“لغز” مرونة ومتانة خيوط العنكبوت
رغم خفة وزن خيوط العنكبوت، فإنها تتمتع بقوة ومتانة فائقة، حيث تفوق معظم المعادن الأخرى، ويؤكد العلماء أنهم عثروا على إجابة لهذه المعضلة.
أعلن العلماء من جامعتي فورتسبورغ وماينز الألمانيتين، أن متانة خيوط العنكبوت تعود إلى وجود حمض أميني يسمى “الميثيونين” يوفر مرونة للبروتينات المكونة للخيوط، حيث تم نشر نتائج الدراسة العلمية في دورية “نيتشر كومينكيشن” العلمية
قال هانس نيويلر، وهو القائم الرئيسي على الدراسة العلمية “إن حرير العنكبوت هو واحد من أمتن المواد الموجودة في الطبيعة، وهو أقوى من الألياف العالية التقنية مثل كيفلر أو الكربون”.
وأضاف “لقد اكتشفنا أن خيوط العناكب تستفيد من حمض أميني معين يسمى الميثيونين، لربط البروتينات الحريرية بإحكام بطريقة غير معروفة من قبل”.
ويعتبر الحرير الصناعي الذي يتم إنتاجه واستخدامه في العديد من المنتجات غير قادر على محاكاة الخصائص الميكانيكية للحرير الطبيعي، حيث يمكن أن تساعد نتائج الدراسة في تحسين جودة الحرير الصناعي.
خصائص الحمض الأميني الميثيونين:
هناك الأحماض أمينية تصنف ككارهة للماء، حيث يصعب ذوبانها فيه وغالباً ما تقع داخل البروتين، بينما الأحماض الأمينية المحبة للماء، تكون على سطح البروتين حيث تكون مسؤولة عن مجموعة غير محدودة تقريباً من الوظائف.
ويعتبر “الميثيونين” من الأحماض الأمينية الكارهة للماء، ولكنه نادر الوجود في معظم البروتينات، وتتميز سلسلته الجانبية بمرونة في حال مقارنتها مع سلاسل الأحماض الأمينية الأخرى.
ولم يولي العلماء الاهتمام اللازم لهذا الحمض الأميني، حيث كانوا يعتبرون أن السلسلة الجانبية من الميثيونين داخل البروتينات ليست لها أهمية وظيفية تذكر.
المتانة والمرونة:
أثبت نيويلر وفريقه أن العناكب تسخر هذه الخاصية (المرونة) من خلال وضع كميات كبيرة من الميثيونين داخل النطاقات الأمينية الطرفية للبروتينات المكونة للخيوط، حيث ينقل الحمض الأميني مرونته إلى البنية الكاملة للمجال، مما يجعله لينا وقابلاً للشد.
وقال القائم على الدراسة مؤكدا تعزيز قوة الترابط بين المجالات الطرفية بشكل كبير “مثل المفتاح القابل للضبط الذي يكيّف شكله مع القفل، تغير نطاقات البروتينات الحريرية شكلها للتواصل بإحكام مع بعضها بعضاً”، حيث تعتبر البروتينات تقليدياً أجساماً صلبة ومع ذلك تسلط العديد من الأبحاث الحديثة الضوء على دور ديناميكية البروتينات في أدائها لوظائفها.