Ovanifrån av den centrala håligheten av den vikta molekylen. Kredit:Bin Liu, Universitetet i Groningen
Inom biologin, vikta proteiner är ansvariga för de mest avancerade funktionerna. Dessa komplexa proteiner är resultatet av evolution eller design av forskare. Nu, ett team av forskare som leds av University of Groningen professor i systemkemi, Sijbren Otto, har upptäckt en ny klass av komplexa vikningsmolekyler som spontant kommer ut från enkla byggstenar. Resultaten publicerades i Journal of the American Chemical Society den 16 januari.
Ett team av forskare från Nederländerna, Italien och Polen har utvecklat ett sätt att göra komplexa molekyler som spontant veckas som proteiner. I deras tidning publicerad i Journal of the American Chemical Society , gruppen beskriver sitt sätt att manipulera molekyler på användbara sätt, vad de upptäckte, och hur de tror att deras resultat kan användas.
I naturen, det finns ett antal proteiner som viker sig spontant för att utföra olika funktioner. Men felveckning kan leda till problem, såsom utveckling av neurologiska sjukdomar. Forskare har varit intresserade av sådan vikning inte bara för att det kan hjälpa till att förstå mänskliga sjukdomar, utan för att det kan vara relevant för att förstå hur livet började på jorden. I denna nya ansträngning, forskarna försökte replikera vikningen som ses i naturen genom att bygga sina egna spontant vikande molekyler.
Forskarna rapporterar att de uppnådde sitt mål – de hittade ett sätt att skapa en självmonterande, självvikande molekyl som kallas en makrocykel. Mer specifikt, en 15-mer makrocykel som består av 75 atomer. För att uppnå vikningen, molekylen bildades i form av en ring. Forskarna noterar att slutresultatet (kallat en foldamer) hade en hydrofil yta och en hydrofob kärna, som de noterar speglar strukturen hos naturligt förekommande vikningsproteiner. De noterar vidare att foldamern hölls samman av vätebindningar, samspelet mellan ringstapling och en disulfidbrygga. Molekylen hade också en tredje kaklad struktur gjord av högar av ringar.
Kärndelen av foldamern, visar fem staplar av tre fenylringar förbundna med disulfidbindningar. Kredit:Bin Liu, Universitetet i Groningen
För att framkalla spontan vikning, forskarna lade till saltvatten. De noterar att deras molekyl behövde en nukleobas för att bilda makrocykeln, men andra, såsom guanin eller adenin, skulle fungera lika bra. Därefter planerar de att arbeta med molekylen de skapade för att lära sig hur man modifierar dess självmonteringsegenskaper för att skapa designermakrocyklar i framtiden. De noterar också att deras process visar att vikningsmolekyler kan ha spelat en roll i början av livet på jorden i ett tidigare skede än man har trott.
© 2019 Science X Network
