Ao misturar um pequeno pepta­deo com quantidades iguais de sua imagem no espelho, uma equipe de cientistas da UC Santa Cruz criou uma estrutura incomum de protea­na conhecida como "folha beta ondulada" e obteve imagens dela usando cristalografia de raios-X. Eles relataram suas descobertas em um artigo publicado em 8 de dezembro na Chemical Science .

A folha ondulada éuma variação distinta da folha beta pregueada, que éum motivo estrutural bem conhecido encontrado em milhares de protea­nas, incluindo protea­nas relacionadas a doenças importantes. Linus Pauling e Robert Corey descreveram a folha beta ondulada em 1953, dois anos após introduzir o conceito da folha beta plissada.

Enquanto a folha beta pregueada (muitas vezes chamado de folha beta) rapidamente se tornou um exemplo cla¡ssico de um comum estrutura da protea­na , a folha ondulada definhou na obscuridade como um pouco estudada e em grande parte tea³rica estrutura . Estudos anteriores encontraram evidaªncias experimentais de formação de folha ondulada, mas nenhum usando cristalografia de raios-X, que éo padrãoouro para determinar estruturas de protea­nas .

"Agora, pela primeira vez, temos a estrutura cristalina de uma folha ondulada, que écomo um instanta¢neo dela, e a estrutura corresponde a s previsaµes de Pauling e Corey", disse Jevgenij Raskatov, professor associado de química e bioquímica da UC Santa Cruz e autor para correspondaªncia do artigo.

"O paradigma da folha ondulada pode ter significado tanto para a pesquisa de materiais quanto para as aplicações biomédicas, e ter a estrutura de cristal éimportante para o projeto racional de folhas onduladas", observou Raskatov.

As protea­nas consistem em longas cadeias de aminoa¡cidos dobradas em formas tridimensionais complexas que lhes permitem realizar uma enorme variedade de funções em todos os seres vivos. Uma folha beta pregueada écomposta de fitas lineares (chamadas fitas beta) unidas lado a lado para formar uma estrutura semelhante a uma folha bidimensional. Uma folha beta ondulada ésemelhante, exceto que os fios alternados são imagens espelhadas umas das outras.

Os aminoa¡cidos que compõem as protea­nas podem ter uma orientação "canhota" (L) ou "destra" (D) no arranjo de seus a¡tomos - o mesmo em todos os aspectos, exceto imagens espelhadas, como as ma£os esquerda e direita . Todas as protea­nas naturais são feitas com aminoa¡cidos canhotos, mas as protea­nas sintanãticas podem ser feitas com aminoa¡cidos L ou D.

No novo estudo, os pesquisadores usaram formas espelhadas de trifenilalanina, um pepta­deo curto que consiste em três aminoa¡cidos de fenilalanina . Quando misturados em quantidades iguais, os pepta­deos de imagem no espelho se uniam aos pares, que então se agrupavam em estruturas de camadas em espinha.

"Eles se compactam para formar um cristal, então podemos usar a cristalografia de raios-X para ver a estrutura da folha ondulada", disse o coautor Timothy Johnstone, professor assistente de química e bioquímica. "a‰ uma descoberta altamente capacitadora que abre novos caminhos para a exploração, porque nos da¡ um novo bloco de construção, ou uma nova maneira de juntar blocos de construção, para criar novas estruturas polipepta­dicas com propriedades desejáveis."

Tendo determinado a estrutura do cristal , os pesquisadores então pesquisaram o Protein Data Bank, um arquivo online de dados estruturais, para outras protea­nas envolvendo pepta­deos de imagem de espelho. Eles encontraram três estruturas cristalinas adicionais contendo folhas onduladas que não foram reconhecidas quando as estruturas foram originalmente analisadas.

Os coprimeiros autores do artigo são Ariel Kuhn, um Ph.D. estudante no laboratório de Raskatov, e Beatriz Ehlke, uma Ph.D. aluno do laboratório do coautor Scott Oliver, professor de química e bioquímica.

"Foi um grande esfora§o colaborativo entre os três laboratórios, além de demonstrar as incra­veis capacidades de nosso novo instrumento de XRD de cristal aºnico para cristalografia de raios X", disse Kuhn.