Ajuste de Moieties Periféricos en Amiloide Catalítico para Modular la Fuerza del Hidrogeles y la Actividad Hidrolasa
Autores: Patra, Soumya; Mavlankar, Nimisha A.; Ramesan, Lakshminarayan; Singh, Ashmeet; Pal, Asish
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Ajuste de Moieties Periféricos en Amiloide Catalítico para Modular la Fuerza del Hidrogeles y la Actividad Hidrolasa
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Química
Palabras clave
Diseño
Síntesis
Biocatalizadores basados en péptidos
Metaloenzima
Anfifilos de péptidos
Hidrolasa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
El diseño y la síntesis de novo de biocatalizadores basados en péptidos que pueden imitar la actividad de las enzimas naturales es un campo emocionante con oportunidades y desafíos únicos. En una enzima natural, el sitio activo está compuesto por un ensamblaje de diferentes residuos de aminoácidos, a menudo coordinados con un ion metálico. La actividad catalítica de una metaloenzima resulta de la interacción dinámica y concertada de varias interacciones entre los residuos y los iones metálicos. Con el objetivo de imitar tales enzimas, se pueden utilizar fragmentos de péptidos simples, inspirados estructuralmente en enzimas naturales, como modelo. En nuestro esfuerzo por imitar una hidrolasa que contenga metal, diseñamos anfifilos de péptido (PA) con una histidina terminal que tiene funcionalidades de amida y ácido, respectivamente, en su extremo -terminal, lo que otorga una capacidad diferencial para coordinar con iones de Zn y Cu. Los PAs demuestran un comportamiento de autoensamblaje notable formando excelentes nanofibras. Al coordinarse con iones metálicos, dependiendo del sitio de coordinación, las nanofibras se rigidizan o debilitan. Los estudios reológicos revelaron excelentes propiedades mecánicas de los hidrogeles formados por los PAs y los co-ensamblajes PA-metal. Usando tales co-ensamblajes, imitamos la actividad de hidrolasa contra un sustrato de acetato de -nitrofenilo (-NPA). Los parámetros cinéticos enzimáticos de Michaelis-Menten indicaron una actividad catalítica superior con Zn entre todos los ensamblajes.
Descripción
El diseño y la síntesis de novo de biocatalizadores basados en péptidos que pueden imitar la actividad de las enzimas naturales es un campo emocionante con oportunidades y desafíos únicos. En una enzima natural, el sitio activo está compuesto por un ensamblaje de diferentes residuos de aminoácidos, a menudo coordinados con un ion metálico. La actividad catalítica de una metaloenzima resulta de la interacción dinámica y concertada de varias interacciones entre los residuos y los iones metálicos. Con el objetivo de imitar tales enzimas, se pueden utilizar fragmentos de péptidos simples, inspirados estructuralmente en enzimas naturales, como modelo. En nuestro esfuerzo por imitar una hidrolasa que contenga metal, diseñamos anfifilos de péptido (PA) con una histidina terminal que tiene funcionalidades de amida y ácido, respectivamente, en su extremo -terminal, lo que otorga una capacidad diferencial para coordinar con iones de Zn y Cu. Los PAs demuestran un comportamiento de autoensamblaje notable formando excelentes nanofibras. Al coordinarse con iones metálicos, dependiendo del sitio de coordinación, las nanofibras se rigidizan o debilitan. Los estudios reológicos revelaron excelentes propiedades mecánicas de los hidrogeles formados por los PAs y los co-ensamblajes PA-metal. Usando tales co-ensamblajes, imitamos la actividad de hidrolasa contra un sustrato de acetato de -nitrofenilo (-NPA). Los parámetros cinéticos enzimáticos de Michaelis-Menten indicaron una actividad catalítica superior con Zn entre todos los ensamblajes.