Une image en microscopie électronique de nanoplaques d'argent hexagonales formées par les peptides de biominéralisation fusionnés avec p53Tet. Crédit :Photo par Kazuyasu Sakaguchi
Une nouvelle méthode combinant la protéine suppresseur de tumeur p53 et le peptide de biominéralisation BMPep a réussi à créer des nanoplaques d'argent hexagonales, suggérant une stratégie efficace pour contrôler la nanostructure des matériaux inorganiques.
Le contrôle précis des nanostructures est un facteur clé pour former des nanomatériaux fonctionnels. Les approches biomimétiques sont considérées comme efficaces pour la fabrication de nanomatériaux car les biomolécules sont capables de se lier à des cibles spécifiques, auto-assembler, et construire des structures complexes. Oligomérisation, ou l'assemblage de biomolécules, est un aspect crucial des matériaux naturels qui forment des structures d'ordre supérieur.
Certains peptides sont connus pour se lier à une substance inorganique spécifique, comme l'argent, et d'améliorer sa formation de cristaux. Ce phénomène, appelée biominéralisation à médiation peptidique, pourrait être utilisé comme approche biomimétique pour créer des structures inorganiques fonctionnelles. Le contrôle de l'orientation spatiale des peptides pourrait produire des structures inorganiques complexes, mais cela a longtemps été un grand défi.
Une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Kazuyasu Sakaguchi de l'Université d'Hokkaido a réussi à contrôler l'oligomérisation du peptide de biominéralisation de l'argent (BMPep) qui a conduit à la création de nanoplaques d'argent hexagonales.
(Panneaux de gauche) Ce sont des illustrations schématiques de peptides de biominéralisation monomères et tétramères fusionnés avec p53Tet et des images de microscopie électronique de nanostructures d'argent formées par les peptides de biominéralisation. Barre d'échelle =100 nm. (À droite) Le modèle proposé dans lequel les peptides de biominéralisation tétramères régulent la direction de la croissance cristalline et donc sa nanostructure. Crédit :Sakaguchi T. et al., Rapports scientifiques , 3 mai, 2017.
L'équipe a utilisé la protéine suppresseur de tumeur bien connue p53, connue pour former des tétramères via son domaine de tétramérisation (p53Tet). "La symétrie unique du tétramère p53 est un échafaudage attrayant à utiliser pour contrôler l'état global d'oligomérisation du BMPep d'argent tel que son orientation spatiale, géométrie, et valence, " dit Sakaguchi.
Dans les expériences, l'équipe a réussi à créer de l'argent BMPep fusionné avec p53Tet. Cela a entraîné la formation de tétramères BMPep qui ont donné des nanoplaques d'argent hexagonales. Ils ont également constaté que les tétramères BMPep ont une spécificité accrue vis-à-vis de la surface d'argent structurée, régulant apparemment la direction de la croissance cristalline pour former des nanoplaques hexagonales. Par ailleurs, le peptide tétramère a joué le rôle de catalyseur, contrôler la croissance cristalline de l'argent sans consommer le peptide.
"Notre nouvelle méthode peut être appliquée à d'autres peptides de biominéralisation et protéines d'oligomérisation, fournissant ainsi une stratégie efficace et polyvalente pour contrôler les nanostructures de divers matériaux inorganiques. La production de nanomatériaux sur mesure est désormais plus réalisable, " a commenté Sakaguchi.
