Vista dall'alto della cavità centrale della molecola ripiegata. Credito:Bin Liu, Università di Groninga
In biologia, le proteine ripiegate sono responsabili delle funzioni più avanzate. Queste proteine complesse sono il risultato dell'evoluzione o della progettazione degli scienziati. Ora, un team di scienziati guidati dal professore di chimica dei sistemi dell'Università di Groningen, Sijbren Otto, hanno scoperto una nuova classe di molecole pieghevoli complesse che emergono spontaneamente da semplici elementi costitutivi. I risultati sono stati pubblicati nel Giornale della Società Chimica Americana il 16 gennaio.
Un team di ricercatori dei Paesi Bassi, L'Italia e la Polonia hanno sviluppato un modo per creare molecole complesse che si ripiegano spontaneamente come le proteine. Nel loro articolo pubblicato su Giornale della Società Chimica Americana , il gruppo descrive il loro approccio alla manipolazione delle molecole in modi utili, cosa hanno scoperto, e i modi in cui credono che i loro risultati possano essere utilizzati.
In natura, ci sono un certo numero di proteine che si ripiegano spontaneamente per svolgere varie funzioni. Ma l'errata piegatura può portare a problemi, come lo sviluppo di malattie neurologiche. Gli scienziati sono stati interessati a tale piegatura non solo perché potrebbe aiutare a comprendere i disturbi umani, ma perché potrebbe essere rilevante per capire come è iniziata la vita sulla Terra. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno cercato di replicare il ripiegamento visto in natura costruendo le proprie molecole a ripiegamento spontaneo.
I ricercatori riferiscono di aver raggiunto il loro obiettivo:hanno trovato un modo per creare un autoassemblante, molecola auto-ripiegante chiamata macrociclo. Più specificamente, un macrociclo 15mer composto da 75 atomi. Per ottenere la piegatura, la molecola si è formata a forma di anello. I ricercatori notano che il risultato finale (chiamato foldamer) aveva una superficie idrofila e un nucleo idrofobo, che notano rispecchia la struttura delle proteine pieghevoli presenti in natura. Notano inoltre che il foldamer era tenuto insieme da legami idrogeno, l'interazione tra l'impilamento degli anelli e un ponte disolfuro. La molecola aveva anche una terza struttura piastrellata composta da pile di anelli.
Parte centrale del foldamer, che mostra cinque pile di tre anelli fenilici collegati da legami disolfuro. Credito:Bin Liu, Università di Groninga
Per indurre il ripiegamento spontaneo, i ricercatori hanno aggiunto acqua salata. Notano che la loro molecola aveva bisogno di una base azotata per formare il macrociclo, ma altri, come guanina o adenina, funzionerebbe ugualmente bene. Hanno poi in programma di lavorare con la molecola che hanno creato per imparare come modificare le sue proprietà di autoassemblaggio per creare macrocicli di design in futuro. Notano anche che il loro processo dimostra che le molecole di piegatura potrebbero aver avuto un ruolo nell'inizio della vita sulla Terra in una fase precedente di quanto si pensasse.
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