타이로신 유도 2D 펩타이드 자기조립 (비틀림 억제)

2018년 Nam 연구그룹 리뷰 논문_121 (Lee et al., Adv. Sci. (2018), §5.1)에서 정립된 개념으로, 타이로신이 풍부한 단쇄 펩타이드가 비틀린 1D 피브릴이 아닌 평탄한 2D 나노시트로 성장하는 이유를 설명한다.

비틀림 문제

펩타이드 백본의 고유 키랄성으로 인해 β-시트 "테이프"는 비틀리게 되며, 이는 횡방향 연장을 수십 마이크로미터 이내로 제한한다. YYACAYY-peptide와 YFCFY는 β-시트가 아닌 나선형 이차구조를 채택함으로써 이 문제를 우회한다: 이황화결합으로 연결된 이량체는 오른손 α-나선을 형성하여 모든 페놀기를 용매에 노출시키고, 프로펠러 비틀림을 제거한다 (see Lee et al., Adv. Sci. (2018), §5.1, citing Mannige et al. Nature 2015 on achiral-backbone twist suppression).

세 가지 협력적 구동력

해당 리뷰는 타이로신의 역할을 생물학적 타이로신(PS₂, RNR)에서 합성 2D 나노소재로 이어지는 가교로 규정하며, 이를 세 가지 협력적 구동력으로 설명한다:

1. 페놀 고리의 π–π 스태킹;
2. 페놀성 –OH의 수소결합 공여 능력;
3. 라디칼 산화환원 활성 (PCET-tyrosine).

이 세 가지 요인이 함께 작용하여, Phe 단독 시스템에서 관찰되는 비틀린 β-시트 테이프 대신 평탄한 2D 성장을 촉진한다.

적용 범위

YYACAYY 2D-시트 플랫폼 (YYACAYY-2D-film), YFCFY 펜타펩타이드 확장계, 그리고 Cys 비함유 YYAYY-peptide 다이타이로신 분지계에 적용된다. tyrosyl-radical-bioinspired-catalysis의 메커니즘적 보완 개념이다.