Мидии, на первый взгляд, кажутся довольно непритязательными организмами (хотя они, безусловно, играют решающую роль в окружающей среде, например, работают как фильтры).
Но одна вещь, которая также заинтриговала ученых, — это, “мышца” или клей, который удерживает мидию вместе и помогает удерживать ее привязанной к камням, несмотря на нахождение их в воде, что делает разработку клея сложной задачей. Также называемый “ногой”, мидии могут создавать клей, который закрепляет их на камнях за считанные минуты. Создание клея включает в себя процесс отверждения ионов металлов в воде вокруг них и секретируемых белков, которые медленно образуют клей.
Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Американского химического общества, ученые смоделировали этот процесс, чтобы разработать синтетический материал, который не только воспроизводит этот клей, но и на самом деле прочнее, чем у мидий.
Синтетический клей моделирует белковые структуры, используемые для изготовления клея мидий, которые на самом деле встречаются во многих различных случаях в природе, начиная от шелка паука и заканчивая крыльями насекомых. В частности, исследователи обратились к определенной последовательности аминокислот, входящих в состав белков.
Но вместо того, чтобы просто копировать структуру, исследователи взяли только одну 10-аминокислотную последовательность только из одного из белков, присутствующих в мидийном клею, и поместили последовательность в синтетический полимер. Химия полимеров относится к синтетическому производству молекул, таких как белки и аминокислотные структуры.
Используя синтетический полимер, исследовательская группа затем собрала аминокислоты параллельно, а не в цепочке, как они встречаются в природе.
Чтобы протестировать новый материал, исследователи сравнили его с клеевой тканью мидий, прилипшей к стеклянным пластинам. Они обнаружили, что синтетический материал был гораздо более адгезивным, чем ткань мидий. Хотя целью не было создать что-то более сильное, чем мидийный клей, это был приятный сюрприз.
Исследователи надеются, что их подход к синтетическому молекулярному производству может быть использован для имитации других белковых структур для широкого спектра применений, таких как робототехника.
