(資料圖片)
1953年，科學家首次預測了一種名為“β波紋片”的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。約70年后，美國研究人員首次在實驗室中創(chuàng)建出了這一結(jié)構(gòu)，并使用X射線結(jié)晶學對其進行了詳細表征。這項新研究有望使科學家們設計并制造出基于波紋片結(jié)構(gòu)的獨特材料，以廣泛應用于生物醫(yī)學領域。相關論文刊發(fā)于《化學科學》雜志。
蛋白質(zhì)的形狀、結(jié)構(gòu)和大小千差萬別，在活細胞內(nèi)發(fā)揮著各種各樣的作用?？茖W家們已經(jīng)在許多蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了某些常見的結(jié)構(gòu)基序。結(jié)構(gòu)基序也稱為結(jié)構(gòu)模體，是鏈樣生物分子中普遍存在且具有特征性的局部三維結(jié)構(gòu)單元模式。波紋片是β折疊片的變體，β折疊片是在數(shù)千種蛋白質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的一種結(jié)構(gòu)基序。1951年，美國科學家萊納斯·鮑林和羅伯特·科里描述了β折疊片。1953年，他們描述了β波紋片。雖然β折疊片目前是眾所周知的—種比較伸展、呈鋸齒狀的肽鏈結(jié)構(gòu)，但幾十年來，波紋片一直只是一種理論結(jié)構(gòu)。
在2021年發(fā)表于《化學科學》的一項研究中，論文通訊作者、加州大學圣克魯斯分?；瘜W和生物化學副教授耶夫蓋尼耶·拉斯卡托夫領導的團隊報告稱，通過將小肽與其等量鏡像混合，獲得了β波紋片結(jié)構(gòu)。研究人員使用了三苯基丙氨酸的鏡像形式——一種由三個苯丙氨酸氨基酸組成的短肽。鏡像肽成對連接形成“二聚體”，但沒有形成鮑林等人假設的擴展的周期性β波紋片層形態(tài)。
在最新研究中，拉斯卡托夫團隊用其他氨基酸取代了其中一個三苯基丙氨酸，以產(chǎn)生稍微不同的三肽及其鏡像。使用這些新三肽，他們創(chuàng)建出3種不同的聚集肽系統(tǒng)，形成擴展的反平行β波紋片層，其中鏡像肽鏈以交替方式排列。X射線結(jié)晶學的結(jié)果表明，晶體結(jié)構(gòu)與鮑林等人預測的完全一致。
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