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时隔近七十年！诺贝尔奖得主预言的蛋白质结构终获证实！

首页 » 《转》译 2022-09-27 转化医学网赞(2)

导读	1951年，诺贝尔奖得主鲍林教授与另一位晶体学家科里教授在一篇发表于《Proceedings of the National Academy of Sciences》的论文中，提出了一种名为β-折叠的蛋白质构象。肽链通过氢键结合，形成一种较为伸展的锯齿状片层结构。此后，科学家已经在大量蛋白质与多肽中观察到β-折叠结构。在两年后，这两位科学家再次发表了另一种相关的蛋白质结构——β-波纹。但在此后的几十年中，这种相邻肽链手性相反的结构却仅存在于理论中。直到最近几年，对β-波纹的实验才陆续开展。

最近，该团队终于解决了上述问题，并且证实了持续近70年的β-波纹结构猜想。这项研究发表于《Chemical Science》杂志。

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/sc/d2sc02531k

理论遭质疑

蛋白质有各种各样的形状和大小，以在活细胞中发挥其无数的结构和功能作用。某些常见的结构基序，如α螺旋，存在于许多蛋白质结构中。β-波纹是一种与β-折叠相关但不同的基调结构图案。

2021年，加州大学圣克鲁斯分校的团队报告称，他们通过将短肽与等量镜像结构混合，得到了了β-波纹结构。研究使用的是三苯基丙氨酸的镜像结构。镜像的多肽成对连接，形成预测中的二聚体结构。但这个结构的出现却让近70年前的理论遭到质疑，新研究中的二聚体结构无法进一步拓展从而形成教授们先前预言的周期性β-波纹形态。

β-波纹结构被证实

此后，研究人员进行了核磁共振工作，研究表明，某些模型肽在溶液中形成褶皱而非β-波纹形态。为了确定周期性β-波纹层构型是否可行，研究人员报道了两个外消旋和一个准外消旋聚合肽系统的晶体结构，这些系统都产生了周期性的波纹反平行β层，这些层与之前的预测非常一致。研究将波纹β层结构确立为具有一般特征的基序，并为基于结构的独特超分子结构设计开辟了道路。

在这项新研究中，研究人员用其他氨基酸代替了一种三苯丙氨酸，以产生略有不同的三肽及其镜像。使用这些新的三肽，他们能够创建三种不同的聚合肽系统，形成扩展的反平行波纹β片层，其中镜像肽链以交替方式排列。X射线晶体学结果表明，晶体结构总体上与鲍林和科里所做的预测非常吻合。

研究意义

量身定制的蛋白质和肽在材料开发和生物医学应用方面具有巨大的潜力。手性取代可用于产生具有独特性质的自组装肽结构，具有不同活性的生物活性化合物，以及具有增强结晶特性的系统。研究人员对开发含有d-氨基酸取代的新型肽系统非常感兴趣，这标志着人类能够系统地进入具有独特分子性质的广阔结构空间。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/sc/d2sc02531k

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。