La soie animale, produite notamment par les vers à soie (Bombyx mori) et les araignées, est une fibre protéique complexe dont la nature moléculaire est essentiellement composée de grandes protéines appelées fibroïne et séricine.
Composition moléculaire de la soie de ver à soie
Chez le ver à soie, la soie est principalement composée de deux protéines : la fibroïne (environ 63-64 %) et la séricine (environ 22-25 %). La fibroïne constitue la partie centrale du filament et confère au fil ses propriétés mécaniques (résistance, flexibilité) grâce à sa structure répétitive de chaînes polypeptidiques riches en acides aminés comme la glycine et l'alanine.
La séricine entoure la fibroïne, agissant comme une sorte de gomme qui colle les fibres ensemble et leur donne leur coloration, mais elle ne contribue pas aux qualités textiles intrinsèques de la soie. La fibroïne adopte une structure très ordonnée en feuillets bêta reliés par des liaisons hydrogène, conférant résistance et élasticité à la soie.
Composition moléculaire de la soie d'araignée
La soie d'araignée est également une fibre principalement protéique. Elle est constituée de protéines appelées spidroïnes (fibroïne d'araignée) formant des structures en feuillets bêta ou en hélices selon le type de soie filée.
La spidroïne est riche en acides aminés tels que la glycine, l'alanine, et la sérine. Comme pour la soie de ver, un enrobage protéique similaire à la séricine aide à la cohésion du filament. C’est un matériau naturel reconnu pour sa résistance mécanique remarquable et son élasticité élevée.
Mécanismes moléculaires de filage
Les araignées contrôlent la polymérisation et le repliement des protéines via des gradients ioniques (sodium, chlore, phosphate, sulfate) dans leurs glandes à soie, permettant la transition entre un état liquide et la solidification structurée du filament.
Des techniques biomimétiques cherchent à reproduire ce procédé afin de fabriquer de la soie d’araignée artificielle de qualité proche de celle naturelle.
Synthèse et différences fonctionnelles
La soie du ver à soie sert surtout à former le cocon protecteur, tandis que la soie d'araignée a des usages multiples dans la construction de toiles avec des propriétés spécifiques (accroche, capture, sécurité).
La différence principale réside dans la composition en acides aminés et dans la structure secondaire des protéines, définissant leurs propriétés mécaniques distinctes.
La recherche biotechnologique inclut la modification génétique des vers à soie pour incorporer des gènes d'araignée, combinant robustesse et production industrielle.
Résumé
En somme, la soie animale est un biopolymère protéique principalement composé de fibroïne (spidroïne chez l'araignée) et de séricine, organisé en structures moléculaires précises (feuillets bêta, hélices) qui expliquent ses propriétés mécaniques uniques.