Fakultetni utrip
Kristalna struktura dizajniranega trikotnega proteina
16/08/2023
Raziskovalci iz Kemijskega inštituta in FKKT smo uspeli določiti kristalno strukturo načrtovanega proteina v obliki trikotnika. Raziskava je objavljena v ugledni reviji JACS (povezava na članek: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c05531).
Proteinski origami iz obvitih vijačnic (CCPO) so de novo načrtovani proteini sestavljeni iz modularnih gradnikov obvitih vijačnic, ki tvorijo strukture, ki jih ne najdemo med naravnimi globularnimi proteini. Oblika poliedrov je določena s topološko razporeditvijo paralelnih in/ali antiparalelnih obvitih vijačnic, razporejenih v natančno določenem zaporedju na podlagi osnovnih matematičnih pravil. Čeprav je strategija dizajniranja CCPO proteinov uspešno obnese in lahko ustvarimo različne proteinske topologije, pa so taki proteini izjemno zahtevni za strukturno karakterizacijo visoke ločljivosti.
V članku poročamo o prvi kristalni strukturi proteinskega origamija, ki ima obliko trikotnika. Raziskovalci smo poskusili različne strategije, da bi pridobili ustrezne proteinske kristale. Kot uspešno se je izkazala uporabo krajših povezovalnih peptidov in z uvedbo naravnega homodimerne obvite vijačnice – GCN2. Natančen pregled strukture je pokazal, da veriga tvori trolistni proteinski vozel, ki predstavlja najmanjši vozel v kateremkoli načrtovanem proteinu. Zanimivo je tudi, da algoritem AlphaFold2 ne more napovedati strukture CCPO trikotnika (in drugih CCPO struktur), najverjetneje zaradi kompleksne topologije in odsotnosti takšnih proteinskih zvitji v strukturni podatkovni bazi.
Določitev kristalne strukture trikotnega proteinskega origamija odpira vpogled v razumevanje molekularnih mehanizmov, ki so odgovorni za zvitje in stabilnost CCPO struktur. To znanje bo pomagalo pri razvoju inovativnih struktur na osnovi obvitih vijačnic.
