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Oliver Reiser

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Im Netz der Spinne

von Dr. Chiara Cabrele, Universität Regensburg

Stärker als Stahl und elastischer als das für Strumpfhosen verwendete Nylon – Die Materialien der Spinnennetze könnten viele Bereiche, etwa die Mikrochirurgie, revolutionieren. © Chemie-im-Alltag 2003

 

Das Netz der Spinnen besteht aus verschiedenen Arten von Seiden, deren physikalische und mechanische Eigenschaften für die Entwicklung neuer Biomaterialien von großem Interesse sind.

Der Aufbau eines Spinnennetzes

Spinnen haben Drüsen, die spezialisiert sind, unterschiedliche Seiden zu produzieren. Unter ihnen wird das Major-ampullate-Schleppseil als Sicherheitsseil und Baumaterial für das Feld und die Radien des Netzes benutzt. Die Zugfestigkeit dieses Seils beträgt 4•109 N/m2, etwa fünfmal stärker als die von Stahl. Trotzdem ist es aber auch sehr elastisch, es kann um bis zu 35 Prozent gedehnt werden.

Die Minor-ampullate-Seide verstärkt das Netz, ist aber viermal weniger stark und siebenmal weniger flexibel als das Major-ampullate-Schleppseil.

Die Flagelliform-Seide ist die für die Gefangennahme zuständige Spirale. Sie ist extrem flexibel und kann auf das Dreifache ihrer normalen Länge gedehnt werden, bevor sie zerreißt.

Die chemische Zusammensetzung der Spinnenseiden: Primärstruktur

Die Spinnenseide besteht aus Proteinen, die einen hohen Gehalt an den Aminosäuren Alanin (abgekürzt als Ala im Drei-Buchstaben-Kodex oder A im Ein-Buchstaben-Kodex) und an Glycin (Gly oder G) haben (Formeln Abbildung rechts, zur Vergößerung anklicken). Vier wiederkehrende Motive sind identifiziert worden:
(1) An
(2) (GA) n
(3) GPGXX (P oder Pro = Prolin; X = eine der 20 natürlichen Aminosäuren)
(4) GGX.

Von der Spinnenspezies Nephila clavipes wurden zwei Proteine isoliert, aus denen das Schleppseil aufgebaut ist: die Major-ampullate-Spinnenseiden 1 (MaSp1) und 2 (MaSp2).
MaSp1 enthält die Motive An, (GA) n und GGX, während bei MaSp2 die Motive GPGXX und An vorkommen.
Die Minor-ampullate-Spinnenseide ist MaSp1 ähnlich, während die Flagelliform-Seide die beiden Motive GPGXX und GGX enthält.

> > > WEITER zum zweiten Teil: Die chemische Zusammensetzung von Spinnenseiden: Sekundärstruktur

Bildnachweis:
Spinnennetz: Michael Hartl (Public Domain)

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