Le gabbie proteiche, strutture simili a capsule costituite da numerose molecole proteiche, svolgono in natura ruoli che hanno ispirato la loro applicazione in aree come la somministrazione di farmaci. Il loro assemblaggio controllato è quindi di particolare interesse per la ricerca; però, lo smontaggio sensibile agli stimoli delle gabbie proteiche non è stato ancora riportato. Ora, un team di ricerca internazionale ha riportato l'assemblaggio reversibile di gabbie proteiche 3-D diretto dall'oro. I loro risultati sono pubblicati in Ricerca sulla natura .

Metodi riportati per la preparazione di gabbie proteiche basate su interazioni proteina-proteina, come i legami idrogeno e le interazioni idrofobiche, può portare a gabbie stabili; però, tali assemblaggi sono statici e una volta formati non offrono alcun mezzo di controllo intelligente. In contrasto, L'assemblaggio che utilizza ioni metallici per facilitare le interazioni tra le proteine ​​fornisce un meccanismo di rilascio.

Sebbene sia stato segnalato un assemblaggio di proteine ​​guidato da metalli, esempi di strutture di gabbia 3-D preparate in questo modo sono rari. I ricercatori hanno progettato una proteina a forma di anello nota come TRAP (proteina attenuante legante l'RNA trp) in modo che esibisse gruppi tiolici equidistanti di porzioni di cisteina. L'aggiunta di una fonte di ioni d'oro alle proteine ​​in soluzione ha portato all'assemblaggio di gabbie proteiche 3D, basato su interazioni oro-zolfo, entro pochi minuti.

"Modificando i mattoni delle proteine ​​siamo stati in grado di dirigere l'assemblaggio delle gabbie in un modo che ci fornisce anche il controllo della loro stabilità, " Spiega l'autore dello studio Kenji Iwasaki. "Le proteine ​​assemblate in pochi minuti dall'introduzione dell'oro nel sistema e la microscopia crioelettronica ci hanno permesso di vedere chiaramente le strutture formate, che hanno un diametro di circa 22 nm."

Un'analisi dettagliata della forma delle gabbie proteiche ha rivelato che le strutture sono costituite da 24 anelli disposti in modo da fornire sei aperture quadrate. Questa disposizione è nota come cubo camuso, un solido di Archimede che i ricercatori ritengono non sia stato precedentemente osservato in natura.

Le strutture della gabbia si sono dimostrate stabili in un intervallo di temperature, anche a 95 °C per più ore, e sono risultati anche robusti in presenza di una serie di sostanze chimiche in grado di distruggere le strutture legate all'idrogeno. Però, in presenza di agenti riducenti, compresi gli antiossidanti biologicamente rilevanti presenti nel corpo, le gabbie potrebbero essere smontate.

"Il controllo reversibile della stabilità della gabbia è una caratteristica interessante in termini di fornitura di proprietà intelligenti per applicazioni di consegna dinamica del carico, "Il professor Iwasaki spiega. "Tuttavia, al di là di queste caratteristiche pratiche, l'osservazione di un'architettura strutturale inedita che non ha, per quello che ci risulta, è stato osservato in natura e ha paralleli nelle opere d'arte islamiche, ha fornito una dimensione interessante ai nostri risultati."