Att designa bioställningar ger bioingenjörer större flexibilitet när det kommer till vävnadsteknik och biomedicin. System som använder självmonterande peptider kan skapa en mängd olika material. Betapeptider har särskilt blivit ett nyckelverktyg för att bygga mer robusta biomaterial. Dessa syntetiska molekyler efterliknar strukturen hos små proteiner, men de är skyddade mot processer som bryter ned naturliga peptider. En ny studie har utökat vad vi kan göra med dessa listiga peptider.

För första gången, Forskare har visat att det är möjligt att fästa självmonterande betapeptider på olika organiska molekyler. Publicerad i APL Bioteknik , studien visar att molekyler som tidigare har utgjort utmaningar för bioingenjörer nu kan användas för att tillverka nya typer av biomaterial. Teamet testade olika föreningar bundna till beta-peptider för att göra en mängd olika beta-foldamerer, inklusive en ställning där nervceller kunde växa.

Strukturellt sett aminosyror är grupper av kolatomer med en amingrupp på ena sidan, en sur grupp på den andra, och bundna till olika rester som ger dem var och en unika egenskaper. I naturen, de flesta är kända som alfa-aminosyror, vilket betyder att bara en kolatom håller ihop alla dessa delar. Beta-aminosyror delar upp arbetet mellan två kolatomer.

I betapeptider, det extra kolet gör molekylerna hårdare mot peptidbrytande enzymer i kroppen. Betapeptider kan också självmontera. En bioingenjör behöver helt enkelt begränsa aminoänden av betapeptider, och de kommer att bygga de klibbiga molekylerna själva.

"Vi blev ganska förvånade över att en mycket liten peptid fortfarande kunde samlas, trots att det var något i mitten, sa Mark Del Borgo, en författare på tidningen.

"En cool sak med dessa är att de är helt sekvensberoende, " sa Del Borgo. "Oavsett hur de är påhittade, de monteras helt på egen hand."

Teamet undersökte flexibla och stela länkmolekyler för fyllmedlet i deras beta-foldamerer, med fokus på arginylglycylasparaginsyra (RGD.) Denna alfa-peptidsekvens som finns i den extracellulära matrisen fungerar som en mall för att placera celler korrekt när de börjar spridas.

Använda beta-foldamers med RGD i centrum, laget konstruerade ett nät på vilket de odlade ett nätverk av neuroner. De fann att nervcellerna korrekt leder impulser mellan varandra och delade information.

För Del Borgo och hans team, beta-peptidbaserade strukturer kan ge bioställningar för hjärnmaskor som kan hjälpa till att koordinera tillväxten av neuroner efter att en patient upplever en stroke eller traumatisk hjärnskada. Nästa, gruppen planerar att undersöka hur biobyggnadsställningar kan hjälpa till att behandla neurologiska underskott hos möss med dessa tillstånd.