استفاده از پروتئین باکتریایی در تلفن‌های هوشمند برای شناسایی و جمع‌آوری فلزات کمیاب
استفاده از پروتئین تازه کشف شده در تلفن‌های هوشمند به شناسایی، هدف‌گیری و جمع‌آوری فلزات کمیاب در زمین کمک می‌کند. دو تحقیق جدید توسط محققان در ایالات پنی انجام شد که به توصیف پروتئین می‌پردازند. پروتئین در اتصال به لانتانیدها که فلزات نادر خاکی هستند و در تلفن‌های هوشمند و سایر فناوری‌ها کاربرد دارند، ۱۰۰ میلیون برابر بهتر از دیگر فلزات مانند کلسیم است.
اولین بررسی و مطالعه که در مجله انجمن شیمی امریکا چاپ شد، پروتئین را توصیف می‌کند و مقاله دوم که در مجله بیوشیمی به صورت آنلاین نمایش داده می‌شود، ساختار منحصر به فرد آن را توصیف می‌کند؛ که احتمالاً نقش مهمی در انتخاب قابل توجه آن برای لانتانیدها دارد. به تازگی، علاقه زیادی برای افزایش دسترسی به عناصر نادر خاکی مانند لانتانیدها، که در صفحه نمایش‌ها و الکترونیک گوشی‌های هوشمند، باتری اتومبیل‌های هیبریدی، لیزرها و سایر فناوری‌ها استفاده می‌شود؛ به وجود آمده است.
جوزف کوتریو جونیور و لوئیس مارتارنو -پروفسور شیمی در دانشگاه پنسیلوانیا و نویسنده هر دو مطالعه- می‌گویند: “از آنجایی که خواص فیزیکی عناصر نادر خاک بسیار مشابه است، می‌توان آن‌ها را به طور خاص مورد هدف قرار داد و جمع‌آوری کرد. درک این که چگونه این پروتئین لانتانیدها را با چنین انتخاب فوق‌العاده بالایی مرتبط می‌کند، می‌تواند راه‌های شناسایی و هدف‌گیری این فلزات مهم را نشان دهد.”
این تیم تحقیقاتی پروتئینی به نام لانمدولین را در داخل باکتری متیل‌باکتریوم کشف کرده است که روی برگ‌های گیاهان و در داخل خاک رشد می‌کند و نقش مهمی در انتقال کربن در محیط زیست بر عهده دارد. این باکتری برای عملکرد مناسب برخی از آنزیم‌هایش به لانتانیدها نیاز دارد همچنین به فرآوری کربن کمک می‌کند که برای رشد آن ضروری است.
این باکتری به لانتانیدها و سایر فلزات مانند کلسیم نیاز دارد تا بتواند رشد کند. آن‌ها به یک راه برای به دست آوردن هر فلز از محیط زیست نیاز دارند و باید مطمئن شد که هر یک از آن‌ها در محل مناسبی در سلول قرار می‌گیرد. به نظر می‌رسد که این باکتری‌ها یک راه منحصر به فرد برای هدف قرار دادن لانتانیدها در محیط زیست ایجاد کرده‌اند، که در آن‌ها بسیار کمتر از فلزات دیگر مانند کلسیم است.
ساختار منحصر به فرد پروتئین می‌تواند علت اتصال ۱۰۰ میلیونی بهتر به لانتانیدها نسبت به اتصال کلسیم را نشان دهد. در نبود فلز، پروتئین به صورت غیر اشباع است، اما در حضور فلز ساختارش به ساختاری متراکم تغییر شکل می‌یابد. ساختار جدید شامل چهار ساختار به نام EF hands است. همچنین شامل یک اسید آمینه به نام پرولین است که در یکی از موقعیت‌های EF قرار می‌گیرد که به انتخاب‌پذیری پروتئین کمک می‌کند.
این تغییر ساختار برای عملکرد پروتئین مهم است؛ برای مثال بعضی از تعاملات پروتئین-پروتئین ممکن است تنها زمانی اتفاق بیفتد که پروتئین در فرم ساختار متراکم خود قرار بگیرد. علاوه بر بررسی مکانیسم انتخاب‌پذیری و عملکرد منحصر به فرد اسید آمینه‌ها، محققان همچنین در حال بررسی وابستگی پروتئین به دیگر فلزات هستند، زیرا لانتانیدها اغلب در حضور فلزات دیگر مانند آهن، منگنز و آلومینیوم یافت می‌شوند.
☑ منبع خبر
