Endlich bekannt: Zusammensetzung der Spinnenseide

Unglaublich, aber wahr: Spinnenfäden sind von einer Festigkeit wie sie bei keinem anderen, im Labor hergestellten Material bisher hergestellt werden konnten. Die Herausforderung an die Erforschung der Spinnfäden war deshalb gross. Wie schafft es die Spinne, die Seidenproteine in der Spinndrüse zu speichern und diese innert kürzester Zeit zu Fäden mit hervorragenden Eigenschaften zu verarbeiten und warum ist der Spinnfaden von derartiger Zugfestigkeit?

Diesen Kernfragen gingen die Forscher in den letzten Jahren nach, indem sie den Spinnvorgang und die Spinnfäden der Gemeinen Gartenspinne und der Schwarzen Witwe untersuchten.

Die einzelnen Spinnseidenmoleküle werden in der Spinndrüse in kleinen Tröpfchen (Mizellen) gespeichert. Die Eiweissketten sind aussen gelagert und die Wasser abweisenden Sequenzen in der Mitte. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Proteine gut gelöst gespeichert werden.

Im Spinnkanal ist die Aneinanderreihung der Proteinketten erwünscht, was durch einen niedrigen Salzgehalt und physikalische Kräfte ermöglicht wird und ein Faden gebildet wird.

In der letzten Forschungsphase wurde nun das andere Ende des Spinnfadens untersucht, die eine wichtige Rolle spielt bei der Konstruktion eines stabilen und reissfesten Fadens. Reguliert wird der Spinnfaden zwischen Drüse und Spinnkanal durch Veränderungen des pH-Wertes und des Salzgehalts. Auf diese Weise können Sich Anfang und Ende des Spinnfadens zusammen lagern und endlos lange Ketten von Spinnenseidenproteinen zusammen geführt werden. Durch die Querverbindung werden die Spinnfäden sehr stabil. In der künstlichen „Nachahmung“ von Polymeren war die zusätzliche Querverbindung bis anhin nicht bekannt. Die Erforschung des Spinnfadens könnte zur Entwicklung von neuen chemischen Materialien mit verbesserten Eigenschaften führen.

 

(Quelle idw)