Onderzoekers van Princeton University hebben 's werelds kleinste mechanisch gekoppelde biologische structuur gebouwd, een bedrieglijk eenvoudige ketting met twee ringen gemaakt van kleine strengen aminozuren die peptiden worden genoemd.

In een paper gepubliceerd op 23 augustus in Natuurchemie , het team gedetailleerd een bibliotheek van dergelijke structuren gemaakt in hun laboratorium - twee in elkaar grijpende ringen, een ring aan een halter, een madeliefjesketting en een in elkaar grijpende dubbele lasso - elk ongeveer een miljardste van een meter groot. De studie toont ook aan dat sommige van deze structuren kunnen schakelen tussen ten minste twee vormen, de basis leggen voor een biomoleculaire schakelaar.

"We hebben een aantal constructies kunnen bouwen die niemand eerder heeft kunnen bouwen, " zei A. James Link, hoogleraar chemische en biologische technologie, hoofdonderzoeker van het onderzoek. "Dit zijn de kleinste schroefdraad- of in elkaar grijpende structuren die je van peptiden kunt maken."

Om deze gadgets te maken, nagesynchroniseerde mechanisch gekoppelde peptiden, of MIP's, de onderzoekers gebruikten genetische manipulatie om individuele aminozuren te manipuleren in een natuurlijk voorkomend lasso-peptide, microcine J25, en laat het peptide zichzelf assembleren tot nieuwe vormen.

Ze omzeilden ook de behoefte aan de agressieve oplosmiddelen en metaalionen die worden gebruikt bij het bouwen van vergelijkbare synthetische moleculaire architecturen, werk dat centraal stond tijdens de Nobelprijs voor de Scheikunde van 2016. Dit werk, met behulp van een eenpotsprotocol in water, maakt gebruik van minimale controle over het eigen vormvindingsprogramma van de peptiden om een ​​geheel nieuwe klasse van technologie te creëren.

"Het is echt een brug bouwen tussen de biologische wereld, "Ling zei, "en wat tot nu toe de speeltuin van de synthetische chemie was." In technische termen, de studie toont aan dat microcine J25 lasso-peptiden worden omgezet in een [2] catenaan, een rotaxaan, een [c2]daisy-keten en een dubbele lasso-macrocyclus.