သဘာဝအရ၊ ပင့်ကူများသည် ကမ္ဘာပေါ်တွင် အပြင်းထန်ဆုံးသော ပိုးမျှင်များကို ဖန်တီးနိုင်ပြီး ၎င်းတို့သည် ပိုးတုမျှင်များထက် အချိန်မရွေး၊ မည်သည့်အခြေအနေမျိုးတွင်မဆို ပိုမိုကောင်းမွန်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိရှိသော အမျှင်များကိုပင် ဖန်တီးနိုင်သည်။ ပင့်ကူတွေရဲ့ အစွမ်းအစနဲ့ သူတို့ဖန်တီးထားတဲ့ ပိုးတွေက သုတေသီတွေ စိတ်ဝင်စားနေတာ ကြာပါပြီ။ ယနေ့ခေတ်တွင် သိပ္ပံပညာရှင်များသည် စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် အထည်အလိပ်များမှ အားကစားပစ္စည်းများနှင့် စက်များတွင် ရေရှည်တည်တံ့သော အစိတ်အပိုင်းများအထိ အသုံးချမှုအမျိုးမျိုးတွင် အသုံးပြုနိုင်သည့် ပင့်ကူတုပိုးမျှင်များကို တီထွင်ခဲ့ကြသည်။ သဘာဝ ပင့်ကူပိုး၏ ထုတ်လုပ်မှုနည်းလမ်းသည် ပိုးစုဆောင်းရန်အတွက် ပင့်ကူများ၏ မွေးမြူရေးခြံတွင် အဓိကအားထားနေရသော်လည်း ဤစုဆောင်းမှုပုံစံသည် စက်မှုလုပ်ငန်းနှင့် ထိရောက်မှု လိုအပ်နေသေးသည်။ အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ ဓာတုပင့်ကူပိုးမျှင်များသည် ပင့်ကူပိုးပရိုတင်း (spidroins) ကို နိုင်ငံခြားအိမ်ရှင်တစ်ခုတွင် ထုတ်လုပ်ရမည်ကဲ့သို့သော စိန်ခေါ်မှုအချို့နှင့် ရင်ဆိုင်နေရဆဲဖြစ်သည်။ အချို့သော prokaryotic microorganisms၊ eukaryotes၊ အပင်များနှင့် မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းထားသော တိရစ္ဆာန်များကဲ့သို့သော သင့်လျော်သော host အများအပြားကို သိပ္ပံပညာရှင်များက ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သော်လည်း ၎င်းတို့၏ အထွက်နှုန်းနည်းပါးကာ ၎င်းတို့ထုတ်လုပ်သည့် ပင့်ကူပိုးပရိုတိန်းများသည် ရေတွင်ပျော်ဝင်မှုနည်းပါသည်။ နောက်ဆက်တွဲ ချည်ငင်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်သည် ထုတ်လုပ်မှုနည်းလမ်းနှင့် ဓာတုဖိုက်ဘာတည်ဆောက်မှုတွင် ကြီးမားသောတိုးတက်မှုကို အမှန်တကယ်ဖြစ်စေနိုင်သော်လည်း ၎င်း၏စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများသည် သန့်စင်သောသဘာဝပိုးမျှင်များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက မလုံလောက်သေးပါ။ ထို့ကြောင့် ဆွီဒင်နိုင်ငံရှိ Karolinka Institute မှ Jan Johansson နှင့် Anna Rising တို့သည် ပင့်ကူပိုးမျှင်များ၏ ဂုဏ်သတ္တိများကို ထိခိုက်စေသည့် အဓိကအကြောင်းရင်းများကို ရှာဖွေဖော်ထုတ်ခဲ့ကြပြီး မတူညီသောဖြေရှင်းနည်းများ၏ အားသာချက်များနှင့် အားနည်းချက်များကို နှိုင်းယှဉ်ကာ စူပါအတု ပင့်ကူပိုးမျှင်အသစ်များ ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် လမ်းပြမြေပုံတစ်ခုကို ရေးဆွဲခဲ့ကြပါသည်။ . ၎င်းတို့၏ ရှေ့ရှုမြင်သုံးသပ်ချက်များကို ACS Nano ဂျာနယ်၏ နောက်ဆုံးထုတ် ဂျာနယ်တွင် ဖော်ပြထားပြီး "ပင့်ကူများ မလုပ်နိုင်သော အရာများကို လုပ်ဆောင်ခြင်း- မြင့်မြတ်သော ပိုးမျှင်မျှင်များအတွက် လမ်းပြမြေပုံ" ဟု ခေါင်းစဉ်တပ်ထားသည်။

