Modificaciones de un solo aminoácido para controlar la helicidad de las superestructuras de nanopartículas quirales...

Área de la Ciencia:

• Nanotecnología y Ciencias de los Materiales
• Química bioconjugada
• Química computacional

Sus antecedentes:

• Las superestructuras de nanopartículas (NP) exhiben propiedades emergentes basadas en su disposición en 3D.
• Los conjugados de péptidos son efectivos para dirigir el ensamblaje NP hacia las superestructuras deseadas.
• Las modificaciones de los conjugados péptidos pueden alterar la estructura y las propiedades a nanoescala.

Objetivo del estudio:

• Investigar cómo la alteración del noveno residuo de aminoácido en un conjugado de péptidos afecta la estructura de los conjuntos helicoidales de nanopartículas de oro (Au NP).
• Comprender la relación entre la afinidad de unión de péptidos a las superficies de oro y la formación de superestructura resultante.
• Para predecir nuevos conjugados de péptidos para dirigir superestructuras específicas de Au NP de una sola hélice.

Principales métodos:

• Diseño de conjugados peptídicos con afinidades de unión variadas mediante la modificación del noveno residuo de aminoácido.
• Simulaciones de Dinámica Molecular para evaluar las interacciones superficiales y las puntuaciones de unión del péptido-Au111.
• Análisis de las transiciones estructurales en las superestructuras Au NP basadas en péptidos conjugados modificados.

Principales resultados:

• Se observó una transición de superestructuras Au NP de doble hélice a superestructuras de una sola hélice a medida que disminuía la afinidad de unión a los péptidos.
• Una señal quiróptica plasmónica surgió simultáneamente con la transición de la estructura helicoidal.
• Las simulaciones de REST-MD predijeron con éxito nuevos conjugados de péptidos para dirigir la formación de Au NP de una sola hélice.

Conclusiones:

• Las pequeñas modificaciones de los precursores de péptidos controlan con precisión la estructura y el ensamblaje de NP inorgánicos a nanoescala y microscala.
• Las herramientas moleculares basadas en péptidos se pueden expandir para un control sofisticado sobre el ensamblaje y las propiedades de la superestructura NP.
• Este trabajo proporciona una base para el diseño de conjugados de péptidos para lograr resultados de autoensamblaje NP específicos.