Free Press

Foile beta constau din șiruri polipeptidice extinse (fire beta) conectate printr-o rețea de legături de hidrogen și apar pe scară largă în proteine. Deși importanța foilor beta în structurile pliate ale proteinelor a fost recunoscută de mult timp, există o recunoaștere din ce în ce mai mare a importanței interacțiunilor intermoleculare dintre foile beta. Interacțiunile intermoleculare dintre marginile cu legături de hidrogen ale foilor beta constituie o formă fundamentală de recunoaștere biomoleculară (precum împerecherea bazelor ADN) și sunt implicate în structura cuaternară a proteinelor, în interacțiunile proteină-proteină și în agregarea peptidelor și a proteinelor. Importanța interacțiunilor foilor beta în procesele biologice face ca acestea să fie potențiale ținte de intervenție în boli precum SIDA, cancerul și boala Alzheimer. Acest cont descrie utilizarea de către grupul meu de cercetare a sistemelor de modele chimice pentru a studia structura și interacțiunile foilor beta. Sistemele de modele chimice oferă un vehicul excelent pentru a explora foile beta, deoarece sunt mai mici, mai simple și mai ușor de manipulat decât proteinele. Modelele chimice sintetice oferă, de asemenea, oportunitatea de a controla sau de a modula sistemele naturale sau de a dezvolta alte aplicații utile și pot duce, în cele din urmă, la noi medicamente cu care să se trateze bolile. În „foile noastre beta artificiale”, șabloanele moleculare și unitățile de turnare sunt combinate cu peptide pentru a imita structurile foilor beta paralele și antiparalele. Șabloanele și unitățile de întoarcere formează structuri pliate, cu legături de hidrogen cu grupurile peptidice și ajută la prevenirea formării de agregate complexe, prost definite. Șabloanele care dublează modelul de legătură de hidrogen al unei margini a unui șir beta peptidic, blocând în același timp cealaltă margine, s-au dovedit deosebit de valoroase în prevenirea formării de agregate și în promovarea formării de structuri monomerice și dimerice simple. Scheletele beta artificiale care prezintă margini cu legături de hidrogen expuse pot forma dimeri cu legături de hidrogen bine definite. Dimerizarea are loc cu ușurință în soluții de cloroform, dar necesită interacțiuni hidrofobe suplimentare pentru a se produce în soluție apoasă. Interacțiunile dintre lanțurile laterale, precum și legăturile de hidrogen dintre lanțurile principale, sunt importante în formarea dimerilor. Studiile RMN ale foilor beta artificiale au elucidat importanța complementarității legăturilor de hidrogen, a complementarității dimensionale și a complementarității chirale în aceste interacțiuni. Aceste preferințe de împerechere demonstrează selectivitatea secvenței în recunoașterea moleculară între foile beta. Aceste studii contribuie la ilustrarea importanței interacțiunilor intermoleculare de la margine la margine dintre foile beta în peptide și proteine. În cele din urmă, aceste sisteme model pot conduce la noi modalități de control al interacțiunilor beta-sheet și la tratarea bolilor în care acestea sunt implicate.