Die Rolle von ungewöhnlich sauren Proteinen und deren Glykosylierungen in biomineralogischen Prozessen: Stabilisierung amorpher Calciumcarbonat-Vorläufer durch zwei ungewöhnlich saure Proteine aus der mediterranen Steckmuschel Pinna Nobilis
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Anhand von Ultrastrukturanalysen wurde nachgewiesen, dass es sich bei den calcitischen Prismen von Pinna nobilis, der mediterranen Edlen Steckmuschel, um Mesokristalle handelt — also um Kristalle, die sich zwar wie ein Einkristall in der Röntgenbeugung verhalten aber de facto aus nanoskaligen Primärpartikeln zusammensetzen. Neben den bisher bekannten Beispielen von Seeigel-Stacheln verschiedener Taxa und dem Perlmutt der Perlenauster Pinctada fucata, ist dies nun ein weiterer Beleg dafür, dass Biominerale Mesokristalle sein können. Durch biomimetische Kristallisationen, die in Anwesenheit von zwei Proteinen der prismatischen Schicht der Pinna nobilis durchgeführt wurden, konnten erstmals überzeugende Belege dafür geliefert werden, dass sich mesokristalline Biominerale über den ungewöhnlichen Pfad von flüssig-amorphen Vorläufern bilden können. Unsere Befunde bestätigen damit uneingeschränkt die jüngsten Erkenntnisse von Seto et al. Interessanterweise finden sich ähnliche Ultrastrukturen auch in Glycimeris glycimeris, der Gemeinen Samtmuschel. Diese Art ist in ihrer Struktur und taxonomischen Stellung deutlich von Pinna nobilis verschieden. Wir vermuten daher, dass Biominerale trotz struktureller und taxonomischer Differenzen nach einem einheitlichen physikochemischen Mechanismus gebildet werden, bei dem ein flüssig-amorphes Intermediat involviert ist — ob dies nur für die Klasse der Bivalvia zutrifft, bleibt zukünftigen Arbeiten vorbehalten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Merging models of biomineralisation with concepts of nonclassical crystallisation: is a liquid amorphous precursor involved in the formation of the prismatic layer of the Mediterranean Fan Mussel Pinna nobilis? Faraday Discussion No 159 Crystallisation - A Biological Perspective: (Juli 2012)
S. E. Wolf, I. Lieberwirth, F. Natalio, J.-F. Bardeau, N. Delorme, F. Emmerling, R. Barrea, M. Kappl, F. Marin
(Siehe online unter https://doi.org/10.1039/c2fd20045g)
