Dimerne obvite vijačnice (CC) so zaradi robustnosti in preprostosti privlačen gradbeni element za sestavljanje modularnih nanostruktur. Uporabne so tudi kot interakcijske domene, preko katerih lahko prostorsko približamo skupaj druge proteinske domene, ki so v fuziji z obvito vijačnico. Specifičnost vezave CC v glavnem temelji na hidrofobnih in elektrostatičnih interakcijah med ostanki na mestih a, d, e in g znotraj heptade. Na moč vezave pa lahko vplivajo tudi površinski ostanki, ki se ne nahajajo na dimerizacijski površini. V članku pokažemo, kako lahko z spremembo teh aminokislinskih ostankov spremenimo moč vezave v širokem razponu. Z oblikovanjem intramolekularnih solnih mostičkov povečamo lokalno heličnost in uvedemo »sprožilne sekvence«. Stabilnost vezave pa se prilagodi brez spreminjanja dolžine peptida ali katerega koli od neposrednih interakcijskih ostankov. To splošno načelo dokazuje sprememba toplotne stabilnosti za več kot 30 °C zaradi samo dveh mutacij izven regije vezave. Enak pristop je bil uspešno uporabljen za nadzor stabilnosti v ortogonalnem sklopu CC dimerov, ne da bi to vplivalo na specifičnost in ortogonalnost vezave.
COBISS.SI-ID: 6191642
Polipeptidi in polinukleotidi so naravni programabilni biopolimeri, ki se lahko sami sestavijo v kompleksne 3-dimenzionalne strukture, informacija o 3D obliki pa je kodirana z linearnim zaporedjem njihovih gradbenih enot (aminokislin oz. nukleotidov). S pomočjo DNK nanotehnologije lahko preoblikujemo DNK v poljubne oblike, tudi take, ki v naravi ne obstajajo. Podobno modularno strategijo lahko uporabimo tudi za načrtovanje bioorigami kletk sestavljenih iz ene verige aminokislin. Kot gradnike uporabimo dimerne obvite vijačnice (CC), pri čemer 3D struktura kletke določena z zaporedjem CC modulov v verigi, ne pa z hidrofobnim jedrom, kot pri globularnih naravnih proteinih. V tej študiji predstavljamo de novo načrtovane origami kletke druge generacije. Zasnova temelji na izboljšanih CC modulih in na računalniški platformi za načrtovanje, kar je omogočilo izdelavo proteinskih origami kletk, sestavljenih iz več kot 700 aminokislinskih ostankov, in sposobnih učinkovitega zvijanja v živih organizmih. SAXS, elektronska mikroskopija in biofizikalne analize so potrdile pravilno 3D strukturo tetraedra, štiristranske piramide in trikotne prizme. Poleg tega sta bila stabilnost in hitrost zvijanja CC origami kletk primerljiva z naravnimi proteini. Izdelali smo torej drugo generacijo struktur, ki se zvijejo samodejno (brez potrebe po ponovnem zvijanju) v bakterijah, v celicah sesalcev in v miših, ne da bi pri tem povzročili vnetje ali druge škodljive patološke učinke, s čimer se odpira pot do novih aplikacij izdelanih proteinskih kletk.
COBISS.SI-ID: 6266906
Tehnologija, ki parne uporablja interakcijske module je bila razvita za načrtovanje novih proteinov. Uporablja ortogonalne dimerizacijske module, par segmentov, ki tvorita obvito vijačnico. Če jih povežemo v eno verigo, se samosestavijo v 3D nanostrukturo, ki je definirana s topologijo modulov vzdož verige. Ta pristop omogoča konstrukcijo geometrijskih polipeptidnih ogrodij, ki obide problem zvitja kompaktnih globularnih proteinov. Platforma odpira poti za vključitev načrtovanih folamerov v biološke sisteme, in njihovo funkcionalizacijo.
COBISS.SI-ID: 5889050