物理科技生物学-PHYICA

镜像肽形成1953年预测的“波纹片”结构

化学 2022-09-11 00:02:15

由加州大学圣克鲁斯分校制作 该图显示了“左旋”和“右旋”三苯基丙氨酸肽,它们结合在一起形成波纹状β片

信用:Jevgenij Raskatov 加州大学圣克鲁斯分校的一组科学家通过将一种小肽与其等量的镜像混合,创造了一种被称为“波纹β片”的不寻常的蛋白质结构,并使用x光结晶学获得了它的图像

他们在12月8日发表在《化学科学》上的一篇论文中报告了他们的发现

波纹片是褶状β片的独特变体,褶状β片是一种众所周知的结构基序,存在于数千种蛋白质中,包括重要的疾病相关蛋白质

莱纳斯·鲍林和罗伯特·科里在1953年描述了波纹状测试板,两年前引入了折叠测试板的概念

虽然褶皱β片(通常称为β片)很快成为普通蛋白质结构的教科书范例,但褶皱片作为一种很少研究且主要是理论性的结构,却一直默默无闻

先前的研究已经发现了波纹状薄片形成的实验证据,但是没有一个使用X射线结晶学,这是确定蛋白质结构的金标准

加州大学圣克鲁斯分校化学和生物化学副教授、该论文的相应作者Jevgenij Raskatov说:“现在,我们第一次拥有了波纹状薄片的晶体结构,这就像是它的快照,而且这种结构与Pauling和Corey的预测非常吻合。”

拉斯卡托夫指出:“波纹片范例可能对材料研究和生物医学应用都有重要意义,拥有晶体结构对波纹片材料的合理设计很重要。”

蛋白质由折叠成复杂三维形状的氨基酸长链组成,使它们能够在所有生物中执行各种功能

打褶的β片由并排粘合在一起形成二维片状结构的线性股(称为β股)组成

除了交替的线是彼此的镜像之外,波纹状的β片是相似的

构成蛋白质的氨基酸在它们的原子排列中可以有“左旋”或“右旋”的方向——在所有方面都是一样的,只是镜像,就像左手和右手一样

所有的天然蛋白质都是由左旋氨基酸组成的,但是合成蛋白质可以由左旋或右旋氨基酸组成

在这项新研究中,研究人员使用了三苯基丙氨酸的镜像形式,这是一种由三种苯丙氨酸氨基酸组成的短肽

当等量混合时,镜像肽成对结合,然后组装成人字形层状结构

合著者之一、化学和生物化学助理教授蒂莫西·约翰斯顿说:“它们聚集在一起形成晶体,所以我们可以用x光结晶学来观察波纹状的片状结构。”

“这是一项极具潜力的发现,为探索开辟了新的途径,因为它给了我们一个新的构建模块,或者说是一种将构建模块组合在一起的新方法,来创造具有理想特性的新多肽结构

" 确定了晶体结构后,研究人员随后在结构数据的在线档案——蛋白质数据库中搜索其他涉及镜像肽的蛋白质

他们发现了另外三种晶体结构,其中含有波纹状薄片,这是最初分析这些结构时没有发现的

该论文的第一作者是阿里埃勒·库恩,博士

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拉斯卡托夫实验室的学生和博士比阿特丽斯·艾克

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化学和生物化学教授斯科特·奥利弗实验室的学生

库恩说:“这是三个实验室之间的伟大合作,也展示了我们新的X射线晶体学单晶XRD仪器令人难以置信的能力。”

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