Al een aantal jaren is bekend dat de voet van de mossel eiwitten uitscheidt die rijk zijn aan dopa, een afbraakproduct van het aminozuur tyrosine. Dopa kan een sterke binding aangaan met verschillende oppervlakten en is daarom erg in trek bij wetenschappers die onderzoek doen naar nieuwe biomaterialen.

Er zijn inmiddels verschillende synthetische polymeren met dopa-achtige zijketens gemaakt, maar zo kleverig als de voet van een mossel zijn deze nog niet. Het probleem: zodra dopa in contact komt met zuurstofmoleculen wordt het omgezet in dopaquinone en verliest het een groot deel van zijn kleefkracht.

Toch slaagt een mossel er in om ook in water -dat opgeloste zuurstofmoleculen bevat – zichzelf stevig vast te blijven houden aan rotsen en andere oppervlakten. Blijkbaar kent het weekdier een trucje om te voorkomen dat zijn voet in contact met zuurstof kleefkracht verliest. Wetenschappers van de Universiteit van Californië, onder leiding van chemicus Jing Yu, hebben nu ontdekt hoe dat trucje werkt.

Mosselen kennen een slim trucje waarmee zij zichzelf, zelfs onder water, stevig aan een rots vast kunnen kleven.

Sharon Mollerus, Wikimedia Commons

Antioxidant

Zodra een mossel zichzelf vastzet aan een rots komen verschillende eiwitten vrij die voor twintig tot dertig procent bestaan uit dopa. Vlak daarna – zo zagen Yu en zijn collega’s – wordt ook het eiwit mfp-6 (dat staat voor mussel foot protein-6) aangemaakt. Mfp-6 lijkt qua structuur sterk op de dopa-rijke eiwitten, maar heeft een heel andere samenstelling. In plaats van dopa bevat het nieuwe eiwit een hoge concentratie van het aminozuur cysteïne.

Mfp-6 heeft een veel zwakkere kleefkracht dan de dopa-rijke eiwitten, maar cysteïne komt wel zeer goed van pas. Het aminozuur werkt als antioxidant en vangt reactieve zuurstofmoleculen weg zodat niet alle beschikbare dopa direct wordt omgezet in dopaquinone. Op die manier zorgt mfp-6 ervoor dat de andere mosseleiwitten hun kleefkracht in een zuurstofrijke omgeving niet zo snel zullen verliezen.

De vraag is nu natuurlijk of het trucje van de mossel gebruikt kan worden om de kleefkracht van nieuwe biomaterialen te verbeteren. Is het inbouwen van cysteïne in een synthetisch polymeer voldoende om de kleefkracht in een zuurstofrijke omgeving op peil te houden? Die vraag kan Yu op dit moment nog niet beantwoorden. Daarvoor zal hij eerst een dopa-cysteïne polymeer in elkaar moeten knutselen.

Zie ook:

• De kleefstoffen van de kever (Kennislinkartikel)
• Onderwaterlijm van een mottenlarve (Kennislinkartikel)