Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Faszination Spinnenseide

05.04.2007
Gentechnisch hergestellte Spinnenseidenproteine weisen den Weg zum Verständnis des Spinnvorgangs

Stärker als Stahl und elastischer als Gummi: Spinnenseiden sind in ihrer Dehnbarkeit, Reißfestigkeit und Zähigkeit unübertroffen. Spinnenseide wäre das ideale Material für eine ganze Reihe medizinischer und technischer Anwendungen, entsprechend interessiert sind Forscher daran, das Geheimnis der Spinnen zu ergründen und nachzuahmen. Ein Team um Thomas Scheibel von der TU München ist auf diesem Weg nun einen Schritt weiter gekommen. Wie sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, spielt der Wechsel zwischen wasserfreundlichen und fettfreundlichen Eigenschaften der Seidenproteine beim Spinnprozess eine wichtige Rolle.

Vom Prinzip her entspricht das Verspinnen von Spinnenseide einem Phasenübergang von einer Lösung in einen festen Faden, genaue Details waren bisher aber noch weitgehend unbekannt. Die Seide, aus der Radnetzspinnen Rahmen und Speichen ihrer Netze spinnen, und mit der sie sich auf der Flucht abseilen, besteht aus zwei unterschiedlichen Proteinen. Dem Münchner Team ist es gelungen, eines der Spinnenseidenprotein der Gartenkreuzspinne gentechnisch herzustellen. Beim Reinigen des Proteins durch Dialyse beobachteten die Forscher eine Auftrennung in zwei verschiedene flüssige Phasen. Während die eine Phase aus Protein-Dimeren bestand, war die zweite aus Oligomeren zusammengesetzt, das heißt, mehrere Proteineinheiten sind zu größeren Einheiten verknüpft. Nach Zugabe von Kaliumphosphat, einem natürlichen Initiator der Seidenaggregation, ließ sich die Flüssigkeit zu Fäden ziehen. "Offenbar ist es nicht eine Strukturänderung des Proteins, sondern eine Änderung im Oligomerisierunggrad, die ausschlaggebend für die Fadenbildung ist," schließt Scheibel.

In der Spinndrüse der Spinne befindet sich eine Seidenlösung mit extrem hoher Proteinkonzentration. Diese Lösung enthält zudem eine hohe Konzentration an Natriumchlorid, das die Oligomer-Bildung unterdrückt. Entfernt man dieses Natriumchlorid, aggregieren die Proteine zu Oligomeren.

Daneben spielt auch der pH-Wert eine entscheidende Rolle beim Spinnen: In der Spinndrüse ist der pH relativ hoch, um dann innerhalb des Spinnkanals in den leicht sauren Bereich zu sinken. Bei dem künstlich erzeugten Spinnenprotein konnte keine Phasentrennung beobachtet werden, wenn die Forscher den pH im alkalischen Bereich hielten. Bei hohem pH sind die der normalerweise ungeladenen Tyrosin-Gruppen des Proteins deprotoniert und damit negativ geladen. Diese Ladung schwächt die Wechselwirkungen zwischen den wasserabweisenden, fettfreundlichen Bereichen der Proteine, die für die Oligomerisierung notwendig sind.

"Unsere Erkenntnisse bilden eine Grundlage," hofft Scheibel, "um einen effektiven Spinnprozess für gentechnisch erzeugte Spinnenseide zu etablieren."

Angewandte Chemie: Presseinfo 15/2007

Autor: Thomas Scheibel, Technische Universität München, Garching (Germany), http://www.fiberlab.de/homepages/tom/index_tom.html

Angewandte Chemie 2007, 119, No. 19, doi: 10.1002/ange.200604718

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de
http://www.fiberlab.de/homepages/tom/index_tom.html

Weitere Berichte zu: Faszination Protein Spinndrüse Spinnen Spinnenseide

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zellen auf Wanderschaft: Falten in der Zellmembran liefern Material für nötige Auswölbungen
23.11.2017 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Neues Verfahren zum Nachweis eines Tumormarkers in bösartigen Lymphomen
23.11.2017 | Wilhelm Sander-Stiftung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungen

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Kinderanästhesie aktuell: Symposium für Ärzte und Pflegekräfte

23.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Seminar „Leichtbau im Automobil- und Maschinenbau“ im Haus der Technik Berlin am 16. - 17. Januar 2018

23.11.2017 | Seminare Workshops

Biohausbau-Unternehmen Baufritz erhält von „ Capital“ die Auszeichnung „Beste Ausbilder Deutschlands“

23.11.2017 | Unternehmensmeldung