非凡的晶体结构显示非生物foldamer以前所未有的复杂性

一个团队周围伊凡Huc从德国路德维希-马克西米利安-慕尼黑,使得12.9 kda pseudo-quaternary结构由四个芳香oligoamide helix-turn-helix模块。¹单晶x射线衍射分析先前确定的非生物foldamer显示了一些组装模式,以及涉及多个水分子的新的桥梁。这贡献foldamer研究推动人工装配的复杂性限制的言论Helma Wennemers在瑞士苏黎世联邦理工学院化学生物学专家,他没有参与这个项目。

天然蛋白质的结构可以描述使用四个层次的复杂性——从初级到第四纪。是特别重要的蛋白质折叠成正确准确的三级和四级结构函数。非生物foldamers生物同行一样,采用溶液中的构象上有序的状态,然而在本质上是基于构件未见。在这些系统中,复杂的函数也将出现在更高水平的结构复杂性。塞缪尔·戈尔曼专家foldamers威斯康星大学麦迪逊分校,我们解释说,设计、合成和不自然的低聚物与高阶结构的描述让人想起那些发现在蛋白质和核酸是一个雄心勃勃的和化学界普遍追求的目标。最终,化学家希望赋予这些foldamer系统强大的功能类似于那些自然酶或受体,甚至函数不可能的生物聚合物。

Foldamer研究已经表明,不同的非生物骨干可以折叠成螺旋。芳香族oligoamides具有氢键功能和单位的芳香堆积是一个这样的类,可以在有机溶剂形成螺旋构象。2018年,另一个团队周围Huc设计和制造的第一个真正的非生物三级foldamer结构,这是基于一个芳香oligoamide helix-turn-helix主题。²

下一个里程碑

在这些工作的基础上,Huc和他的同事们已经尝试了各种helix-turn-helix结构将di - tri -,或tetra-ethylene乙二醇灵活的连接器,以及氢键供体和受体组。螺旋线的构型控制通过存在与否,手性组件基于2 - (2-aminophenoxy)丙酸或(1H)-camphanyl组。Huc的团队发现了一个情况四个helix-turn-helix模块基于相同的序列和缺乏任何手性组件自组装形成八个螺旋组成的一个架构。螺旋线是安排在三个不同的领域,与几个helix-to-helix氢键介导的桥接水分子。它的quaternary-like结构是无法预测,Huc评论。他解释说,工作是关于过渡从合成模型,模拟二次折叠,像螺旋或线性链,结构非常接近蛋白质是什么样子,对于更复杂的三级由多个螺旋折叠,或多个次要形式。”

莎拉·派克来自英国伯明翰大学的研究合成螺旋foldamers,指出,“创建此类bioinspired架构是很重要的,因为这些合成支架已广泛应用在生物和人工设置。非生物的识别eight-helix包特别强调设计的巨大潜力foldamers探测新化学空间。”

为了未来,Huc说,还有我们还没有达到一个阶段,将得到的三级结构,真正成熟的一个小的蛋白质。我们需要精心设计的复杂一点,然后我们能想到的努力实现功能。“自动合成器也将扮演一个角色,Huc补充道,“现在一台机器可以做,它可以节省很多时间和非常有效。我们不害怕通过对象的大小我们可以合成它变得相对容易被合成10 kda的范围,就像小蛋白质。

的这项研究是一个巨大的一步走向使从非生物foldamers控制仿生自组装体系结构的建设,具有重要和深远的影响对未来设计的功能性foldamers,”派克说。“[它]将使小说,非生物foldamer支架,具有复杂的生物系统的拓扑的对手。”