{"id":18009,"date":"2013-11-18T02:00:00","date_gmt":"2013-11-18T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/www.innovations-report.de\/html\/berichte\/materialwissenschaften\/neues_spinnenseide_222748.html"},"modified":"2013-11-16T10:05:10","modified_gmt":"2013-11-16T08:05:10","slug":"neues-uber-spinnenseide","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/neues-uber-spinnenseide\/","title":{"rendered":"Neues \u00fcber Spinnenseide"},"content":{"rendered":"
\"Spinne1\"
Eine Gartenkreuzspinne zieht mit den Beinen Spinnenf\u00e4den aus den Spinnwarzen an ihrem Hinterleib heraus. Spinnenf\u00e4den haben so spannende Eigenschaften, dass man sie gerne technisch nachbauen w\u00fcrde. (Foto: Manfred Schwedler)<\/figcaption><\/figure>\n

Spinnenf\u00e4den sind leicht, extrem rei\u00dffest und stark dehnbar. Das macht sie f\u00fcr industrielle Anwendungen interessant. Forscher vom Biozentrum der Uni W\u00fcrzburg haben jetzt neue Details \u00fcber die Proteine entdeckt, aus denen Spinnenf\u00e4den bestehen.<\/p>\n

Spinnennetze sind aus einem faszinierenden Material gemacht. Die achtbeinigen Krabbeltiere erzeugen es in ihren Spinndr\u00fcsen im Hinterleib aus speziellen Proteinen, die sie zu langen F\u00e4den verspinnen. Das geht extrem schnell: Beim Abseilen zum Beispiel ziehen sie die Seidenf\u00e4den mit einer Geschwindigkeit von bis zu einem Meter pro Sekunde aus ihrem K\u00f6rper heraus.<\/p>\n

Beeindruckend ist nicht nur die Geschwindigkeit, mit der Spinnen spinnen \u2013 auch das Material selbst ist erstaunlich: \u201eDer Abseilfaden und der Rahmenfaden eines Spinnennetzes sind, bezogen auf ihr geringes Gewicht, widerstandsf\u00e4higer als Stahl oder die High-Tech-Faser Kevlar\u201c, erkl\u00e4rt Hannes Neuweiler vom Biozentrum der Universit\u00e4t W\u00fcrzburg.<\/p>\n

Spinnenseide: viele Anwendungen m\u00f6glich
\n<\/strong>Kein Wunder also, dass in Forschungslabors und Firmen versucht wird, die Produktion von Spinnen-f\u00e4den technisch nachzuahmen. Denkbare Anwendungen gibt es genug: neuartige Fasern f\u00fcr Textilien zum Beispiel oder innovative Materialien f\u00fcr den Fahrzeugbau und die Medizintechnik. Zu den Vorteilen der Spinnenseide geh\u00f6rt auch, dass sie f\u00fcr den menschlichen Organismus sehr gut vertr\u00e4glich und komplett biologisch abbaubar ist.<\/p>\n

\u201eRein technisch klappt die Herstellung von Spinnenseide schon relativ gut. Aber die herausragenden mechanischen Eigenschaften von echten Spinnenf\u00e4den werden auf diesem Weg bislang nicht erreicht\u201c, sagt der Biotechnologe Neuweiler. Er kennt auch einen Grund daf\u00fcr: Die molekularen Vorg\u00e4nge beim nat\u00fcrlichen Spinnprozess sind immer noch nicht gut genug verstanden, um sie perfekt nachahmen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n

\"Spinne2\"
Wenn Spinnen mit rasanter Geschwindigkeit F\u00e4den produzieren, sind auch ungew\u00f6hnliche elektro-statische Wechselwirkungen zwischen den Proteinen im Spiel. (Bild: Hannes Neuweiler)<\/figcaption><\/figure>\n

