Шелковые протеины, называемые спидроинами, представляют собой прочный белок, состоящий из 3500 аминокислот, повторяющихся по одному шаблону. Также, как электрическая батарейка, эти белки имеют два полюса — “северный” и “южный”. Пауки хранят это белок в жидкой форме в своих железах и трансформируют в твердую форму, выделяя его в условиях комнатной температуры. Этот процесс происходит невероятно быстро — более 40 дюймов в секунду. Для этого не нужны дополнительные источники тепла или давления — паук справляется со своей конструкц 1000 ией сам.
Ученые решили, что здесь не обошлось без химических процессов и предположили, что на структуру белков, выпускаемых из паучьих желез, влияет уровень кислотности pH. Для того, чтобы это проверить, Анна Райзинг и ее коллеги измерили уровень pH в железах паука Nephila clavipes.
Для этого они установили в железы микроскопические электроды, которые показали, что уровень pH падает от 7.6 до 5.7 уже на половине длины “канальца” (там, куда удалось поместить электрод). Это намного больше, чем кто-то мог предположить. Такое явление может служить косвенным признаком наличия специального фермента, который делает среду более кислотной.
Таким образом выяснилось, что паук хранит в себе жидкий белок с низкой кислотностью, который при выделении из желез меняет свой pH на более кислотные значения и быстро затвердевает. В результате получается невероятно тонкая и прочная шелковая нить. Это объясняет, почему пауку удается так быстро выбрасывать нити паутины из столь маленькой части своего тела.
Каково же было удивление ученых, когда они обнаружили в составе С “южного” терминала, испускающего нить, белковую структуру, напоминающую амилоидные фибриллы, которые образуются в мозгах людей, больных синдромом Альцгеймера. То есть, изучение основ производства паутины может не только помочь человеку в создании искусственного аналога, но и объяснит причины возрастного слабоумия у людей. Если ученые поймут принцип формирования таких белков и их объединения в паутинную нить, можно будет научиться и расщеплять их, что поможет вылечить людей с Альцгеймером.
