Ученые смогли раскрыть, за счет чего паучий шелк получается таким прочным и гибким

Ученые из Королевского колледжа Лондона и Университета штата Калифорния в Сан-Диего выяснили, какие молекулярные процессы обеспечивают паучьему шелку одновременно высокую прочность и гибкость. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Работа впервые подробно описывает, как белки паучьего шелка соединяются на молекулярном уровне. Исследователи установили, что аминокислоты в составе белков действуют как своеобразные «липучки», скрепляющие материал в процессе его формирования. Паучий шелк образуется в шелковой железе паука из жидкого раствора, который при вытягивании превращается в твердые волокна. По прочности он превосходит сталь, а по жесткости — кевлар.
С помощью молекулярного моделирования и спектроскопии ученые показали, что ключевую роль играют взаимодействия между аминокислотами аргинином и тирозином. Эти связи возникают на раннем этапе, когда белки собираются в капли, и сохраняются при формировании волокна, создавая наноструктуру с особыми механическими свойствами.
«Потенциальные сферы применения огромны — от легкой защитной одежды и компонентов самолетов до биоразлагаемых медицинских имплантатов и мягкой робототехники», — заявил профессор Крис Лоренц, руководитель британской группы исследователей.
По мнению авторов, результаты также могут помочь в изучении нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера.