Elektronenmikroskopische Untersuchungen des Polymer/Mineral ...

12 2 KRISTALLOGRAPHISCHE UND BIOLOGISCHE GRUNDLAGEN
2.2.4 Organische Matrix
Die organische Matrix, in die die Aragonitplättchen eingebettet sind, besteht aus Polysac-
chariden und Proteinen [29]. Man unterscheidet zwischen wasserlöslicher und -unlöslicher
Matrix, abhängig von ihrer Löslichkeit in Wasser nach Demineralisation der Aragonit-
kristalle. Wechselwirkungen zwischen Proteinen und anorganischen Ionen während des
Kristallwachstums bestimmen die Morphologie des sich bildenden CaCO3 - Kristalls. Stu-
dien zeigen, dass lösliche polyanionische 4 Proteine die kristalline Phase der Schnecken-
schale kontrollieren und einen abrupten Wechsel zwischen Calcit und Aragonit induzieren
können [30].
Nakahara stellte zudem die Behauptung auf, dass die organische Matrix noch vor den
Aragonitplättchen entsteht, sich die Aragonitkristalle im Laufe des Wachstums in den
Zwischenräumen der Matrix bilden [31] und somit die Matrix die Form der Plättchen
bestimmt. Die wasserunlösliche Matrix macht den Hauptteil der interlamellaren Teile der
organischen Matrix aus. Sie besteht hauptsächlich aus einer Kernschicht aus β - Chitin
(ein langkettiges Polysaccharid), die von Proteinen umgeben ist [29].
Die wasserlösliche Matrix setzt sich aus wasserlöslichen Proteinen zwischen den Plättchen
zusammen. Diese Proteine sind, verglichen mit den unlöslichen Proteinen, mit sauren und
polaren Aminosäuren angereichert [13]. Einen erheblichen Teil der Proteine der löslichen
Matrix macht eine sich wiederholende Aminosäurensequenz aus, die in hohem Maße As-
paraginsäure enthält [13]. Asparaginsäure besitzt eine freie Carboxylgruppe, die mit Kal-
ziumionen wechselwirken kann. Durch diesen Rest könnten die Proteine einen Effekt auf
die Kristallisation ausüben. Eine Rolle spielen dabei auch die Position und der Abstand
der Carboxylgruppen in den Proteinen [32]. Zu den in der Gattung Haliotis identifizierten
löslichen Proteinen zählen unter anderem Perlucin, Perlustrin und Perlwapin.
4 polyanionisch (gr.): mehrfach negativ geladen