تجزیه و تحلیل میدان نیرو و سرنخ بر‌هم‌کنش پروتئین-یون

✅ سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم ممکن است اسامی معمولی باشند، اما برای عملکردهای سلول‌های انسانی حیاتی هستند. به طوری که کشش عضلانی، هضم لاکتوز و گردش خون و بسیاری از فرآیند‌های دیگر در بدن توسط یون‌های فلزی انجام می‌شود. ترکیب این یون‌ها با پروتئین‌های بدن کمپلکس‌هایی را ایجاد می‌کند که برای ادامه زندگی ما ضرروی هستند. اهمیت بر‌هم‌کنش پروتئین‌ها با یون‌های فلزی به خوبی درک شده است، با این حال بر‌هم‌کنش مکانیکی میان این دو همچنان دور از یک تصویر کامل است.

? از این رو دانشمندان دانشگاه تگزاس، در حال کار بر روی توصیف کمی بر‌هم‌کنش‌های پروتئین-یون با استفاده از میدان نیروی انرژی‌های بهینه شده چند قطبی اتمی برای کاربرد‌های مولکول‌های زیستی (AMOEBA) هستند. این میدان نیرو از یک مدل چند قطبی اتمی قابل قطبی شدن به منظور محاسبه انرژی پتانسیل یک سیستم استفاده می‌کند.

? فقدان درک جزئیات عمدتا به دلیل فقدان در مدل‌های کارآمد و درست محاسباتی برای پرداختن به یون‌های فلزی است. بنابراین هدف AMOEBA نشان دادن عدم کفایت شناخته شده فناوری میدان‌های نیرو فعلی به منظور ارائه روش‌های مکانیکی کوآنتوم سطح بالا و شبیه سازی‌های میدان نیروی پیشرفته به عنوان مدل برای فهم ماهیت درست و دقیق بر‌هم‌کنش‌های میان یون‌های فلزی و پروتئین‌ها است.

? مدل AMOEBA بهبود یافته بر روی شبیه‌سازی‌های کلاسیک مولکول‌های زیستی است، شبیه‌سازی‌هایی که مدل‌هایی با استفاده از مجموع دو میدان برهم‌کنش واندوالس و کووالان میان بار‌های نقطه‌ای ارائه می‌کنند. یون‌های فلزی می‌توانند منجر به قطبش قوی و اثرات انتقال بار شوند، که در این مدل‌های کلاسیک نادیده گرفته شده است. اما در حقیقت این اثرات نقش حیاتی در بر‌هم‌کنش خاص یون- پروتئین ایفا می‌کنند.

? محققان در این پژوهش نگاه خاص به بر‌هم‌کنش اسید‌های آمینه و یون‌های منیزیوم و کلسیم، از فراوان‌ترین یون‌ها در متالوپروتئین‌ها، داشتند. هر دو این یون‌ها به صورت انتخابی به اسید‌های آمینه خاصی متصل می‌شوند، که منجر به تبدیل آن‌ها به مولکول‌های هدف جالب می‌شود. بسیاری از پاسخ‌های بدن، القا متقابل میان یون‌ها و ریشه‌های اطراف آن‌ها در داخل بسته‌های اتصالی پروتئین، تأثیر‌گذار بر روی میل اتصالی این یون‌ها است و می‌تواند توسط مدل AMOEBA به دام افتد.

? مدل AMOEBA و پیشرفت‌ میدان‌های نیرو، شامل کاربرد این نتایج، در بسیاری از بیماری‌ها مانند سرطان و اختلالات نورودژنریتیو نقش دارند. دانش بر‌هم‌کنش یون-پروتئین می‌تواند درک پایه‌ای برای پیشرفت در تحقیقات پزشکی مرتبط فراهم کند.

? ترجمه: مهسا جلیلی منش

☑️ لینک خبر
☑️ لینک مقاله
☑️ عضویت در زیست فن پزشکی مولکولی
☑️عضویت در کانال زیست فن

تجزیه و تحلیل میدان نیرو و سرنخ بر‌هم‌کنش پروتئین-یون – اخبار زیست فناوری