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Photoschaltbare Peptide als molekulare Werkzeuge zur Kodierung von Strukturordnung und ‐Unordnung in intrazellulären Aggregaten

Year: 2025

Type: article

Abstract: Kurzzusammenfassung Zu verstehen, wie die Bildung selbstorganisierter Strukturen Zellen beeinflusst, bleibt eine zentrale Herausforderung in der supramolekularen Chemie. Doch synthetische Strategien, die sowohl geordnete als auch ungeordnete intrazelluläre Aggregate aus einem einzigen molekularen Gerüst ermöglichen, sind aufgrund der Designkomplexität selten. Hier präsentieren wir ein photoschaltbares Isotripeptid mit einer Arylazopyrazol‐(AAP)‐Einheit, das intrazellulär gespalten wird und dabei ein selbstassemblierendes Monomer freisetzt. Nach der Photoisomerisierung bildet das planare trans ‐Isomer β‐Faltblatt‐reiche Nanofibrillen mit starken aromatischen Wechselwirkungen, während das nicht‐planare cis ‐Isomer zu ungeordneten, random‐coil‐Aggregaten ohne aromatische Wechselwirkungen assembliert. Die strukturelle Dynamik der Strukturen wird durch wiederholtes Photoschalten zwischen beiden Zuständen unter gepufferten Bedingungen demonstriert. Bemerkenswerterweise korreliert die Zellviabilität von A549‐Krebszellen mit dem isomerabhängigen Assemblierungsverhalten sowie den kritischen Aggregationskonzentrationen (CACs): Das trans ‐Isomer, das eine höhere Aggregationsneigung aufweist, zeigt eine stärkere Zytotoxizität. Dieses photoschaltbare Peptidsystem stellt somit eine leistungsstarke Plattform dar, die sich durch schnelle, reversible und robuste Schaltkinetik, lange Isomer‐Halbwertszeiten und hohe Photostabilität auszeichnet. Sie ermöglicht es, die intrazellulären Konsequenzen supramolekularer Ordnung und Unordnung mithilfe eines einzigen molekularen Gerüsts zu untersuchen.

Source: Angewandte Chemie

DOI: 10.1002/ange.202514781