KW Wesselink-Schram, Twente Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: ACS Nano (2026). DOI: 10.1021/acsnano.6c04055

Tvente Universitetinin tədqiqatçıları mayedəki tək bir zülalın forma dəyişikliklərini ona heç bir şey bağlamadan izləyən optik bir metod hazırlayıblar. Bu metod, digər texnikaların etibar etdiyi etiketlərdən və ya etiketlərdən azad olaraq, zülalın quruluşunu öz molekulyar titrəmələrindən oxuyur. Metod tədqiqatçılara zülalların dərmanlara, toksinlərə və digər biomolekullara necə reaksiya verdiyini öyrənməyə kömək edə bilər. Məqalə ACS Nano jurnalında dərc olunub .

Zülallar çox vaxt molekul başına bir forma olan sabit 3D strukturlar kimi təsvir olunur. Əslində, onlar narahatdırlar. Dərman daşıyarkən əyilir, açılır, bərpa olunur və formalar arasında keçid edirlər, digər molekullara bağlanır və bioloji prosesləri idarə edirlər. Bu hərəkətlər həyatın əsasını təşkil edir və onları birbaşa müşahidə etmək çox çətindir, xüsusən də mayedə sərbəst hərəkət edən bir zülal üçün. Tək bir zülalı izləmək adətən onu sancaqlamaq və ya marker yapışdırmaq deməkdir və hər ikisi onun necə davrandığını dəyişə bilər.

Mühəndis metasəthi

Hər bir molekul xarakterik şəkildə titrəyir. Raman spektroskopiyası bu titrəmələri aşkarlaya və kimyəvi və struktur məlumatlarını aşkarlaya bilər. Tək bir zülaldan gələn siqnal adətən ölçmək üçün çox zəifdir. Komanda bunu qızıl təbəqə üzərində sıx şəkildə yığılmış qızıl nanopartikullardan ibarət xüsusi hazırlanmış səth olan metasəthlə həll etdi.

İşıq səthə dəydikdə, intensiv elektromaqnit sahəsinin kiçik bölgələrinə cəmləşir. Bu bölgələrdən birindən keçən bir zülal 10 milyon dəfə daha parlaq olan Raman siqnalı yaradır. Tədqiqatçılar bu siqnaldan zülalın ikinci dərəcəli quruluşunu oxuya və α-spiralları, β-vərəqləri, β-dönmələri və təsadüfi spiral bölgələrini ayırd edə bilirdilər.

Zülalın flüoresan etiketə, kimyəvi etiketə və ya mexaniki bağlayıcıya ehtiyacı yoxdur, buna görə də onun təbii davranışı dəyişməz qalır. Komanda metodu qanda əsas daşıyıcı zülal olan insan serum albumininin ümumi modeli olan mal-qara serum albuminində sınaqdan keçirib. Albumin yağ turşuları, hormonlar və bir çox dərman daşıyır.

Enerji mənzərəsinin xəritələşdirilməsi

Ölçmələr bir zülaldan bir zülal aparıldığı üçün komanda orta strukturlardan kənara çıxa bildi. Onlar zülalın ən çox hansı formalara çökdüyünü və hansılarının daha nadir, lakin hələ də əlçatan olduğunu göstərən sərbəst enerji mənzərələri qurdular. Onlar həmçinin formalar arasındakı marşrutları xəritələşdirdilər. Əsas keçidlər α-heliks və β-vərəq arasında, α-heliks və təsadüfi spiral arasında baş verdi.

İşə rəhbərlik edən Femi Ojambati deyir: “Metodumuz, demək olar ki, fizioloji şəraitdə fərdi zülalların dinamik davranışına giriş imkanı verir. Bu vacibdir, çünki biz zülalın funksiyası haqqında enerji mənzərəsindən və həmçinin strukturlar arasındakı yollardan daha çox məlumat əldə edə bilərik.”

Forma üzərində dartınma mübarizəsi

Daha sonra komanda kimyəvi mühitin zülalın formasını necə idarə etdiyini soruşdu. Onlar metasəthə metil, karboksilat və amin qrupları əlavə etdilər ki, bu qruplar bioloji və əczaçılıq molekullarında geniş yayılmışdır. Onlar həmçinin məhlulun pH-nı turşudan neytraldan əsasa dəyişdilər. Tarazlığı müəyyən etmək üçün elektrostatik qüvvələr istifadə olundu. Neytral pH-da təbii α-spiral forması adətən qalib gəlir. Digər şərtlərdə zülal β-vərəq və ya təsadüfi spiral formalarına doğru əyilir. Onun hansı formada olacağını yalnız ardıcıllığı deyil, ətraf mühiti müəyyən etdi.

Tək proteinli dərman testinə doğru

Yeni texnika zülalların qatlanması, səhv qatlanması və aqreqasiyasına işıq sala bilər. Səhv qatlanma və aqreqasiya Alzheimer, Parkinson və 2-ci tip diabet kimi xəstəliklərdə rol oynayır. Tədqiqatçılar platformanı real maye mühitlərdə etiketsiz tək zülal biofizikasına doğru bir addım kimi görürlər. Daha yaxşı metasəth dizaynları daha sürətli dəyişiklikləri ələ keçirə və yanaşmanı nuklein turşuları, karbohidratlar və zülal kompleksləri də daxil olmaqla daha böyük biomolekullara genişləndirə bilər.

Nəşr detalları

MohammadReza Aghdaee və digərləri, Metasurface-Enhanced Raman Spektroskopiyası ilə Aşkarlanan Etiketsiz Tək Zülal Dinamikası, ACS Nano (2026). DOI: 10.1021/acsnano.6c04055

Jurnal məlumatı: ACS Nano 

Əsas anlayışlar

Qarşılıqlı təsirlər və qüvvələrStruktur xüsusiyyətləriOptik texnikalarTək molekullu texnikalarSpektroskopiya

Tvente Universiteti tərəfindən təmin edilir