http://en.wikipedia.org/wiki/Titin" id="foju">титин</a> (син цвят). В жълто са показани водородните връзки. Карето илюстрира разнопосочната ориентация на протеиновите нишки, задържани в единна структура от водородните връзки между тях. Изображение: <au>Sinan Keten и</au>  <au><a title="Markus J. Buehler" target="_blank" href="http://web.mit.edu/mbuehler/www/" id="msv1">Markus J. Buehler</a>, MIT.</au>
Структурата на мускулния протеин <a title="титин" target="_blank" href="http://en.wikipedia.org/wiki/Titin" id="foju">титин</a> (син цвят). В жълто са показани водородните връзки. Карето илюстрира разнопосочната ориентация на протеиновите нишки, задържани в единна структура от водородните връзки между тях. Изображение: <au>Sinan Keten и</au>  <au><a title="Markus J. Buehler" target="_blank" href="http://web.mit.edu/mbuehler/www/" id="msv1">Markus J. Buehler</a>, MIT.</au>
Структурата на мускулния протеин <a title="титин" target="_blank" href="http://en.wikipedia.org/wiki/Titin" id="foju">титин</a> (син цвят). В жълто са показани водородните връзки. Карето илюстрира разнопосочната ориентация на протеиновите нишки, задържани в единна структура от водородните връзки между тях. Изображение: <au>Sinan Keten и</au> <au><a title="Markus J. Buehler" target="_blank" href="http://web.mit.edu/mbuehler/www/" id="msv1">Markus J. Buehler</a>, MIT.</au>
Структурата на мускулния протеин <a title="титин" target="_blank" href="http://en.wikipedia.org/wiki/Titin" id="foju">титин</a> (син цвят). В жълто са показани водородните връзки. Карето илюстрира разнопосочната ориентация на протеиновите нишки, задържани в единна структура от водородните връзки между тях. Изображение: <au>Sinan Keten и</au> <au><a title="Markus J. Buehler" target="_blank" href="http://web.mit.edu/mbuehler/www/" id="msv1">Markus J. Buehler</a>, MIT.</au>
Бюлетин: Вечерни новини Вечерни новини

Всяка делнична вечер получавате трите най-четени статии от деня, заедно с още три, препоръчани от редакторите на "Капитал"

Паяжините са обект на изследване в реномирания MIT. Има защо - те са изградени от свръхлек материал, който е направо безкрайно здрав за теглото си. Химичните връзки на паяжиновата коприна са много пъти по-слаби от тези на стоманата или дори на кевлара, ала при изравнено тегло паяжините са здрави колкото тях.

Представяте ли си какви материали щяхме да произведем, ако знаехме как става този трик?

Вече знаем [1]. Или поне предполагаме. Тайната на здравината е във водородните връзки между изграждащите коприната протеини. Водородната връзка е много слаба* и наличието на една или две такива не допринася за здравината. 3 или 4 H-връзки обаче правят структурата супер устойчива. Повече от 4 отново я лабилизират. Странно, нали? Зависимостта е вярна обаче, само когато връзките са групирани в мънички клъстери. Именно в това се крие тайната на здравината на паяжините.

Вижте колко са устойчиви Н-връзките (видео).

Ето и новината от MIT.

========================================


* На практика водородната връзка дори не е химична връзка, а слабо взаимодействие между разноименно заредени атоми от две или повече различни молекули.

1. Sinan Keten and Markus J. Buehler. Geometric Confinement Governs the Rupture Strength of H-bond Assemblies at a Critical Length Scale. Nano Lett., 8 (2), 743 -748, 2008. doi: 10.1021/nl0731670 S1530-6984(07)03167-0

7 коментара
  • Най-харесваните
  • Най-новите
  • Най-старите
  • 1
    Avatar :-|
    Sotir

    Мисля, че бях чел някъде, че паяжината е при равна маса дори по-здрава и устойчива от стоманата. Не знам дали е така, но бих се зарадвал ако можете да приложите и някакви числа по въпроса. Благодаря предварително! Линкове към избрани статии (в списания) също би било чудесно (надявам се, че не съм прекалено нахален :)).

    Нередност?
  • 2
    Avatar :-|
    Ясен Пекунов

    Драги Сотир,


    В линковете към статията има отговор на въпроса Ви. Примерно в главата properties в Wikipedia.

    Ето и научна статия за механичните свойства на разните паяжинови коприни и изкуствени влакна:
    http://jeb.biologists.org/cgi/reprint/202/23/3295.pdf


    Бъдете здрав!
    Я. П.

    Нередност?
  • 3
    Avatar :-|
    Sotir

    Добра статия, благодаря Ви!

    Нередност?
  • 4
    Avatar :-|
    -

    Направо безкрайно яка за обема си статия! Представяте ли си какви статии щяхме да пишем всички, ако знаехме как става този трик?

    Нередност?
  • 6
    Avatar :-|
    Харалампи от П.
    • + 1

    Приятно е да срещне човек статия със структурно-биологичен характер! Не съм напълно съгласен обаче с интерпретацията за здравината на водородните връзки. Първо определението им като слаби междумолекулни връзки е твърде общо - има слаби има средно силни, но има и силни водородни връзки. Здравината зависи от стереохимично разположение в пространството на акцептора и донора и от диелектричната константа на средата. Така ако една Н-връзка се случи в силно хидрофобно микрообкръжение (например в сърцевината на белтъчна молекула) тя ще е много здрава и ще допинася значителен дял от свободната енергия на свързване като цяло. Не случайно някои високоафинитетни белтък-белтъчни взаимодействия разчитат само на малък брой водородни връзки или един солеви мост, а имат поведение на ковалентно свързани.

    Поздрави.

    Нередност?
  • 7
    Avatar :-|
    Харалампи от П.

    Ето и малко теория: http://www.pnas.org/cgi/content/full/93/25/14474

    Нередност?
  • 8
    Avatar :-|
    Омонимен

    Интересна работа. Щом паяжината е по-здрава от стоманата, тогава Кремиковци вместо да го закриват,що не го преоборудват във ферма за паяци. Ще е хем тихо, хем чисто производство и една муха няма да остане в София.
    ... Всичко на идея звучи добре, но стоманата няма кой да я замести. както и паяжините всъщност. О_о'

    Нередност?
Нов коментар

Още от Капитал