title: β-Turns beyond natural limitations - Flexible and rigid dipeptide building blocks in the protein environment of the Foldon-trimer and its isolated b-hairpin
title: β-Turns jenseits natürlicher Limitierungen - Flexible und rigide Dipeptidbausteine in der Proteinumgebung des Foldon-Trimers und seinem isolierten b-hairpin
Creators: name: Körling, Matthias
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2015
Subjects: β-hairpin Peptide , Faltungspopulation
Peptide
fold population
Peptidsynthese , Proteindesign
Chemische Synthese
β-hairpin peptides
peptide synthesis , protein design
Bindungsepitop
Magnetische Kernresonanz
binding epitope
Chemistry and allied sciences
Chemie

description: β-turns vermitteln eine Vielzahl
      unterschiedlicher Protein-Erkennungsprozesse im menschlichen
      Organismus, obwohl die Torsionswinkelpräferenzen der
      kanonischen Aminosäuren die zugänglichen b-turn-Geometrien
      und -Beweglichkeit einschränken. Die organische Chemie kann
      diese Limitierungen überschreiten: Synthetische β-turn
      Dipeptid-Bausteine mit flexibleren oder rigideren
      Peptidrückgraten übersteigen die Eigenschaften natürlicher
      Aminosäuren und führen aufgrund ihrer unterschiedlichen
      turn-induzierenden Fähigkeiten zu erheblichen Änderungen in
      der Population des nativen, isolierten b-hairpins
      (Ala12–Ser24) aus dem Foldon-Miniprotein. Der Einfluss
      derselben b-turn Mimetika wurde auch in der komplexen
      Proteinumgebung des trime-ren Foldons anhand verschiedener
      NMR basierter Parameter und den Schmelztemperaturen
      un-tersucht. Im Gegensatz zum isolierten β-hairpin, für den
      hoch rigide β-turn Mimetika in der i+1- und i+2-Position des
      β-turns zu einer hohen Population der gefalteten Spezies
      führen, erfüllen Kombinationen natürlicher β-Aminosäuren die
      strukturellen und dynamischen Anforderungen der
      Protein-Protein-Kontaktflächen zwischen den Monomerketten des
      Foldons am besten. Die erhaltenen Ergebnisse werfen die Frage
      auf, ob hochgradig stabilisierte, designte β-hairpin Peptide
      als b-Faltblatt-Modellsysteme geeignet sind, um evolutionär
      optimierte Proteine in ihrem vollen Umfang, besonders
      hinsichtlich des dynamischen Verhaltens, nachzuahmen.
description: β-turns mediate diverse protein
      recognition processes in the human organism, although
      dihedral angle preferences of canonical amino acids limit
      accessible β-turn geometries and their mobility. Organic
      chemistry can go beyond these limitations: Synthetic b-turn
      dipeptide building blocks with more flexible or rigid
      backbones outpace the characteristics of canonical amino
      acids. That leads to significantly altered populations of the
      natural stand-alone hairpin (Ala12–Ser24) derived from the
      Foldon miniprotein due to their differing turn inducing
      capacities. The influence of the same β-turn mimetics on the
      b-hairpin was also studied within the complex protein
      environment of the trimeric Foldon by analyzing several NMR
      based parameters and their melting tempera-tures. In contrast
      to the isolated b-hairpin, for which rigid β-turn mimetics in
      the i+1 and i+2-turn positions lead to highly populated
      folds, the best combinations to fulfill the structural and
      dy-namical requirements of the Foldon protein-protein
      interfaces between the monomer chains are natural b-amino
      acids. The obtained data raises questions on whether highly
      stabilized, designed b-hairpins are suitable as b-sheet model
      systems to simulate evolutionarily optimized proteins in a
      complete fashion, especially in their dynamic
      behavior.