Новости химической науки > Морские губки раскрывают свои секреты

По словам британских ученых ферменты, отвечающие за образование игольчатой поверхности морских губок, могут оказаться перспективными для разработки материалов на основе кремния.

Для получения оксида кремния в лаборатории требуются высокая температура, давление, а также сильнокислая среда. При этом многие морские губки могут «выращивать» сложные силикатные экзоскелеты и спикулы (spicules), развиваясь в морской воде. Группа исследователей из Университетов Стратклайда и Святого Андрея изучают ферменты, позволяющие губкам делать это.

Исследователи под руководством Криса ван дер Валле (Chris van der Walle) исследовали фермент морских губок, силикатеин-альфа (silicatein), важный для роста кварцевых спикул. Исследователи взяли похожий белок человека (cathepsin L) и получили белки-химеры, имеющие сходные свойства с силикатеином. Такой подход позволил им идентифицировать фрагменты белка, необходимые для роста спикул, а также предложить механизм их роста.

Несмотря на то, что силикатеин может использоваться для выращивания кварцевых микроструктур в лаборатории, выделение их из морских губок и производство в больших количествах представляет собой непростую задачу. Белки-химеры проще производить, это открывает новые возможности для получения новых функциональных материалов для применения в биофизике и биоинженерии. Белки-химеры могут помочь в синтезе биокварцевых материалов в водных растворах при нейтральном значении pH.

Крис Эксли (Chris Exley) специалист по бионеорганической химии из Университета Кееле подчеркивает, что, несмотря на прогресс в изучении обменных продуктов в морских губках, исследователи еще далеко от полного понимания образования спикул в мягких условиях.

Эксли подчеркивает, что группа дер Валле в ходе исследований использовала насыщенные растворы кремниевой кислоты, но морские губки не используют растворы такой концентрации. Он добавляет, что в настоящий момент еще никто из исследователей не может показать, как биологическая молекула может инициировать получение оксида кремния из ненасыщенных растворов кремниевой кислоты. По его словам, такая биомолекула – Святой Грааль химии силификации, объясняющий процессы обмена в морских губках и диатомеях.

Источник: Chem. Commun., 2008, 1765, DOI: 10.1039/b718264c

метки статьи: #биохимия, #кинетика и катализ, #неорганическая химия, #новые материалы