Chemische binding tussen mossel en diverse substraten opgehelderd

Mosselen (Mytilus edulis) hechten zichzelf stevig aan zo’n beetje elke ondergrond. Hun lijm overtreft qua kleefkracht de meeste industriële producten, en is nog bestand tegen zout water ook.

Onderzoekers van Northwestern University (Evanston, Illinois) denken nu te weten hoe dat komt. Zij onderzochten het aminozuur 3,4-L-dihydroxyfenylalanine (DOPA), de belangrijkste component van de mossellijm, met een atomic force-microscoop (AFM). Door een eind van het molecuul aan de tip van de microscoop te hechten en het andere eind op een substraat, konden ze de sterkte van de binding testen.

Het molecuul blijkt er voor verschillende substraten ook verschillende bindingen op na te houden. Met een anorganische ondergrond (titaanoxide) vormen ze een niet-covalente binding die een ordegrootte sterker is dan een waterstofbinding maar volledig reversibel.

Om aan een organisch oppervlak te hechten, laat DOPA zich eerst oxideren door het zeewater. Daarna kan het een covalente binding vormen die nog veel sterker is. Wel is deze irreversibel: de lijm laat nooit meer los. Opvallend is dat de oxidatie een evenwichtsreactie is, en dat bij de pH van zeewater de wel en niet geoxideerde vormen van DOPA naast elkaar kunnen bestaan.

De onderzoekers publiceren hun bevindingen deze week in de online-editie van PNAS.

bronnen: Northwestern University en NewScientist.com