Een ongebruikelijke eiwitstructuur die bekend staat als een "gerimpelde beta-sheet", voor het eerst voorspeld in 1953, is nu in het laboratorium gemaakt en in detail gekarakteriseerd met behulp van röntgenkristallografie.

De nieuwe bevindingen, gepubliceerd in juli in Chemical Science , kan het rationele ontwerp van unieke materialen mogelijk maken op basis van de gegolfde plaatarchitectuur.

"Onze studie stelt de configuratie van de gegolfde bèta-laaglaag vast als een motief met algemene kenmerken en opent de weg naar structuurgebaseerd ontwerp van unieke moleculaire architecturen, met potentieel voor materiaalontwikkeling en biomedische toepassingen", zegt Jevgenij Raskatov, universitair hoofddocent chemie en biochemie. bij UC Santa Cruz en corresponderende auteur van het artikel.

Eiwitten zijn er in een enorm scala aan vormen en maten om hun talloze structurele en functionele rollen in levende cellen uit te voeren. Bepaalde veel voorkomende structurele motieven, zoals de alfa-helix, worden in veel eiwitstructuren aangetroffen.

Het gegolfde vel is een variatie op het geplooide bètavel, een bekend structureel motief dat in duizenden eiwitten wordt aangetroffen. Linus Pauling en Robert Corey beschreven het gerimpelde bètablad in 1953, twee jaar na de introductie van het concept van het geplooide bètablad. Hoewel het geplooide bètavel algemeen bekend is en vaak simpelweg het bètavel wordt genoemd, bleef het gegolfde vel tientallen jaren een grotendeels theoretische structuur.

In een eerdere studie gepubliceerd in Chemical Science in 2021 rapporteerde het team van Raskatov het verkrijgen van een gegolfde bèta-bladstructuur door een klein peptide te mengen met gelijke hoeveelheden van zijn spiegelbeeld. De onderzoekers gebruikten spiegelbeeldvormen van trifenylalanine, een kort peptide dat bestaat uit drie fenylalanine-aminozuren. De spiegelbeeldpeptiden voegden zich in paren samen om "dimeren" te vormen met de voorspelde structuur, maar ze vormden niet de verlengde, periodieke gegolfde beta-sheetlaagtopografie die werd verondersteld door Pauling en Corey.

"De dimeren waren samengepakt in visgraatlaagstructuren, wat twijfel opriep over de vraag of de periodieke, gegolfde beta-sheetlaagconfiguratie levensvatbaar was," zei Raskatov.

In de nieuwe studie vervingen de onderzoekers een van de trifenylalanines door andere aminozuren om iets andere tripeptiden en hun spiegelbeelden te creëren. Met behulp van deze nieuwe tripeptiden waren ze in staat om drie verschillende aggregerende peptidesystemen te creëren die verlengde antiparallelle geribbelde beta-vellagen vormden, waarin spiegelbeeldige peptidestrengen op afwisselende wijze waren gerangschikt. De resultaten van röntgenkristallografie toonden aan dat de kristalstructuren in het algemeen uitstekend overeenkomen met de voorspellingen van Pauling en Corey. + Verder verkennen

Spiegelbeeldpeptiden vormen 'gegolfde plaat'-structuur die in 1953 werd voorspeld