I ricercatori dell'Università di Princeton hanno costruito la più piccola struttura biologica interbloccata meccanicamente al mondo, una catena a due anelli apparentemente semplice composta da minuscoli filamenti di amminoacidi chiamati peptidi.

In un articolo pubblicato il 23 agosto in Chimica della natura , il team ha dettagliato una libreria di tali strutture realizzate nel loro laboratorio:due anelli interconnessi, un anello su un manubrio, una catena a margherita e un doppio lazo intrecciato, ciascuno di circa un miliardesimo di metro. Lo studio dimostra anche che alcune di queste strutture possono alternare tra almeno due forme, gettando le basi per un interruttore biomolecolare.

"Siamo stati in grado di costruire un sacco di strutture che nessuno è stato in grado di costruire prima, " ha detto A. James Link, professore di ingegneria chimica e biologica, ricercatore principale dello studio. "Queste sono le più piccole strutture filettate o ad incastro che puoi ricavare dai peptidi".

Per creare questi gadget, chiamati peptidi meccanicamente interconnessi, o MIP, i ricercatori hanno utilizzato l'ingegneria genetica per manipolare singoli amminoacidi in un peptide lazo naturale, microcina J25, e dirigere il peptide ad autoassemblarsi in nuove forme.

Hanno anche aggirato la necessità di solventi aggressivi e ioni metallici utilizzati nella costruzione di architetture molecolari sintetiche simili, lavoro che è stato al centro del Premio Nobel 2016 per la chimica. Questo lavoro, utilizzando un protocollo single-pot in acqua, sfrutta il controllo minimo sul programma di ricerca della forma dei peptidi per creare una classe di tecnologia completamente nuova.

"Sta davvero costruendo un ponte tra il mondo biologico, "Link ha detto, "e quello che fino ad ora è stato il parco giochi della chimica sintetica". In termini tecnici, lo studio mostra microcin J25 lazo peptidi convertiti in un [2]catenano, un rotaxano, una catena [c2]a margherita e un macrociclo a doppio lazo.