Новое исследование подтверждает предсказанную в 1953 году структуру белка «рифленый лист»

Необычная структура белка, известная как «рифленый бета-лист», впервые анная в 1953 году, теперь была создана в лаборатории и подробно охарактеризована с помощью рентгеновской кристаллографии.


Новые данные, опубликованные в июле в Химическая наукаможет обеспечить рациональный дизайн уникальных материалов на основе архитектуры волнистого листа.

«Наше е устанавливает волнистую конфигурацию слоя бета-листа как мотив с общими чертами и открывает путь к основанному на структуре дизайну уникальных молекулярных архитектур с потенциалом для разработки материалов и биомедицинских приложений», — сказал Евгений Раскатов, доцент кафедры химии и биохимии. в Калифорнийском университете в Санта-Крус и соответствующий автор статьи.

Белки бывают самых разных форм и размеров, чтобы выполнять свои многочисленные структурные и функциональные роли в живых клетках. Некоторые общие структурные мотивы, такие как альфа-спираль, обнаруживаются во многих белковых структурах.

Рифленый лист — это разновидность гофрированного бета-листа, хорошо известного структурного мотива, обнаруженного в тысячах белков. Линус Полинг и Роберт Кори описали гофрированный бета-лист в 1953 году, через два года после введения концепции гофрированного бета-листа. В то время как гофрированный бета-лист хорошо известен и часто называется просто бета-листом, волнистый лист десятилетиями оставался в основном теоретической структурой.

В предыдущем исследовании, опубликованном в 2021 году, команда Раскатова сообщила о получении волнистой структуры бета-листа путем смешивания небольшого пептида с равным количеством его зеркального отображения. Исследователи использовали зеркальные формы трифенилаланина, короткого пептида, состоящего из трех аминокислот фенилаланина. Пептиды зеркального отображения соединялись попарно, образуя «димеры» с предсказанной структурой, но они не образовывали протяженную периодическую волнистую топографию слоя бета-листа, как предполагали Полинг и Кори.

«Димеры упаковывались вместе в слоистую структуру в виде елочки, что вызывало сомнения в жизнеспособности периодической волнистой конфигурации слоя бета-листа», — сказал Раскатов.

В новом исследовании ученые заменили один из трифенилаланинов другими аминокислотами, чтобы создать немного другие трипептиды и их зеркальные копии. Используя эти новые трипептиды, они смогли создать три различные агрегирующие пептидные системы, которые сформировали расширенные антипараллельные волнистые слои бета-листа, в которых зеркально отраженные пептидные нити были расположены чередующимся образом. Результаты рентгеновской кристаллографии показали, что кристаллические структуры в целом превосходно согласуются с предсказаниями, сделанными Полингом и Кори.

Соавторами статьи являются Амарука Хазари, штатный научный сотрудник лаборатории Раскатова, и Майкл Савайя из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Среди других соавторов Тимоти Джонстон из Калифорнийского университета в Санта-Круз и Нико Влахакис, Дэвид Бойер, Хосе Родригес и Дэвид Айзенберг из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Эта работа была поддержана Национальными институтами здравоохранения.