Les cages à protéines, des structures semblables à des capsules composées de nombreuses molécules de protéines, remplissent des rôles dans la nature qui ont inspiré leur application dans des domaines tels que l'administration de médicaments. Leur assemblage contrôlé est donc d'un intérêt particulier pour la recherche; cependant, le démontage sensible aux stimuli des cages protéiques n'a pas encore été rapporté. Maintenant, une équipe de recherche internationale a signalé un assemblage réversible dirigé par l'or de cages protéiques 3-D. Leurs conclusions sont publiées dans Recherche sur la nature .

Méthodes rapportées pour préparer des cages protéiques basées sur des interactions protéine-protéine, telles que les liaisons hydrogène et les interactions hydrophobes, peut donner lieu à des cages stables ; cependant, de tels ensembles sont statiques et une fois formés n'offrent aucun moyen de contrôle intelligent. En revanche, l'assemblage qui utilise des ions métalliques pour faciliter les interactions entre les protéines fournit un mécanisme de libération.

Bien qu'un assemblage de protéines entraîné par le métal ait été rapporté, les exemples de structures de cages 3D ainsi préparées sont rares. Les chercheurs ont conçu une protéine en forme d'anneau connue sous le nom de TRAP (protéine d'atténuation de liaison à l'ARN trp) de sorte qu'elle présente des groupes thiols de fractions cystéine également espacés. L'ajout d'une source d'ions d'or aux protéines en solution a conduit à l'assemblage de cages à protéines en 3D, basé sur les interactions or-soufre, dans quelques minutes.

"En modifiant les éléments constitutifs des protéines, nous avons pu diriger l'assemblage des cages d'une manière qui nous permet également de contrôler leur stabilité, " L'auteur de l'étude, Kenji Iwasaki, explique. " Les protéines assemblées quelques minutes après l'introduction de l'or dans le système et la cryomicroscopie électronique nous ont permis de voir clairement les structures formées, qui ont un diamètre d'environ 22 nm."

Une analyse détaillée de la forme des cages protéiques a révélé que les structures sont composées de 24 anneaux disposés pour donner six ouvertures carrées. Cet arrangement est connu sous le nom de snub cube, un solide d'Archimède qui, selon les chercheurs, n'a pas encore été observé dans la nature.

Les structures des cages se sont avérées stables sur une plage de températures, y compris à 95 °C pendant plusieurs heures, et se sont également avérés robustes en présence d'une gamme de produits chimiques capables de perturber les structures à liaison hydrogène. Cependant, en présence d'agents réducteurs, y compris les antioxydants biologiquement pertinents présents dans le corps, les cages pourraient être démontées.

« Le contrôle réversible de la stabilité de la cage est une caractéristique intéressante en termes de propriétés intelligentes pour les applications de livraison de fret dynamiques, " explique le professeur Iwasaki. " Cependant, au-delà de ces fonctionnalités pratiques, l'observation d'une architecture structurelle inédite qui n'a pas, A notre connaissance, été observé dans la nature et a des parallèles dans l'art islamique, a fourni une dimension intéressante à nos découvertes. »