Des chercheurs de l'Université de Princeton ont construit la plus petite structure biologique au monde à verrouillage mécanique, une chaîne à deux anneaux d'une simplicité trompeuse faite de minuscules brins d'acides aminés appelés peptides.

Dans un article publié le 23 août dans Chimie de la nature , l'équipe a détaillé une bibliothèque de telles structures fabriquées dans leur laboratoire - deux anneaux imbriqués, un anneau sur un haltère, une guirlande et un double lasso imbriqué, chacun mesurant environ un milliardième de mètre. L'étude démontre également que certaines de ces structures peuvent basculer entre au moins deux formes, jeter les bases d'un commutateur biomoléculaire.

"Nous avons pu construire un tas de structures que personne n'a pu construire auparavant, " a déclaré A. James Link, professeur de génie chimique et biologique, le chercheur principal de l'étude. "Ce sont les plus petites structures filetées ou imbriquées que vous puissiez créer à partir de peptides."

Pour fabriquer ces gadgets, appelés peptides mécaniquement imbriqués, ou MIP, les chercheurs ont utilisé le génie génétique pour manipuler des acides aminés individuels dans un peptide lasso naturel, microcine J25, et diriger le peptide pour qu'il s'auto-assemble en de nouvelles formes.

Ils ont également contourné le besoin de solvants agressifs et d'ions métalliques utilisés dans la construction d'architectures moléculaires synthétiques similaires, travail qui a fait l'objet du prix Nobel de chimie 2016. Ce travail, en utilisant un protocole monopot dans l'eau, exploite un contrôle minimal sur le propre programme de recherche de forme des peptides pour créer une toute nouvelle classe de technologie.

"C'est vraiment construire un pont entre le monde biologique, " Link a dit, "et ce qui jusqu'à présent a été le terrain de jeu de la chimie de synthèse." En termes techniques, l'étude montre des peptides lasso microcine J25 convertis en un [2] caténane, un rotaxane, une guirlande [c2] et un macrocycle à double lasso.