立体拉链是一种独特的疏水包装结构，形成于淀粉样蛋白和相邻的肽β片之间。这些结构在淀粉样蛋白原纤维的稳定性和形成中起着关键作用，有助于新型肽基材料的设计。然而，由于β-片肽的聚集倾向，制造人工立体拉链面临挑战，通常导致凝胶和原纤维的形成，难以获得晶体结构。
最近，在《美国化学学会杂志》上发表的一项新研究中，来自日本的研究团队在东京工业大学的副教授泽田智久的带领下，提出了一种构建晶体人工立体拉链的新方法。
Sawada博士指出：“尽管早期研究表明，天然蛋白质序列的肽片段展现出立体拉链结构，但其从头设计的研究相对较少。”
研究人员从定制的Boc-3pa-X1-3pa-X2-OMe四肽结构入手，其中Boc代表叔丁基羰基，3pa代表β-(3-吡啶基)- _ -丙氨酸，OMe是甲氧基，X1和X2则表示疏水氨基酸，如丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、苏氨酸和苯丙氨酸。
设计的四肽结构使得吡啶基和疏水氨基酸基团在肽主链的两侧形成侧链。这种特殊的残基排列在晶体状态下的空间拉链形成中至关重要。
将四肽片段与金属盐(Zn(NCS)2、AgNTf2或AgOTf)一起引入微管中，并在室温下孵育。这些盐促使肽的吡啶基与金属离子之间形成可逆的配位键，从而阻止β-片肽的不可控聚集，导致含有立体拉链的针状晶体的形成。
通过使用不同组合的疏水氨基酸，研究人员构建了多种立体拉链结构。含有甲基侧链的疏水氨基酸，如丙氨酸、缬氨酸和亮氨酸，形成了第一类立体拉链，肽骨架平行排列。
此外，β-片间的相互作用类型取决于疏水氨基酸中烷基侧链的空间体积。例如，含有丙氨酸的四肽结构，因其较小的甲基侧链，通过互指作用展现出互锁结构。相反，当疏水氨基酸的烷基侧链较大时，如缬氨酸和亮氨酸，β-片则通过疏水接触连接。
值得注意的是，研究人员首次观察到三级立体拉链。这些独特结构的形成是由于疏水氨基酸的侧基不是烷基，如苏氨酸和苯丙氨酸。在这些拉链中，两个β片面向同一方向，增加了立体拉链配置的多样性。
最后，研究人员将该系统扩展到使用五肽片段的旋钮孔型拉链。“迄今为止，基于立体拉链的肽材料设计仅限于生物系统。目前的结果为基于这些结构设计人工肽材料开辟了新途径，”Sawada博士评论道。
总之，对立体拉链结构特征的深入理解为预防或逆转淀粉样蛋白原纤维引起的疾病提供了新的治疗策略。
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希望本篇文章《人造晶体肽β片中的立体拉链相互作用》能对你有所帮助！
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