科技日報記者?劉霞

1953 年，科學家首次預測了一種名為“β波紋片”的蛋白質結構。約70年后，美國研究人員首次在實驗室中創建出了這一結構，并使用X射線結晶學對其進行了詳細表 征。這項新研究有望使科學家們設計并制造出基于波紋片結構的獨特材料，以廣泛應用于生物醫學領域。相關論文刊發于《化學科學》雜志。

1953年預測的“β波紋片”蛋白質結構獲證實。
圖片來源：物理學家組織網

蛋白質的形狀、結構和大小千差萬別，在活細胞內發揮著各種各樣的作用。科學家們已經在許多蛋白質結構內發現了某些常見的結構基序（如α-螺旋）。結構基序 也被稱為結構模體，是鏈樣生物分子（如蛋白質或核酸）中普遍存在且具有特征性的局部三維結構（超二級結構）單元模式。

波紋片是β折疊片的變體，β折疊片是在數千種蛋白質中發現的一種結構基序。1951年，美國科學家萊納斯·鮑林和羅伯特·科里描述了β折疊片。1953年，他們描述了β波紋片。雖然β折疊片目前是眾所周知的—種比較伸展、呈鋸齒狀的肽鏈結構，但幾十年來，波紋片一直只是一種理論結構。

在2021年發表于《化學科學》的一項研究中，論文通訊作者、加州大學圣克魯斯分校化學和生物化學副教授耶夫蓋尼耶·拉斯卡托夫領導的團隊報告稱，通過將 小肽與其等量鏡像混合，獲得了β波紋片結構。研究人員使用了三苯基丙氨酸的鏡像形式——一種由三個苯丙氨酸氨基酸組成的短肽。鏡像肽成對連接形成“二聚 體”，但沒有形成鮑林等人假設的擴展的周期性β波紋片層形態。

在最新研究中，拉斯卡托夫團隊用其他氨基酸取代了其中一個三苯基丙氨酸，以產生稍微不同的三肽及其鏡像。使用這些新三肽，他們創建出3種不同的聚集肽系 統，形成擴展的反平行β波紋片層，其中鏡像肽鏈以交替方式排列。X射線結晶學的結果表明，晶體結構與鮑林等人預測的完全一致。