Protein Mixin's Tangle • Galina Klink • Wissenschaftliches Bild des Tages über die "Elemente" • Zoologie, Materialwissenschaften

Protein Mixin

Diese Aufnahme, aufgenommen mit einem Rasterelektronenmikroskop, erfasst ein Gewirr, in das ein Proteinfaden mit einem Durchmesser von 10 nm und einer Länge von bis zu 15 cm gewickelt ist. ohne Kiefer Mucine sind Proteine ​​mit Polysacchariden, die an ihnen hängen, sie sind der Hauptbestandteil der Sekretion der Schleimdrüsen von Tieren. Das Wort "Mucins" kommt vom lateinischen "Schleim", was "Schleim" bedeutet – sie geben die geheimen Eigenschaften des Gels, das heißt, verwandeln Sie es einfach in Schleim.

Aber der Myxin-Schleim ist eine besondere Geschichte. Früher haben wir geschrieben, dass, wenn Sie ein Mixin mit einem Schwanz kneifen, es sofort eine ganze Wolke von Schleim (siehe Mixin, zu einem Knoten gebunden) fast einen Liter Volumen freigibt, das etwa fünfmal größer ist als das Tier selbst. Es wird vermutet, dass Myxin Schleim vor allem zum Schutz vor Feinden aufträgt: Die gebildete Substanz gelangt fast augenblicklich in die Kiemen des Angreifers, was nicht nur unangenehm, sondern auch gefährlich ist. Darüber hinaus verwendet Mixin Schleim bei der Jagd (um die Kiemen zu versiegeln) und wenn er zu einem Knoten gerollt wird, um einen besseren Schlupf zu erzielen.Aber wie schafft man es, eine so große Menge Schleim sofort zu isolieren?

Mixina löst Schleim aus und versucht, vor lästigen Schülern zu fliehen. Foto von chapman.edu

Der Punkt liegt nur bei diesen Protein- "Bällen", die nicht im Schleim der meisten anderen Tiere sind (und es gibt nur Muzine). Die Schleimdrüsen der Myxine haben eine besondere Struktur: in jedem von ihnen gibt es zwei Arten von Zellen – einige produzieren Mucin-Granulat (Blasen mit einem Durchmesser von 5 μm), die anderen – Bälle aus Proteinfäden in der Zusammensetzung ähnlich dem Keratin der Haare.

Zwei Produkte der Schleimdrüsen Myxine: Mucin Granula (kleine Blasen) und ein Gewirr von Proteinfäden (im Zentrum). Die Länge des Maßstabs – 50 Mikrometer. Foto aus dem Artikel D. S. Fudge et al., 2005. Zusammensetzung, Morphologie und Mechanik des Hagfish-Schleims

Wenn sich die Muskeln um die Drüse zusammenziehen, wird der Inhalt der "reifen" Zellen durch die enge Pore der Drüse in das Wasser gedrückt, wo sich die Mucingranula an den ablaufenden Filamenten anlagern. Die Filamente, die mit den Mucinen assoziiert sind, bilden ein loses Netzwerk, das in der Lage ist, ein großes Volumen an Wasser zurückzuhalten. Wasser ist nur der Hauptbestandteil von Myxin-Schleim – es macht 99,9% des Volumens des Endprodukts aus! Nach den Berechnungen der Forscher hat ein durchschnittliches 60-Gramm-Myxin einen Vorrat an Spiralen und Muzinen, die ausreichen, um 24 Liter Schleim zu bilden!

Kugeln aus Myxin-Proteinfäden entspannen sich im Meerwasser

Eine separate Frage: Wie faltet man so dichte Proteincoils? Zunächst werden in der Zelle 12 nm lange Filamente gebildet, aus denen dann ein Faden gesponnen wird. Die Details des Verfahrens wurden noch nicht untersucht, aber es wurde gezeigt, dass die Spule für diese Fäden der Zellkern ist. Beim Wickeln des Balls verändert sich der Kern, wird allmählich mit neuen Spulen verdrängt und wird dadurch fast flach. Es stellt sich heraus, dass neue Stränge nicht über die vorherigen stranguliert werden, sondern im Gegenteil in sie investiert werden. Die Forscher vermuten, dass der Mechanismus der Bildung des Balls die Rotation des Zellkerns beinhaltet.

Modell der Bildung von Tangles in den Zellen der Schleimdrüsen von Myxins. Auf der linken Seite zeigt, wie der Kern seine Form verändert, auf der rechten Seite – Zur gleichen Zeit legen sich Protein-Loops nieder. Abbildung aus dem Artikel von T. Winegard et al., 2014. Spulen- und Schleimdrüsenfadenzellen

Dank der Proteinfäden ist die Struktur des Myxinschleims so einzigartig, dass die Forscher sagen, dass daraus ein neues biologisch abbaubares Polymermaterial hergestellt werden kann. Tatsache ist, dass die Fasern dieses Schleims Leichtigkeit, Feinheit und Stärke wie ein Netz vereinen. Aber es stellte sich heraus, dass es sehr schwierig war, Webproteine ​​ohne die Beteiligung von Spinnen herzustellen, und Myxinschleimproteine ​​wurden bereits mit bakteriellen Systemen synthetisiert.Während die künstlichen Fasern, die von den Wissenschaftlern gemacht werden, der Festigkeit viel schlechter sind als die Fasern, die in den Drüsen von Myxins reif sind. Bedenken Sie auch die Möglichkeit, Fasern aus dem Schleim Myxin in der Lebensmittelindustrie zu verwenden, um die Konsistenz einiger Produkte zu verbessern.

Und trotzdem lässt uns der Schleim von myxins noch einmal überzeugen: Was auf den ersten Blick hässlich und langweilig aussieht, kann schön und interessant aussehen, wenn wir tiefer schauen.

Foto © M. Bernards aus Artikel K. Knight, 2014. Adhäsiv beschränkt sich auf Haifischfadenstränge.

Galina Klink


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