Kövess minket!

NewsletterGoogle+RSS
Feliratkozom a heti hírlevélre

Utolsó hozzászólások

2017. 07. 27. - 09:10KGabi

Mi is tudunk munkát adni: mérnököknek  Jooble 

2017. 06. 20. - 20:31Hitetlen Tamás

Ez a cikk egy idealista naíva.

A cél dátum 2067-2117. A holdrajutás 1968(?) Marsra még csak szonda és robot jutott.

A Bioszféra 2 program megbukott. Voltak sikeresebb kísérletek, de kísérletek.

2017. 05. 23. - 09:12Anonymous

Hiya very cool web site!! Guy .. Excellent .. Superb

.. I'll bookmark your blog and take the feeds also? I'm satisfied to find numerous helpful info here in the put

up, we need develop extra techniques on this regard, thank you for sharing.

. . . . .

Jelenlegi hely

A pókselyem titka: nem titok többé!

2010.05.17.
Felderítették a selyemszál készítésének legfontosabb fázisát

Ötször nagyobb szakítószilárdsággal rendelkezik, mint a vas, háromszor szilárdabb, mint napjaink legjobb szintetikus vegyi szálai: a pókselyem egy elbűvölő anyag. Ám eddig senkinek sem sikerült mesterségesen előállítania a szuperszálat. Hogy hogyan képes a pók a selyemmirigyeiben tárolt pókselyemproteinekből a másodperc törtrésze alatt hosszú, nagy stabilitású, ugyanakkor elasztikus szálat készíteni? Nos, erre a titokra sikerült fény derítenie egy német kutatócsoportnak. 

„A természetes pókselyem nagy rugalmasságát és extrém szakítószilárdságát még tiszta pókselyemprotein felhasználásával sem sikerült eddig mesterségesen előállítani” - mondja Horst Kessler, a Müncheni Műszaki Egyetem professzora.

Úton a mesterséges pókselyem felé
A stabil pókselyem mesterséges előállításának kulcskérdése nem lehet más, mint az, hogy hogyan képes a pók a mirigyeiben lévő nyersanyagot magas koncentrációban, folyamatosan bevetésre készen tárolni úgy, hogy abból szükség esetén a másodperc töredéke alatt tökéletes szálat tudjon készíteni. Thomas Scheibel, a Bayreuth Egyetem professzora sok éve ezt a rejtélyt kutatja.

A pókselyem szálai több ezer aminosavból álló hosszú láncú fehérjéből állnak. A röntgenes anyagvizsgálatok azt mutatják, hogy a kész szálakban találhatók olyan régiók, amelyekben a fehérjék fizikailag kapcsolódnak egymáshoz, így stabil szerkezetet képesek kialakítani. Ugyanakkor találhatók olyan részek is, ahol a fehérjék között nem jön létre stabil kötés - ez biztosítja a rugalmasságot.  

Selyemproteinek - a bevetésre várva
A selyemmirigyekben egészen más viszonyok uralkodnak: nedves környezetben, magas koncentrációban táboroznak a proteinek. A szilárd keresztkötésért felelős részek nem kerülhetnek egymáshoz túl közel, mert a fehérjék egy pillanat alatt összecsomósodnának.

pokfonal

Pókfonál (© John Hardy / Universität Bayreuth)

A kutatók a vizsgálatok eszközéül először a röntgenes szerkezetvizsgálatot választották. A módszer, mely kristályok vizsgálatára hivatott, más területeken mutatott kiváló eredményeinek ellenére ebben az esetben használhatatlannak bizonyult: a pókselyem létrejötte során minden folyamat – ezzel minden talány - lejátszódik addig, mire a szilárd szál kialakul. Egy másik eljárás, a mágneses magrezonancia (NMR) vizsgálat azonban megfelelt a támasztott igényeknek. A bajor NMR központ eszközein Franz Hagn biokémikusnak, a Kessler féle kutatócsoport egyik tagjának, sikerült egy olyan szabályozó elem szerkezetét feltérképezni, ami a szilárd szál képződéséért felelős. Sőt, Scheibel professzorral együttműködve sikerült fényt deríteni a szabályozásért felelős elem működésére is.

