血虫有可以激发自建材料的铜颚

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血虫有可以激发自建材料的铜颚
一种下颚含有异常大量铜的蠕虫依靠单一蛋白质来建立它的尖牙
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左:一只血虫的尖牙;右:单尖牙的扫描电子显微镜图像。Matter/Wonderly et. al.
被称为血虫的小型海洋生物能钻入海底泥泞中几米。它们有含有异常高水平的铜的注射毒液的下颚------现在我们知道一种单一的蛋白质对这些令人印象深刻的尖牙负责的,这可能会激发新的建筑材料方式。
加州大学圣巴巴拉分校的赫伯特·韦特和他的同事们一直在研究这种血虫(Glycera dibranchiata)的2毫米长的下颚,它由10%的铜组成,持续蠕虫的整个五年寿命。
他说,“你已经有一条正在制造一个像青铜一样坚硬也像某些陶瓷的下巴的小蠕虫,而它们正在自主的这样做”。
为了了解怎样,该团队使用先进的分子和力学分析技术并建模来调查蠕虫下颚的组成和详细功能。
该小组发现了它被一种控制多步骤过程的蛋白质规制,该过程首先将铜与环境结合,然后将铜混合到一种水溶液中,然后将其分离来产生一种致密的催化一种可用的氨基酸转化为一种黑色素液体。
韦特说,虽然黑色素往往作为一种其他动物中颜色特征的色素,但它似乎使血虫的下颚更能抵抗磨损。
他说,“一起,这些形成一种像橡胶填充的增强轮胎或玻璃纤维一样的复合材料,它们比机械行业做的涉及少得多的机制”。
这种蛋白质的相对简单结构令人惊讶,因为在生物化学中,催化剂通常基于远更复杂的蛋白质,并且蛋白质比只催化做更多的。韦特说,“它真的困惑思维,一个像这样的低复杂性系统如何能够做许多不同的基本上不相关的任务来想出一种复合材料”。
他说,这些发现可能会促使工程师来改进复合材料的设计和制造,比如混凝土和橡胶填充轮胎,从某种意义上说,这些材料可以帮助建造它们自己。
期刊参考:
https://www.newscientist.com/article/2317248-bloodworms-have-copper-jaws-that-could-inspire-self-building-materials/