جايگزيني آب به‌وسيله پليمر در محيط پروتئيني
محققان آمريکايي موفق به ارائه پليمري شدند که مي‌تواند پروتئين‌ها را در خود نگه دارد. در صورت استفاده از اين پليمر ديگر نيازي به آب نيست. آب يکي از ارکان اصلي در محيط‌هاي پروتئيني است، مدت‌هاست که دانشمندان به‌دنبال جايگزيني براي آب مي‌گردند تا در محيط‌ها غيرآبي از پروتئين‌ها استفاده کنند. اين پروژه وابستگي پروتئين‌ها را به آب و محيط‌هاي آبي کاهش مي‌دهد.
آدام پريمن و همکارانش از دانشگاه بريستول دريافتند که اگر به‌جاي مولکول‌هاي آب، پوسته هيدراته، اطراف پروتئين‌ها از پليمر استفاده شود خواص کاتاليستي آن همچنان حفظ مي‌شود. پيش از اين تصور مي‌شود که وجود پوسته هيدراته براي حفظ عملکرد پروتئين ضروري است. اين گروه تحقيقاتي پيش از اين نشان داده بودند که اگر از سورفاکتانت‌هاي پليمري استفاده شود مي‌توان پروتئين‌هاي عاري از حلال داشت. رشته‌هاي بلند پليمر داراي بار منفي هستند که با بخش‌هاي مثبت پروتئين برهمکنش مي‌دهند، محققان به اين آرايش نانو هيبريد گويند. البته در اين آرايش مقدار بسيار کمي مولکول آب باقي مي‌ماند که در مقايسه با مقدار زياد پليمر قابل اغماض است. پريمن و همکارانش نشان دادند که نانوهيبريد ميوگولوبين مي‌تواند به اکسيژن متصل بماند.
|
| http://pnu-club.com/imported/2012/09/250.jpg |
|
|
پروتئين‌هاي بي‌نياز از آب، موضوع جديدي نيست براي مثال پيش از اين محققان آنزيمي ساخته بودند که تنها با يک يا دو مولکول آب فعال است هر چند ديناميک معمول اين پروتئين در اين حالت متوقف مي‌شود. پريمن و همکارانش دريافتند برخي انزيم‌ها در حلال‌هاي غيرآبي فعال هستند، حتي در سلول‌هاي زنده، پروتئين‌هاي غشاء از جمله اين آنزيم‌ها هستند که به جاي آب توسط ليپيدها محاط شده‌اند.
البته پروتئين‌هاي بي‌نياز از آب بسيار اندک هستند و در حالت رايج پروتئين‌ها به مولکول آب نياز دارند تا پيکربندي مناسب را براي انجام فعاليت کاتاليستي داشته باشند. همچنين پيوندهاي هيدروژني موجود در پوسته هيدراته موجب پديدار شدن حرکاتي مي‌شود که در حلال‌هاي ديگر به‌ندرت رخ مي‌دهد.
محققان موسسه لاو لانگوين درگرينوبل فرانسه با استفاده از پراش نوتروني به مطالعه اتم‌هاي مختلف و حرکت آنها در پروتئين پرداختند. از آنجايي که اين پراش در اتم‌هاي هيدروژن اتفاق مي‌افتد بنابراين مي‌توان حرکت پروتئين و پوسته هيدراته را مطالعه کرد.
نتايج تحقيقات اين گروه نشان داد که ديناميک ميوگلوبين در هيبريد پليمري بسيار شبيه رفتار آن در آب است، همچنين حرکت پليمر در اطراف پروتئين شبيه پوسته هيدراته است. در واقع محققان به اين نتيجه رسيدند که مکانيسم ميکروسکوپي پليمر به نحوي است که اين پليمر مي‌تواند جايگزين آب شود. به نظر مي‌رسد بتوان از اين سيستم در محيط‌هاي عاري از آب استفاده کرد محيط‌هايي که فقدان آب موجب پايداري بيشتر مي‌شود. غلظت پروتئين‌ها در اين سيستم بسيار بالا است بنابراين مي‌توان از آن در درمان زخم‌ها استفاده کرد.
منبع:nano.ir |