ယေဘူယျအားဖြင့်၊ ပင့်ကူတစ်ခုစီသည် မတူညီသော ပိုးမျှင်ခုနစ်မျိုးကို ဖန်တီးနိုင်သည်၊ တစ်ခုစီတွင် မတူညီသော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများရှိသည်။ ဤပိုးမျှင်များသည် အမိုင်နိုအက်ဆစ် 110-130 ပါဝင်သော ထပ်တလဲလဲနေရာများ၏ globular terminal domains များကို မျှဝေပေးသော ပင့်ကူပိုးပရိုတင်းများဖြင့် အဓိကဖွဲ့စည်းထားပါသည်။ ပိုးသားပရိုတင်းရှိ ဤ terminal domains များသည် ထူးခြားပြီး ပိုး၏ပျော်ဝင်နိုင်မှုကို ထိန်းညှိပေးပြီး ဖိုက်ဘာဖွဲ့စည်းခြင်းကို ထိန်းချုပ်ပေးကာ ထပ်ခါတလဲလဲ domain များသည် ပိုး၏စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို ထိန်းချုပ်ပါသည်။ ၎င်းတို့အနက် အပြင်းထန်ဆုံး ပိုးဖိုက်ဘာ (Dragline) သည် အဓိကအားဖြင့် ampullary ပိုးပရိုတင်း (MASPs) ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားပြီး ၎င်း၏ ထပ်ခါထပ်ခါ ဒေသတွင် အဓိကအားဖြင့် ထပ်တလဲလဲ poly-Ala အပိုင်းနှင့် glycine ကြွယ်ဝသော အထပ်ထပ် ဒေသ (Gly) တို့ပါရှိသည်။ ပင့်ကူများ၏ပိုးဂလင်းများတွင်၊ ပိုးသားပရိုတင်း၏အာရုံစူးစိုက်မှုသည် 50% (W/V) အထိမြင့်မားသည်။ ပင့်ကူပိုးပရိုတိန်းသည် ဤမျှမြင့်မားသောအာရုံစူးစိုက်မှုနှင့် အနည်မထုတ်နိုင်သောနေရာတွင် မည်သို့ရှိနေမည်ကို ကျွန်ုပ်တို့ အပြည့်အဝနားမလည်သေးသော်လည်း ယနေ့ခေတ်တွင် လူသိများသော သိုလှောင်မှုပုံစံမှာ အဓိကအားဖြင့် ပိုးဂလင်းများအတွင်း သိုလှောင်ထားသော ဆံထုံးပုံစံအတိုင်း ဧရိယာကို ထပ်ခါထပ်ခါပြုလုပ်ရန်ဖြစ်ပြီး၊ alpha helix terminal domain သည် အချို့သော hydrophilicity ကို ထိန်းသိမ်းရန် ပိုးပရိုတင်းကို ပြုလုပ်နိုင်ပြီး၊ ၎င်းသည် အဓိကအားဖြင့် silkgland အတွင်းပိုင်းသိုလှောင်မှု၏ မျက်နှာပြင်အလွှာတွင် ကူညီပေးရန် တွဲထားသည်။ ပင့်ကူပိုးမျှင်များ ပေါင်းစပ်ခြင်းကို pH တန်ဖိုး ကျဆင်းခြင်းနှင့် နှိုင်းယှဥ်ကျစ်ကျစ်မှု တိုးလာခြင်းတို့ အပါအဝင် pH တန်ဖိုး ကျဆင်းခြင်းနှင့် နောက်ဆုံးတွင် ပင့်ကူပိုးပရိုတင်းများ ဖွဲ့စည်းခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေသည့် ပင့်ကူပိုးမျှင်များ ပေါင်းစပ်ခြင်းကို အဓိကအားဖြင့် လုပ်ဆောင်သည်။ ပိုစိတ်ဝင်စားစရာကောင်းတာက ပင့်ကူပိုးပရိုတင်းတွေရဲ့ N နဲ့ C terminal domains တွေဟာ ပေါင်းစပ်စဉ်အတွင်း "သော့ခတ်ပြီး အစပျိုးခြင်း" အဖြစ် လုပ်ဆောင်ပါတယ်။ n-terminal ဒိုမိန်းသည် ကွန်ရက်ချိတ်ဆက်မှုကို အတုယူကာ ပင့်ကူပိုးပရိုတင်းကို သော့ခတ်သည့်နည်းဖြင့် pH နိမ့်သောနေရာတွင် လျော့နည်းသွားပါသည်။ pH တန်ဖိုးနှင့် shear stress တို့၏ လွှမ်းမိုးမှုအောက်တွင်၊ C-terminal ဒေသသည် β-lamellar နျူကလိယကို ဖွဲ့စည်းခဲ့ပြီး၊ အမိုင်နိုအက်ဆစ် ထပ်တလဲလဲနေရာမှ β-lamellar နျူကလိယအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲမှုကို မြှင့်တင်ပေးသည်။ နောက်ဆုံးတွင်၊ ဤ "သော့ခတ်ခြင်းနှင့် အစပျိုးခြင်း" ယန္တရားသည် အရည်ပိုးပရိုတင်းကို အစိုင်အခဲဖိုင်ဘာအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပေးသည်။

