Біологи з японського Інституту фізико-хімічних досліджень RIKEN показали, що амінокислотні послідовності білків фіброїнів відіграють вирішальну роль у визначенні властивостей шовкових волокон. Результати дослідження опубліковані в журналі Scientific Reports.
Шовкові волокна складаються з великих білків — фіброїнів, що представляють собою довгі, витягнуті молекули, які синтезуються в залозах павукоподібних і личинок метеликів шовковичного шовкопряда. Структура волокон складається з модулів, утворених часто повторюваними амінокислотними послідовностями. Тим не менше вчені не знали точно, чи є ці модулі головними визначальними властивостей шовку або ж основну роль грає сам процес прядіння.
Дослідники порівняли шовк, отриманий від різноманітних шовкопрядів, не тільки одомашненого тутового, але і багатьох видів диких метеликів. Гени, що кодують фіброїни, еволюціонували протягом сотень мільйонів років, і різні групи шовкопрядів розробили свої стратегії виробництва шовкових волокон.
Зразки шовку були піддані ряду тестів, щоб визначити фізичні особливості матеріалу: термічній обробці, розтягування, а також дослідження кристалічних елементів шовкових волокон за допомогою синхротронного випромінювання. Виявилося, що різні амінокислотні модулі визначають властивості волокон при розтягуванні. В одному випадку вони сприяють м’яким і поступовим структурним змінм, в іншому — різким і узгодженим. Останні були характерні для диких видів шовкопрядів. Крім того, довжина амінокислотних послідовностей впливала на термостійкість матеріалу.
За словами вчених, розуміння зв’язку між амінокислотною послідовністю, молекулярною структурою і особливостями матеріалу може дозволити синтезувати певні амінокислотні послідовності, щоб надати шовку бажані властивості.