BP11: La fibre de soie et le fil d’araignée

Les fibres tissées par le ver à soie (en haut de la photo) ou par les araignées utilisent d’une manière intelligente la structure en trois dimensions du feuillet b. La partie récurrente des domaines du feuillet b est constituée par des répétitions de la succession des acides aminés:

[Gly-Ala-Gly-Ala-Gly-Ser-Gly-Ala-Ala-Gly-(Ser-Gly-Ala-Gly-Ala-Gly)₈]

A peu près la moitié des résidus dans la protéine de la fibre de soie, la fibroïne, est constituée de glycine avec, entre deux glycines, de l’alanine ou de la sérine. De cette manière, les feuillets b peuvent s’empiler facilement et former une fibre résistante qui est néanmoins encore flexible.

La figure droite représente un empilement de deux feuillets b. Les chaînes latérales méthyle (de couleur orange) des résidus alanine s’insèrent exactement dans les creux ménagés entre les chaînes latérales méthyles du feuillet voisin. De manière analogue, les atomes de carbone des résidus de glycine vont faire en sorte que les couches suivantes adhèrent l’une à l’autre.

La figure gauche représente le résultat définitif de cet empilement. La distance entre deux couches successives dépend de la grandeur de la chaîne latérale: 0.35 nm pour le petit groupe latéral de glycine (-H) par rapport à 0.57 nm pour groupe latéral plus grand d’alanine (-CH₃).

La fibroïne n’apparaît pas complètement sous la forme d’un feuillet b. Elle comprend, en effet, encore une petite quantité d’acides aminés qui possèdent une chaîne latérale plus grande, tels que la valine et la tyrosine, et qui ne s’insèrent pas dans l’empilement. Par conséquent, on trouve entre les domaines du feuillet b des domaines compacts comprenant des acides aminés repliés. Ces domaines sont responsables de l’étirabilité des fibres de soie. De même, différentes espèces de vers à soie vont produire des fibroïnes possédant une composition différente d’acides aminés, par conséquent qui manifesteront des différences quant à leur élasticité.