Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X

Naukowy styl życia

Nauka i biznes

Strona główna Informacje

Materiał dla Spidermana - superwytrzymałe białko


Białko 2B1Y o rekordowej wytrzymałości na rozciąganie mechaniczne. Naukowcy z Instytutu Fizyki PAN w Warszawie znaleźli białko dwukrotnie bardziej wytrzymałe od białek tworzących pajęcze nici. Przegląd tysięcy struktur białkowych ujawnił, że pająki wcale nie stosują budulca o najlepszych parametrach mechanicznych.

Praca opisująca odkrycie naukowców z IF PAN ukazał się w listopadzie w prestiżowym czasopiśmie fizycznym "Physical Review Letters".
 
Znalezione przez warszawskich fizyków białko mogłoby posłużyć przy produkcji opatrunków lub nici chirurgicznych. Mogłyby też być używane przy tworzeniu efektywnych absorberów energii mechanicznej. "Zawsze pozostaje też możliwość udoskonalenia Spidermana. Gdyby był zainteresowany współpracą, wie, gdzie nas szukać" - żartuje prof. Marek Cieplak, który w IF PAN kieruje zespołem zajmującym się badaniem stabilnością mechaniczną białek. Zanim jednak białko znajdzie zastosowania, jego właściwości mechaniczne muszą zostać potwierdzone.
 
Jak w przesłanym PAP komunikacie poinformowali przedstawiciele IF PAN, symulacje mechanicznego rozciągania dużej liczby struktur białkowych udało się przeprowadzić dzięki rozwijanej w ich instytucie od lat teorii i szybkim algorytmom modelującym zachowanie białka. Wyniki przeglądu przyniosły spore zaskoczenie.
 
"Obecny przegląd, już drugi przeprowadzony przez naszą grupę, objął 18 tysięcy białek z największej bazy danych – Protein Data Bank. Spodziewaliśmy się znaleźć wśród nich struktury bijące dotychczasowe rekordy wytrzymałości na rozciąganie. Nie sądziliśmy jednak, że tak wyśrubujemy rekord" - mówi prof. Marek Cieplak,
 
W komunikacie wyjaśniono, że białka są wytwarzane przez rybosomy jako długie, proste łańcuchy aminokwasów. Po wyprodukowaniu, w odpowiednich warunkach każdy łańcuch zwija się w kłębek. W ten sposób tworzy się struktura, o kształcie charakterystycznym dla konkretnego białka.
 
Współczesne narzędzia laboratoryjne pozwalają chwytać pojedyncze cząsteczki białka za swobodne końce łańcuchów i poddawać je mechanicznemu rozciąganiu. Operacje te są przeprowadzane za pomocą mikroskopów sił atomowych lub tzw. szczypiec optycznych. Doświadczenia wymagają jednak dużej staranności i są czasochłonne, na dodatek niewiele laboratoriów potrafi je przeprowadzać. W rezultacie do tej pory na świecie przebadano tak zaledwie ok. 100 białek.
 
"My nie przeprowadzamy doświadczeń z rozciąganiem białek. Robimy symulacje komputerowe, które korzystają z naszego własnego modelu teoretycznego, rozwijanego już od kilkunastu lat. Jest uproszczony, empiryczny, ale przez to symulacje są bardzo szybkie. Zbadanie procesu rozciągania jednego białka za pomocą dokładnych modeli zajmuje nawet pół roku. My już po 20 minutach dostajemy wyniki, które dobrze się zgadzają z pomiarami w laboratoriach" - wyjaśnia prof. Cieplak.
 
Rozerwanie nici DNA – jej "rozpięcie" niczym zamka błyskawicznego – wymaga niewielkiej siły, w każdym momencie pęka bowiem tylko jedno słabe wiązanie wodorowe. Wystarczy do tego siła zaledwie 15 pikoniutonów (1 pN to jedna tysięczna jednej miliardowej niutona). W przypadku białek za wytrzymałe uznaje się struktury zrywające się przy siłach powyżej 200 pN. Wśród białek zbadanych doświadczalnie dotychczasowy rekordzista wytrzymywał 500 pN.
 
Tymczasem w wyniku symulacji naukowcy z IF PAN znaleźli białko, znane jako 1TFG, które wytrzymuje siłę aż 1500 pN - dwukrotnie większą od tej, która zrywa struktury pajęczej nici. Jak wyjaśniono w komunikacie, rekordowa wytrzymałość wynika ze specyficznej budowy zwiniętego białka, w której korzystnie umiejscowione są silne wiązania kowalencyjne – mostki dwusiarczkowe.
 
W najnowszym przeglądzie białek fizykom z IF PAN udało się znaleźć jeszcze kilkanaście innych struktur o wytrzymałości na rozciąganie dochodzącej do 1000 pN.

Źródło: http://www.naukawpolsce.pap.pl/
 

Tagi: białko, wytrzymałość, wytrzymałe białko, materiał, lab, laboratorium, laboratoria
Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Recenzje




Nasz wewnętrzny tik-tak
05-12-2016

Nasz wewnętrzny tik-tak

Moje ciało – moja twierdza, a właściwie olbrzymia fabryka, która do prawidłowego funkcjonowania potrzebuje współdziałania wielu organów.

Pływanie zmniejsza ryzyko zgonu
02-12-2016

Pływanie zmniejsza ryzyko zgonu

Pływanie, uprawianie aerobiku i sportów rakietowych związane jest z mniejszym prawdopodobieństwem zgonu z różnych przyczyn.

znajdz nas na fcb
Informacje dnia: Nasz wewnętrzny tik-tak Toksyna botulinowa i jej medyczne zastosowanie Oświadczenie dotyczące publikacji artykułu Stypendia naukowe dla wybitnych młodych naukowców Nanomateriały pomagają w oczyszczaniu wody Pływanie zmniejsza ryzyko zgonu Nasz wewnętrzny tik-tak Toksyna botulinowa i jej medyczne zastosowanie Oświadczenie dotyczące publikacji artykułu Stypendia naukowe dla wybitnych młodych naukowców Nanomateriały pomagają w oczyszczaniu wody Pływanie zmniejsza ryzyko zgonu Nasz wewnętrzny tik-tak Toksyna botulinowa i jej medyczne zastosowanie Oświadczenie dotyczące publikacji artykułu Stypendia naukowe dla wybitnych młodych naukowców Nanomateriały pomagają w oczyszczaniu wody Pływanie zmniejsza ryzyko zgonu

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Warszawskie Stowarzyszenie Biotechnologiczne (WSB) „Symbioza” Obywatele Nauki NeuroSkoki Biomantis Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA BIOOPEN 2016 QDAY Mlodym Okiem Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja „Pomiędzy naukami – zjazd fizyków i chemików” WIMC WARSZAWA 2016 Konferencja Biomedyczna Projektor Jagielloński Instytut Lotnictwa EuroLab