Пептиды приходят и уходят, иногда слишком быстро. Эти цепочки аминокислот – строительные блоки жизни – представляют большой интерес для исследователей из-за их потенциала для лечения всего, от инсульта до инфекции, либо в качестве лекарства, либо в качестве средства доставки лекарств. То есть, когда они прослужат достаточно долго, чтобы выполнять свою работу.
«Пептиды являются потенциально мощными компонентами лекарств, потому что они представляют собой всего лишь фрагменты наших природных белков, которые может распознать наш организм», — сказала Рэйчел Леттери, доцент кафедры химической инженерии Университета Вирджинии. «Но есть одно ограничение: они имеют тенденцию быстро выходить из строя, поэтому нам нужно найти способ сделать их более стабильными».
Лаборатория Леттери, возглавляемая его доктором философии. Советник Винсент Грей продемонстрировал подход к решению проблемы долголетия путем создания зеркальных изображений природных пептидов, называемых спиральными спиралями.
Они описывает их успех в биомакромолекулах.
Спиральные катушки – жизненно важные игроки
Спиральные клубки — пептиды в форме спирали, напоминающие скрученные вместе вьющиеся ленты, встречаются почти в 10% белков многих организмов. Они играют важную роль в подготовке белков, чтобы они могли правильно выполнять свою работу, отчасти путем объединения нескольких копий белка.
«Это происходит, когда отдельные спирали в белке распознают соответствие и связываются определенным образом, образуя спиральную спираль», — сказал Леттери. «Как будто кусочки головоломки сложились вместе. Эта связь имеет решающее значение для того, чтобы белки функционировали должным образом.
Белок помогает строить и восстанавливать организм, насыщать кровь кислородом, регулировать пищеварение и выполнять многие другие функции.
Характеристики соединения и соединения спиральных спиралей делают их особенно привлекательными в качестве компонентов лекарств, включая биоматериалы для регенерации тканей. Однако, как и другие природные пептиды, они быстро разлагаются.
Зеркала со спиральной намоткой продлевают срок службы пептидов
Предыдущие исследования показали, что смешивание природных пептидов с их зеркальными изображениями приводит к превосходному связыванию и стабильности. Грей и Леттери задавались вопросом, будет ли эта стратегия работать и с намотанными катушками. Сможет ли команда разработать катушки с зеркальной обмоткой, со всеми их медицинскими перспективами, чтобы улучшить как их удельную связывающую способность, так и долговечность для медицинских целей?
Грей и Леттери обнаружили, что по сравнению с природными комбинациями спиральных спиралей, в которых обе нити вращаются в одном направлении, их инженерные катушки – с двумя нитями, закручивающимися в противоположных направлениях – действительно демонстрируют более прочную связь и большую долговечность в биологической среде.
Почему это работает? Зеркальные пептиды улучшают стабильность, поскольку на них не влияют ферменты, ускоряющие химическую деградацию природных пептидов. Кроме того, зеркальные изображения могут быть предназначены для воздействия на природные пептиды и их прочного связывания определенным образом благодаря их противоположной, но дополняющей форме – это немного похоже на переплетение пальцев левой и правой рук.
Хотя команда успешно продемонстрировала концепцию, исследованиям еще предстоит пройти долгий путь, сказал Леттери.
«Исследователи только начинают понимать, как создавать пептиды, чтобы использовать специфические взаимодействия между пептидами и их зеркальными отражениями», — сказала она. «Мы надеемся, что эти специфические и долговременные взаимодействия между зеркальными пептидами откроют новые инструменты разработки терапевтических средств и биоматериалов следующего поколения». »
Публикация
Конструкция спиральной спирали для гетерохирального комплексообразования для улучшения связывания и стабильности фермента. была опубликована 9 июля 2024 года в Biomacromolecules, журнале Американского химического общества.
Исследование финансировалось Национальным научным фондом и Программой обучения биотехнологиям здравоохранения НИЗ.
.jpg)