A láncok kötődésének megakadályozása
A keresztkötések a pókfonál szerkezetének stabilitásáért és megfelelő szilárdságáért felelősek. Fontos azonban, hogy ezek a kötések csak akkor alakuljanak ki, amikor a pókfonál a szövőszemölcs belsejéből kijutott, egyébként a fehérjeszálak idő előtt megszilárdulnának és akadályoznák a kijutást. A kutatócsoport szerint ez a folyamat a következő módon zajlik le:

„A selyemmirigy passzív állapotában a két szabályozó része mindig úgy lép kapcsolatba egymással, hogy a két lánc keresztkötésért felelős részei ne lehessenek párhuzamosak” – állítja Scheibel.
Így a két lánc nem kötődik egymással.” A fehérjeláncok ekkor úgy rendeződnek össze, hogy poláris részeik a láncon kívülre, a víztaszító részeik a láncon belülre kerüljenek, ami biztosítja a nedves környezetben való megfelelő oldhatóságot. (A poláris részen koncentráltan felhalmozott vízmolekulák védik a proteineket annak érdekében, hogy a fehérje ne csapódhasson ki, hiszen az funkcióvesztést okozna.)

Az így megóvott proteinek a selyemcsatornába kerülve teljesen más sókoncentrációval és sóösszetétellel találják szemben magukat. A szabályozó domén két sóhídja ennek következtében instabillá válik, így a lánc kibontakozhat - anélkül, hogy összegabalyodna. A szűk selyemcsatornában történő áramlás miatt ugyanakkor nagy nyírófeszültség keletkezik. A hosszú fehérjeláncok ekkor már egymásra párhuzamosan helyezkednek el, és a keresztkötésért felelős részek is egymás közvetlen közelébe kerülnek. „Ezzel stabil pókselyem szál keletkezik” – mondja a kutató.

Nagy jelentőségű molekuláris kapcsolók  
„Az eredményeink igazolták, hogy az általunk felfedezett molekuláris kapcsoló a fehérje lánc C terminális végén a biztonságos tárolásban és a szálképződés folyamatára nézve is meghatározó jelentőséggel bír.” E felfedezés fontos alapjául szolgált az az együttműködés, melyet Scheibel professzor csapata a Müncheni Egyetem fizika tanszékének vezetőjével, Andreas Bausch professzorral végzett, aki egy mesterséges selyemcsatorna kifejlesztésével járult hozzá a tudományos sikerhez.

mesterseges pokfonal

A mesterséges pókselyemből készült fonál (© John Hardy / Universität Bayreuth)

A megszerzett ismeretanyag birtokában, illetve az iparral folytatandó szoros együttműködést szorgalmazva a kutatók célja nem más, mint egy mesterséges, ún. biomimetikus selyemszövő megalkotása. A felhasználási területek és lehetőségek sora végtelen…


Forrás: www.scinexx.de

Varga Balázs
Páhi Zoltán kutatóbiológus

Cikk értékelése: 

Hozzászólások

Szép!
Már várom az ipari felhasználást. Kérdés, hogy a szén nanocső milyen konkurenciát jelent majd, illetve melyik milyen téren lesz jobb.

Új hozzászólás

Filtered HTML

  • A webcímek és email címek automatikusan kattintható hivatkozásokká alakulnak.
  • Engedélyezett HTML jelölők: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <br> <p>
  • A sorokat és bekezdéseket a rendszer automatikusan felismeri.

Plain text

  • A HTML jelölők használata nem megengedett.
  • A webcímek és email címek automatikusan kattintható hivatkozásokká alakulnak.
  • A sorokat és bekezdéseket a rendszer automatikusan felismeri.
CAPTCHA
Ezzel a feladattal teszteljük, hogy valódi látogató vagy-e.

Kapcsolódó cikkek

Bionikus agy kifejlesztésére buzdítja az ausztrál tudósokat az ausztrál tudományos akadémia friss tanulmánya.
A polipok hangtalan lökhajtása szolgált mintául
A lehorgonyzás művészetét tanuljuk a természettől.
Kieli kutatók a természet mintájára alkotott új öntapadó fóliák tapadó erejét hasonlították össze atmoszférikus nyomáson és vákuumban - meglepő végeredménnyel.

Friss hírek

E-hajtómű? Miért ne?

Építőmérnök állások

Környezetmérnök állások

Vegyészmérnök állások