ပင့်ကူပိုးတွင် fibrin ၏အဓိကအစိတ်အပိုင်းများ

ပင့်ကူပိုးမျှင်များကို ထိခိုက်စေသော အဓိကအချက်များစွာ

macroampullary ပိုးသားပရိုတင်းသည် နာနိုစကေးဖွဲ့စည်းပုံတွင် anisotropic ဖြစ်ပြီး ၎င်း၏ laminated β-lamellar nuclei သည် ပုံဆောင်ခဲဒိုမိန်း (β-crystal) ကို amorphous matrix တွင် ထည့်သွင်းထားသည်။ ၎င်း၏အဓိကလုပ်ဆောင်ချက်မှာ ပင့်ကူပိုးမျှင်များ၏ ဆန့်နိုင်အားကို ထိန်းချုပ်ရန်ဖြစ်သည်။ ဤဖွဲ့စည်းပုံသည် ၎င်း၏စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများကို ဆုံးဖြတ်ရန် သော့ချက်ဖြစ်သည်။ ပုံဆောင်ခဲ၏ဒီဂရီနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကြား တိကျသောဆက်နွယ်မှုအား ရှင်းလင်းစွာမသိရသော်လည်း crystal domain ၏ထုထည်သည် မြင့်မားသော tensile strength ကိုရရှိရန်၊ kinetic simulation အားဖြင့် power နှင့် toughness ကို လျှော့ချရာတွင် အဆုံးအဖြတ်ပေးသည့်အခန်းကဏ္ဍမှပါဝင်သည်ကို တွေ့ရှိရသည်။

ပိုးသားပရိုတင်းများသည် လျှို့ဝှက်ရေးပရိုတိန်းများဖြစ်သောကြောင့် ၎င်းတို့သည် လျှို့ဝှက်ရေးလမ်းကြောင်းအတွင်းသို့ ဝင်ရောက်ရန် endoplasmic omentum ကိုဖြတ်သန်းရမည်ဖြစ်သည်။ ပိုးသားပရိုတင်းများကို endoplasmic omentum သို့ပို့ဆောင်ရန် လိုအပ်မှုသည် ဓာတုပိုးမျှင်များအတွက် အဓိကထည့်သွင်းစဉ်းစားရမည့် β-crystalline အပိုင်းများနှင့် အလွှာများကြားရှိ တုံ့ပြန်မှုများကို ပြေလည်အောင်ဆောင်ရွက်ပေးသည့် ဘေးထွက်ကြိုးများအသုံးပြုခြင်းကို တားဆီးထားသည်။

