Короткі пептиди сформували гексагональні наноканали у фібрилах
Короткі пептиди сформували фібрили з гексагональними наноканалами діаметром близько 5 нанометрів.
Дев’ятиамінокислотні пептиди змогли самоорганізуватися у фібрили з безперервними гексагональними наноканалами та стільниковими решітками, що розширюються вбік. Як повідомляє Nature, структуру таких волокон дослідили методом кріоелектронної мікроскопії, а висновки додатково перевірили моделюванням молекулярної динаміки й спектроскопією.
В основі конструкції лежить сімейство пептидів DILT із дев’яти амінокислот. Їхня послідовність поєднує ділянку, що формує парні β-листи, центральний залишок-інвертор та ділянку для тримерного з’єднання. Саме така комбінація задає взаємодії, які забезпечують одночасно подовження фібрили вздовж осі та з’єднання сусідніх елементів у гексагональну решітку.
Канали близько 5 нанометрів
Для базового пептиду DILT1 кріо-ЕМ виявила дві основні форми: одноканальну структуру 1-1-1, частка якої становила 12%, та переважну стільникову структуру 3-3-3 із часткою 73%. У поперечному перерізі повторюваний вузол містить 12 пептидних ланцюгів, організованих у шість пар навколо центральної порожнини. Вона має приблизно 5 нанометрів завширшки та безперервно проходить уздовж фібрили.
У розширеній структурі 3-3-3 бічні з’єднання формують сім гексагонів на шар, а один поперечний переріз містить 60 пептидних ланцюгів. Роздільна здатність реконструкції цієї форми сягнула 2,9 ангстрема. Автори також зафіксували характерне укладання β-ниток уздовж осі фібрили з кроком 4,7–4,8 ангстрема.
Стійка геометрія у варіантах послідовності
Моделювання показало, що ключову бічну стабільність решітці надають тримерні вузли: у них гідрофобні залишки утворюють щільне ядро, а водневі зв’язки й електростатичні контакти зміцнюють з’єднання. Під час 100-наносекундного моделювання фібрила з 94 шарів зберегла експериментально встановлену геометрію у водному буферному розчині.
Варіанти DILT2 і DILT3, у яких частину амінокислотних залишків замінили, також утворили гексагональні наноканали зі збереженим діаметром пори та тримерними з’єднаннями. У реконструйованих структурах кількість каналів варіювалася від одного до 14, водночас поперечна β-структура й розмір пори залишалися сталими. Це демонструє, що загальна топологія решітки визначається закладеною в послідовності пептиду геометрією взаємодій.
