Onderzoekers maken complexe molecule die spontaan vouwt als een eiwit

in biologie, zijn gevouwen proteã nen de oorzaak van de meeste geavanceerde functies. Deze complexe proteã nen zijn het resultaat van evolutie of ontwerp door wetenschappers. Een team van wetenschappers onder leiding van hoogleraar Systeemchemie Sijbren Otto van de Rijksuniversiteit Groningen heeft nu een nieuwe klasse van complexe vouwmoleculen ontdekt die spontaan ontstaan uit eenvoudige bouwstenen. De resultaten werden gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society op 16 januari.
Een team van onderzoekers uit Nederland, Italië en Polen heeft een manier ontwikkeld om complexe moleculen te maken die spontaan vouwen als eiwitten. In hun artikel gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society, beschrijft de groep hun benadering van het manipuleren van moleculen op nuttige manieren, wat ze ontdekten, en de manieren waarop ze geloven dat hun resultaten kunnen worden gebruikt.

in de natuur zijn er een aantal eiwitten die spontaan vouwen om verschillende functies uit te voeren. Maar misfolding kan leiden tot problemen, zoals de ontwikkeling van neurologische ziekten. Wetenschappers zijn geïnteresseerd in dergelijke vouwen niet alleen omdat het zou kunnen helpen bij het begrijpen van menselijke kwalen, maar omdat het relevant zou kunnen zijn om te begrijpen hoe het leven begon op aarde. In deze nieuwe poging probeerden de onderzoekers het vouwen dat in de natuur wordt gezien te repliceren door hun eigen spontaan vouwmoleculen te bouwen.

de onderzoekers melden dat ze hun doel hebben bereikt—ze vonden een manier om een zelfassemblerend, zelfvouwend molecuul te creëren dat een macrocycle wordt genoemd. Meer specifiek, een 15mer macrocycle bestaande uit 75 atomen. Om het vouwen te bereiken, werd het molecuul gevormd in de vorm van een ring. De onderzoekers merken op dat het eindresultaat (genoemd een foldamer) een hydrofiele oppervlakte en een hydrophobic kern had, die zij nota spiegelen de structuur van natuurlijk voorkomende vouwende proteã nen. Ze merken verder op dat de foldamer bij elkaar werd gehouden door waterstofbindingen, de interactie tussen ring stapelen en een disulfide brug. Het molecuul had ook een derde betegelde structuur gemaakt van stapels ringen.

om spontaan vouwen op te wekken, voegden de onderzoekers zoutwater toe. Zij merken op dat hun molecuul een nucleobase nodig had om de macrocycle te vormen, maar anderen, zoals guanine of adenine, zouden even goed werken. Zij plannen vervolgens om met het molecuul te werken dat zij creëerden om te leren hoe te om zijn zelfassemblageeigenschappen te wijzigen om designermacrocycles in de toekomst tot stand te brengen. Zij merken ook op dat hun proces aantoont dat het vouwen molecules een rol in het begin van het leven op aarde in een vroeger stadium zou kunnen hebben gespeeld dan gedacht.