Polyalanine သည် ရေခံနိုင်ရည်နှင့် ပိုးဖိုက်ဘာထုတ်လုပ်ခြင်းတွင် တစ်ခုတည်းသော alanine ထက် သိသိသာသာ ကောင်းမွန်ပါသည်။ ပိုလီအာမီနိုအက်ဆစ်များ (Poly-Ala, Poly-Val, Poly-Ile) ကို အခြေခံ၍ Zipper ဒေတာဘေ့စ်မှ ဟောကိန်းထုတ်ချက်များအရ ရေ-ခံနိုင်ရည်ရှိသော ပိုလီအာမီနိုအက်ဆစ်များသည် ပိုမိုတည်ငြိမ်သော β-lamellar နျူကလီးယား အပြန်အလှန်တုံ့ပြန်မှုများကို အမှန်တကယ်ထုတ်လုပ်ကြောင်း ညွှန်ပြပါသည်။ ပင့်ကူသည် ဤအမိုင်နိုအက်ဆစ်နှစ်မျိုးကို macroampullary ပိုးသားပရိုတင်းအဖြစ် အသုံးမပြုရခြင်းအကြောင်းမှာ ၎င်း၏အတော်လေးပြင်းထန်သောရေကို တွန်းလှန်နိုင်ခြင်းကြောင့်ဖြစ်ပြီး endoplasmic omentum ဖြတ်သန်းသွားသောအခါတွင် ထိုထပ်တလဲလဲနေရာများသည် ပိတ်မိသွားနိုင်သည်။ ယနေ့ခေတ်နည်းပညာသည် valine နှင့် isoleucine ကဲ့သို့သော အမိုင်နိုအက်ဆစ်ကြိုးများကို အခြားကွင်းဆက်များနှင့် endoplasmic reticulum ဖြတ်ကျော်ရန်မလိုအပ်ဘဲ ဆဲလ်အတွင်း တိုက်ရိုက်ဖော်ပြခြင်းဖြင့် eukaryotic စနစ်များတွင် ပင့်ကူပိုးမျှင်များ ပေါင်းစပ်မှုကို အထောက်အကူဖြစ်စေပါသည်။ သို့သော်၊ ဤအမိုင်နိုအက်ဆစ်ကြိုးနှစ်ခု၏ မြင့်မားသော hydrophobicity သည် နျူကလိယအတွင်းရှိ အမျှင်များကို လက်ခံရရှိရန် ခက်ခဲစေသည်။ ဟုတ်ပါတယ်၊ အမျှင်များကို အော်ဂဲနစ်ပျော်ဝင်စေမှုများနှင့် လှည့်ပတ်ခြင်းဖြင့် အတုပြုလုပ်ခြင်းဖြင့် ပျော်ဝင်နိုင်မှုလိုအပ်ချက်များကို လျှော့ချနိုင်သော်လည်း ၎င်းသည် ပိုမိုခေတ်မီဆန်းပြားသော ပေါင်းစပ်မှုနည်းလမ်းများ လိုအပ်မည်ဖြစ်သည်။

စူပါပင့်ကူအတု ပိုးမျှင်အသစ်များ ပေါင်းစပ်မှုအတွက် လမ်းပြမြေပုံ

လူသိများသော သီအိုရီများနှင့် နည်းလမ်းများကို အခြေခံ၍ စာရေးသူသည် စူပါအတု ပင့်ကူပိုးမျှင်များ ပေါင်းစပ်ခြင်းအတွက် လမ်းပြမြေပုံကို အကျဉ်းချုံးခဲ့သည်။ ပထမဦးစွာ၊ ဇီဝနည်းပညာဆိုင်ရာ (ဆီလီကို) တွင်အသုံးပြုသည့်နည်းလမ်းများကို စီစဉ်နေရာတိုးမြှင့်ပေးသည့် အမျိုးအစားများမှ polyamino acid (poly-val, poly-ile) ထပ်တလဲလဲနေရာများနှင့် β- crystals များကို ပေါင်းစပ်ရန် အသုံးပြုနိုင်သည်။ မော်လီကျူးဒိုင်းနမစ် သရုပ်ဖော်မှုများဖြင့် တည်ငြိမ်မှုနှင့် မာကျောမှုအတွက် ဤရလဒ်ထွက်ရှိသော သလင်းကျောက်များကို အကဲဖြတ်နိုင်သည်။ ပင့်ကူများသည် အဝေးကြီးကို ဆန့်ထုတ်ထားသော ဝင်ရိုးစွန်းမဟုတ်သော ပစ္စည်းများကို အသုံးပြု၍ ပိုးထည်များကို ဖန်တီးနိုင်ခြင်း မရှိသောကြောင့် အသစ်မိတ်ဆက်ထားသော ဒြပ်စင်သည် ဓာတုပိုးထည်အတွက် အကျိုးကျေးဇူးအချို့ကို ဆောင်ကြဉ်းလာမည်မှာ သေချာပါသည်။ မှန်ပါသည်၊ ပေါင်းစပ်ထားသော β-သလင်းခဲအသစ်များဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော ထပ်ခါတလဲလဲ ဒေသများကိုလည်း မော်လီကျူးဒိုင်းနမစ် သရုပ်ဖော်မှုများနှင့် စမ်းသပ်စစ်ဆေးမှုများဖြင့် အကဲဖြတ်ရန် လိုအပ်ပါသည်။ နောက်ဆုံးတွင်၊ ပင့်ကူမှထုတ်လုပ်သော ပိုးမျှင်များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ရန်အတွက် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံများအတွက် စမ်းသပ်နိုင်သည် ။