Dynamik des Spinnprozesses gezeigt
\n<\/strong>Am Spinnprozess fasziniert den W\u00fcrzburger Forscher vor allem die Geschwindigkeit, mit der sich in der Spinne einzelne Protein-Molek\u00fcle zu langen F\u00e4den anordnen. Diesen Aspekt hat er genauer unter die Lupe genommen \u2013 schlie\u00dflich ist sein Forschungsteam darauf spezialisiert, die Dynamik von Proteinen sichtbar zu machen. Daf\u00fcr kommen unter anderem spezielle optische Techniken zum Einsatz.<\/p>\n

Neuweiler und seine Mitarbeiter haben nun einen bestimmten Abschnitt eines Seidenproteins der Raubspinne (Euprosthenops australis<\/em>) analysiert. \u201eDieser Abschnitt ist sehr interessant, weil er die endst\u00e4ndigen Bereiche der Proteine, die sich zu Seidenf\u00e4den verbinden, miteinander verkn\u00fcpft\u201c, so Neuweiler.<\/p>\n

Salz st\u00f6rt Geschwindigkeit der Protein-Verkn\u00fcpfung nicht<\/strong>
\nDas Ergebnis ist im Fachblatt \u201eNature Communications\u201c ver\u00f6ffentlicht: Der beobachtete Abschnitt verbindet die Proteine 1000 Mal schneller miteinander als es bei gew\u00f6hnlichen Protein-Protein-Wechselwirkungen der Fall ist. Dazu kommt eine weitere Auff\u00e4lligkeit: Der Prozess wird durch Salze nicht verlangsamt, was bei solch schnellen Proteinwechselwirkungen sonst immer geschieht. Die W\u00fcrzburger Forscher erkl\u00e4ren das mit einer elektrischen Besonderheit des untersuchten Proteinabschnitts, n\u00e4mlich mit ungew\u00f6hnlichen Dipol-Wechselwirkungen.<\/p>\n

\u201eBei der Seidenproduktion der Webspinnen scheint die Evolution einen Weg gefunden zu haben, eine stark beschleunigte Assoziation von Proteinen auch in Gegenwart physiologischer Salzkonzentrationen zu erm\u00f6glichen\u201c, meint Neuweiler. Denn am Ende des Spinnkanals der Spinndr\u00fcse, wo die Seidenproteinf\u00e4den entstehen, sind Salze in unterschiedlicher Zusammensetzung vorhanden, die f\u00fcr den Spinnprozess eine Rolle spielen. Ihre genaue Funktion dort ist bislang wenig verstanden.<\/p>\n

Das Ph\u00e4nomen weiter erforschen
\n<\/strong>Die W\u00fcrzburger Biotechnologen gehen der \u201eSalzresistenz\u201c jetzt weiter auf den Grund. Als n\u00e4chstes wollen sie pr\u00fcfen, ob das Ph\u00e4nomen auch bei anderen Spinnenseidenproteinen und in anderen Arten von Spinndr\u00fcsen auftritt. Denn Spinnen haben in ihrem Hinterleib bis zu sieben solcher Dr\u00fcsen, mit denen sie jeweils unterschiedliche Sorten von F\u00e4den erzeugen.<\/p>\n

“The N-terminal domains of spider silk proteins assemble ultrafast and protected from charge screening\u201d, Nature Communications, 15. November 2013, DOI 10.1038\/ncomms3815<\/em><\/p>\n

Kontakt<\/strong>
\nDr. Hannes Neuweiler,
\nLehrstuhl f\u00fcr Biotechnologie und Biophysik, Biozentrum der Universit\u00e4t W\u00fcrzburg,
\nTelefon: (0931) 31-83872,
\nEmail: hannes.neuweiler@uni-wuerzburg.de<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

[Materialwissenschaften] Spinnennetze sind aus einem faszinierenden Material gemacht. Die achtbeinig…<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[],"supplier":[1543],"class_list":["post-18009","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","supplier-universitaet-wuerzburg"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/18009","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=18009"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/18009\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=18009"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=18009"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=18009"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=18009"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}