Новости химической науки > Как морская звезда приклеивается ко дну?

Международной группе исследователей удалось выделить белок, который секретируется псевдоножками морской звезды и служит для того, чтобы этот организм мог «приклеиваться» к объектам на морском дне.

Возможно, что это открытие может привести к созданию синтетического аналога белка, а этот синтетический материал может оказаться полезным адгезивом для хирургии, выступать в качестве шаблона для выращивания искусственной ткани, а также позволит создать микроадгезивные гидрогели для направленного транспорта лекарственных препаратов.

Руководитель исследования, Элиза Хеннеберт (Elise Hennebert) из Университета Монса (Бельгия), заявляет, что изученный белок представляет собой первое природное соединение со временными адгезивными свойствами. Ранее во всех деталях уже были изучены белки, проявляющие постоянные адгезивные свойства, позволяющие морским моллюскам и ракообразным перемещаться по скалам; изучение этих белков привело к разработке материалов, препятствующих обрастанию корпусов морских судов. Тем не менее, вещества с временными адгезивными свойствами, как, например, то, которое позволяет морской звезде закрепляться на морском, продолжая при этом процессы питания или спаривания, являются гораздо в меньшей степени изученными.

Псевдоножки морской звезды секретируют клей, который позволяет организму плотно закрепляться на дне моря и бороться с течениями. (Рисунок из Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2014, DOI: 10.1073/pnas.1400089111)

Исследователи из группы Хенненберт решили провести экстракцию белкового клея с помощью денатурирующих и восстанавливающих агентов. После того, как была получена фракция белков, из нее был выделен белок, содержание которого в этой фракции было максимальным. Белок, получивший название Sfp1, структура которого была подробно изучена. Исследователи предполагают, что именно этот белок, который выделяется ножками морской звезды, и позволяет ей закрепляться на поверхностях. Хенненберт поясняет, что следы морской звезды представляют собой пленку, в которой содержится белок Sfp1, домены которого позволяют организоваться белку в сетеподобную надструктуру, которая и обеспечивает адгезию. Исследователи в настоящее время планируют выяснить механизм, благодаря которому этот белок выделяется, а также механизм, лежащий в основе превращения белка в пленку.

Исследователи уверены, что определили структуру белкового клея морской звезды. (Рисунок из Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2014, DOI: 10.1073/pnas.1400089111)

Эндрю Смит (Andrew Smith), эксперт по физиологии животных и биомеханике из Колледжа Итаки (США) говорит, что у белка Sfp1 есть некоторые элементы первичной структуры, отличающие его от белков, проявляющих свойства постоянных адгезивов. Белок Sfp1 обладает большей молекулярной массой, чем у белковых клеев, вырабатываемых мидиями и другими морскими организмами, а также не содержит остаток такой аминокислоты как 3,4-дигидроксофенилаланин (DOPA). Между тем, создание дешевой синтетической альтернативы для DOPA представляло собой основную проблему для получения адгезивных композиций, имитирующих белковые клеи с постоянными адгезивными свойствами.

Источник: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2014, DOI: 10.1073/pnas.1400089111

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #молекулярная биология, #новые материалы, #химия полимеров