הטבע יכול היה להשתמש בחומצות אמינו מסוג בטא לבניית אבני הבניין של החיים אך "בחר" שלא לעשות זאת. אומרת החוקרת האחראית על הפרויקט *ניתן יהיה להשתמש במולקולות אלה לייצור תרופות חדשניות
בטא-חיבור: הסרט בתרשים מייצג חיבור בידי בטא-פפטידים הארוזים בין סלילים בתוך סביבה הידרופובית (בירוק). Credit: Schepartz/Yale
כימאים באוניברסיטת ייל הצליחו לעשות מה שהטבע בחר שלא לעשות – הם הצליחו לייצר מולוקולות דמויות חלבונים מחומרים לא טבעיים. כך עולה ממאמר שפורסם במהדורה המקוונת המוקדמת של כתב העת של האגודה האמריקנית לכימיה.
הטבע משתמש בחומצות אמינו מסוג אלפא כאבני בניין להרכבת החלבונים המאפשרת את קיום החיים בדרך שבה אנו מכירים אותם. הכימאים בייל דיווחו על עדויות לכך שהטבע עולי יכול היה להשתמש באבני בנין שונות – חומצות אמינו מסוג בטא ועדיין הראו כי כל הפפטידים שהורכבו מחומצות אמינו מסוג בטא יכולים להתחבר למבנים דומים לחלבונים הטבעיים.
תצלום רטנגן הראה כי המולקולות חולקות רבים מהמאפיינים המבניים עם החלבונים הטבעיים" אומרת המחברת הראשית של המאמר אלאננה שפארץ (Schepartz), פרופסור לכימיה בייל ובמרכז הרפואי האוואד יוז. "מחקרים קרובים הראו כי התכונות הפיסיקליות של המולקולות גם דומה לאלו של החלבונים הטבעיים. במילים אחרות, הבטא-פפטידים מתרכבים, נראים ופועלים בדיוק כמו חלבונים אמיתיים.
היכולת לחקות את החלבונים הטבעיים הופך את הבטא-פפטידים לכלםי חדשים חזקים למחקר בסיסי ולגילוי תרופות. יתכן שהשוני שלהם יהיה יתרון.
מכיוון שבטא-פפטידים אינם מעובדים בתאים כמו הפפטידים או החלבונים הטבעיים, יתכן שיהיה ניתן לתכנן בטא-פפטידים המבצעים פעולות טוב יותר או במיקום מדויק יותר לעומת התרופות העשויות מחלבונים רגילים" אומרת שפארץ. "הם גם עשוים להיות בעלי תכונות ייחודיות כביו-חומרים."
חלבונים טבעיים מחוברים בשרשרות לינאריות של חומצות אמינו מסוג אלפא. בטה פפטידים מורכבים מחומצות אמינו-בטא, שבשדרה שלהם יש אטום פחמן נוסף. כמו חומצות האמינו מסוג אלפא, חומצות האמינו-בטא נוצרות בניסויים שבהם נערכה הדמיה של התנאים שלפני היות החיים על כדור הארץ, וכן מבודדים מתוך מטאוריטים והם גם תוצרי לוואי של חילוף החומרים אך הם אינם מקודדים באופן גנטי כמו החלבונים הטבעיים, וכן אינם מתחברים לשרשרות על ידי התאים.
מאז ראשית שנות התשעים הצליחו המדענים להרכיב בטא-פפטידים בסלילים מבודדים. ואולם עד כה בניית מבנים המרכיבים את המבנים המולוקלריים הגדולים יותר ואת הקיפול המורכב של החלבונים הטבעיים היתה מטרה חמקמקה. הצוות של שפראץ פתר את הביעה באמצעות תכנון מולקולה שיכולה ליצור חבילה אחת המשתמשת במאפיינים שנמצאו בחלבונים טבעיים – תכולה פנימית שמנונית הדוחה מים, וחלק חיצוני ידידותי למים. מאמר זה המספק את התמונה המפורטת הראושנה של מבנה כזה הראה צירף של שמונה בטא-פפטידים.
"המבנה שאנו רואים הוא תחבולתי מכיון שהוא מראה שחלבונים טבעיים יכולים להיות מורכבים מחומצות אמינו בטא, אך הטבע בחר שלא לעשות זאת." אומרת שפארץ.
