کشف اسرار تغییر شکل پروتئین ها با کریستالوگرافی
آزمایش‌های کریستالوگرافی جدید با استفاده از فشار و حرارت بالا برای آشکار کردن چگونگی تغییر شکل پروتئین‌ها می‌تواند توسعه داروهای جدید را پیش ببرد.
کشف اسرار تغییر شکل پروتئین ها با کریستالوگرافی -پروتئین ها وظایف بیوشیمیایی بدن ما را با اتصال به متابولیت ها یا سایر پروتئین ها برای تکمیل وظایف انجام می دهند.
برای انجام موفقیت آمیز این کار، مولکول های پروتئین اغلب تغییر شکل می دهند تا برهمکنش های اتصال خاصی را که برای انجام فرآیندهای شیمیایی پیچیده و دقیق مورد نیاز است، اجازه دهند.
تحقیق در مورد ساختارهای پروتئینی
درک بهتر شکل‌هایی که پروتئین‌ها به خود می‌گیرند به محققان بینش مهمی در مورد توقف یا درمان بیماری‌ها می‌دهد، اما روش‌های کنونی برای آشکار کردن این اشکال پویا و سه‌بعدی اطلاعات محدودی را در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد.
برای رفع این شکاف دانش، تیمی از مرکز تحقیقات علوم پیشرفته در مرکز فارغ التحصیلان CUNY (CUNY ASRC) آزمایشی را طراحی کردند تا آزمایش کنند که آیا انجام تصویربرداری کریستالوگرافی اشعه ایکس با استفاده از دمای بالا در مقابل فشار بالا، اشکال متمایز را نشان می دهد یا خیر.
موقعیت این مولکول های آب اغلب برای درک انعطاف پذیری پروتئین و توانایی مولکول های دارو مانند برای تأثیرگذاری بر ساختار و عملکرد پروتئین مهم است.
در این مطالعه، آب‌های منحصربه‌فرد مختلفی در سطح پروتئین تحت آشفتگی‌های تجربی مختلف مانند دمای بالا (قرمز)، فشار بالا (سبز)، یا شرایط پیش‌فرض (آبی) ظاهر شدند که بینش‌های تکمیلی را در مورد این سؤالات ارائه می‌دهند.
ساختارهای پروتئینی ساکن نیستند. محقق اصلی این مطالعه، دانیل کیدی، دکترا، استاد ابتکار زیست شناسی ساختاری CUNY ASRC و استاد شیمی و بیوشیمی در کالج شهر نیویورک و CUNY گفت: آنها بین چندین شکل مشابه جابه جا می شوند.
مرکز تحصیلات تکمیلی. متأسفانه، روش‌های موجود برای مشاهده پروتئین‌ها فقط یک شکل را نشان می‌دهند، یا وجود چندین شکل را بدون ارائه جزئیات خاص پیشنهاد می‌کنند.
ما می‌خواستیم ببینیم که آیا روش‌های مختلف بررسی یک پروتئین می‌تواند دید دقیق‌تری از نحوه تغییر شکل آن به ما بدهد.
آزمایش و مشاهدات
تیم برای آزمایش خود، بلورهای STEP، همچنین به عنوان PTPN5 – پروتئین هدف دارویی برای درمان چندین بیماری از جمله آلزایمر – را به دست آوردند و آنها را با فشار بالا (2000 برابر فشار جو زمین) یا دمای بالا (بدن) به هم زدند. دما)، که هر دو بسیار متفاوت از آزمایش‌های کریستالوگرافی معمولی در فشار اتمسفر و دمای برودتی (280- درجه فارنهایت، -173 درجه سانتیگراد) هستند.
محققان نمونه ها را با استفاده از کریستالوگرافی اشعه ایکس مشاهده کردند و مشاهده کردند که دمای بالا و فشار بالا اثرات متفاوتی بر پروتئین دارد و اشکال متمایز را آشکار می کند.
پیامدهای توسعه دارو
در حالی که فشار بالا شرایطی نیست که پروتئین ها در داخل بدن تجربه کنند، کیدی گفت که روش تحریک، حالت های ساختاری متفاوتی از پروتئین را نشان می دهد که ممکن است به فعالیت آن در سلول های انسانی مرتبط باشد.
کیدی افزود: «داشتن توانایی استفاده از اغتشاش‌هایی مانند گرما و فشار برای روشن کردن این حالت‌های مختلف می‌تواند به توسعه‌دهندگان دارو ابزارهایی برای تعیین چگونگی به دام انداختن پروتئین در شکل خاصی با استفاده از یک داروی مولکولی کوچک برای کاهش عملکرد آن بدهد.»
