Notícia pouco clara, e bastante superficial, foi publicada ontem no jornal O Estado de S. Paulo, descrevendo algumas das propriedades das teias das aranhas:
Cientistas revelam a mecânica por trás da teia de aranha – Pesquisadores produziram vários arranjos a partir de subunidades já conhecidas
Uma pesquisa publicada recentemente no Biophysical Journal descreveu a arquitetura das teias de aranha a partir do nível atômico e revelou novas informações sobre a estrutura molecular do material produzido por estes animais.
A força das teias, que parecem ser bem frágeis, sempre chamou a atenção dos cientistas. “As fibras das teias têm propriedades mecânicas espetaculares. Elas tem uma força comparada a do ferro, uma tenacidade maior que a do Kevlar – uma fibra sintética muito resistente – e a densidade menor que a do algodão e do nylon”, disse Dr. Frauke Gräter, do Instituto alemão Heidelberg, um dos autores do estudo.
Sabe-se que as teias de aranha consistem em dois tipos de blocos, os componentes amorfos leves e os cristalinos fortes. O que a equipe do Dr. Gräter fez foi desenvolver um estudo que começava a observar a arquitetura a partir do nível atômico para entender com as estas subunidades contribuíam para a construção dos blocos. Eles então usaram simulações moleculares para estudar estas subunidades individualmente e em duplas.
A conclusão a que eles chegaram é de que as subunidades amorfas são responsáveis pela elasticidade da teia e pela distribuição do estresse pelo fio. Já para a tenacidade do material foi necessária uma quantidade específica de subunidades cristalinas. A forma como elas são distribuídas na estrutura também interfere neste resultado. Estruturas diferentes com estes mesmos componentes foram testadas durante o estudo. “Um arranjo serial das subunidades cristalinas e amorfas em discos superou um arranjo aleatório ou paralelo, sugerindo um novo modelo estrutural para a teia”, explica o cientista. O estudo é mais um passo no desenvolvimento de fibras artificiais tão resistentes como as produzidas pelas aranhas.
Escrevi um texto sobre este assunto no blog Química Viva, o qual reproduzo parte aqui.
A química supramolecular das aranhas
Dois artigos recentemente publicados na revista científica Nature, sobre a química, a bioquímica e a biofísica dos fios das teias de aranhas, foram comentados em um artigo publicado em outra revista científica, Angewandte Chemie International Edition. O texto a seguir é uma tradução livre deste.
O fio das teias de aranhas é um material absolutamente excepcional: tem uma resistência mecânica proporcionalmente maior do que a do aço quando se leva em conta sua baixa densidade. Um único fio de teia de aranha alinhado sobre a linha do equador teria a massa de apenas 500 gramas. Os fios da teia de aranhas são feitos de proteínas: uma cadeia polipeptídica que consiste de uma sequência repetida de dois fragmentos peptídicos, juntos chamados de “sequência AQ”. O fragmento A é hidrofóbico (hidro=água; fobia=aversão. Ou seja, aversão à água, um fragmento que não admite moléculas de água associadas), que apresenta muitas unidades do aminoácido alanina (A): GPYGPGASA6GGYGPGGQQ (cada letra corresponde a um aminoácido). O fragmento Q é hidrofílico (hidro=água; filo=afinidade. Ou seja, com afinidade por água, é um fragmento que apresenta moléculas de água associadas através de ligações de pontes de hidrogênio), rico em glutamina e em glicina: (GPGQQ)4. Esta estrutura AQ é a “parte central” da fibra do fio da teia de aranha, e sua estrutura e função lembram a do colágeno (proteína espalhada pelo corpo dos humanos que forma o tecido conjuntivo). A fibra dos fios da teia de aranha são formados por 12 fragmentos AQ, os quais terminam com fragmentos diferentes, que atuam como “sinais químicos” e partes diferentes constituídas por grupos amina livres (-NH2) e grupos carboxila livres (-CO2H). Estas partes diferentes formadas pelos grupos amina e carboxila livres participam de funções diferentes, como controle da solubilidade da proteína e da formação da fibra que dá origem ao fio da teia de aranha.
Não deixe de ler o texto na íntegra, aqui.
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A Química da Vida 
A natureza é mesmo grandiosa!
Quem imaginaria que uma teia de aranha tivesse uma grande resistência? Tudo isso graças às ligações, e suas proteínas. Mas e quanto à desnaturação sofrida pelas proteinas? Quais os riscos que isso acarretará para as teias, uma vez que as aranhas dependem delas.
Oi Eliane,
Nos artigos que eu li não encontrei nenhuma informação sobre a desnaturação destas proteínas.
Roberto