Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Arbeid med små peptidkjeder kan revolusjonere studier av enzymer, sykdommer

Anonim

Kjemikere i The College of Arts and Sciences har for første gang opprettet enzymlignende aktivitet ved hjelp av peptider som bare er syv aminosyrer lange.

annonse


En gjengivelse av et katalytisk amyloiddannende peptid, med zinkioner som vist som grå kuler

Deres gjennombrudd, som er gjenstand for en nylig artikkel i Nature Chemistry Magazine (Macmillan Publishers, 2014), kan revolusjonere studiet av moderne enzymer, hvis kjeder av aminosyrer vanligvis er nummer i hundrevis, og av nevrologiske sykdommer, som for eksempel Alzheimer, som vanligvis kjennetegnes av små klumper av ukjente proteiner kalt amyloider.

Deres funn støtter også teorien om at amyloide fibriller - sterke, høyorganiserte fibre, dannet av proteiner og peptider - kan ha forutgående enzymer og utløst reaksjoner som førte til noen av de tidligste livsformene.

"Enzymer brettes i unike tredimensjonale strukturer, som ligger til grunn for sine bemerkelsesverdige katalytiske egenskaper og bidrar til deres store størrelse, " sier Ivan V. Korendovych, assisterende professor i kjemi, som ledet studiet med William DeGrado, SU professor i farmasøytisk kjemi ved Universitetet i California, San Francisco (UCSF). "Vårt mål var å bevise at mye kortere peptider også kan oppnå veldefinerte konformasjoner gjennom dannelsen av amyloidfibriller."

Korendovych og hans team laget syv enkle peptider, som hver inneholder syv aminosyrer. De lot da molekylene til hvert peptid selvmontere eller spontant klumpe sammen for å danne amyloider. (Zink, et metall med katalytiske egenskaper, ble introdusert for å øke hastigheten på reaksjonen.) De fant ut at fire av de syv peptidene katalyserte hydrolysen av molekyler kjent som estere, forbindelser som reagerer med vann for å produsere vann og syrer. feat ikke uvanlig blant visse enzymer.

"Det var første gang et peptid denne lille selvmonterte til å produsere en enzymlignende katalysator, " sier Korendovych, en ekspert innen bioinorganisk kjemi, biofysikk og kjemisk biologi. "Vårt resultat tyder på at amyloider, hvis oppbygging fører til Alzheimers i hjernen, kan også ha tjent som tegning for større, moderne enzymer."

Det er gode nyheter for forskere som Korendovych, som mener at dette funnet kan føre til utvikling av en ny klasse syntetiske peptidbaserte katalysatorer. "De amyloide strukturer vi har opprettet, kan ha en mer komplisert biokjemi enn vi har innsett, " sier han.

Det er 20 naturlig forekommende aminosyrer, som alle tjener som byggestein av proteiner og hjelper med metabolisme.

Et enzym er en type protein som består av minst 100 aminosyrer og øker hastigheten til reaksjoner i en celle.

Korendovych sier at til tross for et astronomisk stort antall mulige enzymer (hver med en annen aminosyresekvens og tredimensjonal form), fungerer bare et lite antall av dem faktisk.

"Hvert enzym må være en eksakt passform for sitt respektive substrat, " sier han, og refererer til molekylet som et enzym reagerer på. "Selv etter millioner av år, er naturen fortsatt å teste alle mulige kombinasjoner av enzymer for å avgjøre hvilke som kan katalysere metabolske reaksjoner. Våre resultater gjør et argument for utformingen av selvmonterende nanostrukturerte katalysatorer."

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Syracuse University . Opprinnelig skrevet av Rob Enslin. Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Caroline M. Rufo, Yurii S. Moroz, Olesia V. Moroz, Jan Stöhr, Tyler A. Smith, Xiaozhen Hu, William F. DeGrado, Ivan V. Korendovych. Korte peptider selvmonterer for å produsere katalytiske amyloider . Naturkemi, 2014; 6 (4): 303 DOI: 10, 1038 / nchem.1894