Новости химической науки > Химия устричных колоний

Исследователи, изучавшие минерализованный клей, который применяется устрицами для объединения в колонии из многих организмов, определили, что этот клей существенно отличается от материала, применяющегося другими обитателями моря, например, мидиями или усоногими раками.

Результаты исследования могут оказаться полезными для дизайна синтетических аналогов клея устриц для хирургических материалов, создания защитных необрастающих покрытий для кораблей, а также поможет при культивировании устриц на «морских фермах».

Устрицы связываются друг с другом за счет сверхпрочного адгезива, сотчоящегоо из белка и карбоната кальция. (Рисунок из J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja104996y)

Джонатан Уилкер (Jonathan J. Wilker) из Университета Пэрдю отмечает, что устричные рифы оказывают существенное влияние на экологическую обстановку прибрежный районов Атлантического океана и Мексиканского залива. Рифы защищают побережье от эрозии во время штормов, фильтруют огромное количество воды и дают место для жизни другим морским организмам. До середины 19 века длина литоральных устричных рифов составляла километры, глубина – десятки метров, но к настоящему времени из-за промысла устриц и загрязнения океана осталось лишь 2% от рифов. Целью Уилкера и членов его исследовательской группы было установление того, как устрицы связываются друг с другом, образуя рифы – о природе их клеящего материала было практически ничего неизвестно.

Совместно с Полом Кенни (Paul D. Kenny) из Университета Южной Калифорнии собирал группы устриц, препарировал их для того, чтобы получить доступ у клею и изучал границы раздела между соединенными моллюсками визуально и с помощью флуоресцентной микроскопии.

Исследователи выделили образцы клея и обнаружили, что это трудный в обработке материал, который не растворяется в сильных кислотах или сильных хелатирующих агентов, что затрудняет исследование его структуры, поэтому Уилкер и Кенни изучили адгезионный материал с помощью спектроскопии ИК, ЭПР и термогравиметрического анализа.

Было обнаружено, что адгезионный материал устриц содержит карбонат кальция как в форме арагонита, так и кальцита в то время как в состав раковины устрицы карбонат кальция входит преимущественно в качестве кальцита. Клей также содержит поперечно-сшитый фосфорилированный белок, близкий по составу белку, входящему в состав белка, входящего в состав адгезионной композиции мидий или усоногих раков, однако в клее, применяющемся устрицами, содержится больше неорганических материалов и меньше – воды, и больше напоминает известковый раствор, применяющийся для постройки кирпичных зданий.

В группе Уилкера были получены имитирующие «устричный клей» синтетические органическо-неорганические композитные материалы, также обладающие высокой прочностью, превосходящие по прочности коммерческие адгезионные материалы, «работающие» в воде.

Эндрю Маунт (Andrew S. Mount), зоолог из Университета Клемсона, специалист по биоминерализации в морских организмах отмечает, что исследователям известно, что молодые устрицы прикрепляются к поверхности взрослых устриц, на которых и растут, однако биологи до настоящего времени не знали природу и состав клея, с помощью которого моллюски связываются друг с другом на протяжении всего своего жизненного цикла.

Источник: J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja104996y

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #неорганическая химия, #новые материалы, #химия полимеров