✅ طی گزارش این هفته ارائه شده توسط دانشمندان، در حال حاضر امکان ساخت از ابتدای پروتئین‌های غشایی طراحی شده و پیچیده، میسر شده است. این پیشرفت، به رهبری مهندس‌های مؤسسه طراحی پروتئین دانشگاه واشنگتن، محققان را قادر به ساختن پروتئین‌های غشایی یافت نشده در طبیعت به منظور انجام وظایف خاص خواهد کرد.? در دنیای زنده، پروتئین‌های غشایی در غشای تمامی سلول‌ها و اندامک‌های سلولی یافت می‌شوند. وجود این پروتئین‌ها به منظور عملکرد طبیعی در سلول‌ها نظیر تشکیل دروازه‌هایی برای حرکت مواد خاص در سرتاسر غشای زیستی و دریافت و انتقال سیگنال‌های سلولی ضروری است. از این رو داروهای بسیاری به منظور هدف قرار دادن این پروتئین‌ها و تغییر عملکرد آن‌ها طراحی شده‌اند. با این حال چالش برانگیز بودن درک چگونگی ترکیب شدن و نحوه کار پروتئین‌های غشایی اثبات شده است. زیرا این گروه از پروتئین‌ها تنها در صورت قرارگیری در داخل غشاء دارای عملکرد بوده و این ویژگی مطالعه آن‌ها را نسبت به پروتئین‌هایی که محیط عملکردی آن‌ها محلول‌های آبی تشکیل دهنده سیتوپلاسم یا مایع خارج سلولی است به مراتب بسیار دشوار‌تر می‌سازد.
? پیش‌بینی ساختار تاخوردگی یک پروتئین پس از سنتز به عنوان عامل مهم و تعیین کننده عملکرد آن قلمداد می‌شود. به طور کلی ساختار پروتئین حاصل برهم‌کنش‌های پیچیده میان آمینواسید‌های زنجیره پروتئینی با محیط اطراف است، و در شکل نهایی پروتئین بهترین تعادل همه این فاکتور‌ها و در نتیجه پایین‌ترین حالت انرژی ممکن برقرار است. در محلول‌های آبی، ریشه‌های آمینواسیدی قطبی تمایل به برهم‌کنش با مولکول‌های آب داشته و بنابراین در سطح پروتئین قرار می‌گیرند از این رو به آن‌ها هیدروفیل یا آبدوست اطلاق می‌شود. از طرف دیگر ریشه‌های غیر قطبی یا هیدروفوب (آب‌گریز) در داخل هسته پروتئینی و دور از محلول آبی یافت می‌شوند. در نتیجه برهم‌کنش میان ریشه‌های هیدروفیل و هیدروفوب و محلول آبی اطراف به تاخوردن پروتئین و پایداری ساختار نهایی کمک می‌کند. در پروتئین‌های غشاء این فرایند به دلیل ماهیت لیپیدی غشاء پیچیده‌تر است. بدین معنا که جهت پایدارسازی ساختار باید ریشه‌های غیر قطبی در سطح و ریشه‌های آبدوست در داخل پروتئین قرار گیرند. بنابراین باید راهی برای پایدارسازی توسط ایجاد پیوند‌هایی میان ریشه‌های هیدروفیل درون هسته یافت شود.
? در این راستا در مطالعه‌ای جدید، Lu و همکاران از برنامه کامپیوتری به نام Rossetta، به عنوان کلید حل این مشکل، استفاده کردند. این برنامه با ایجاد ده‌ها هزار ساختار مدل برای توالی آمینواسیدی و در نظر گرفتن برهم‌کنش‌ها و محاسبه پایین‌ترین سطح انرژی کل می‌تواند ساختار احتمالی یک پروتئین را با دقت بالا به آنچه در طبیعت انتظار می‌رود پیش بینی نماید. با این رویکرد امکان سنتز پروتئین‌های غشایی طراحی شده در باکتری‌ها و سلول‌های پستانداران با طول بیش از ۲۱۵ اسید‌آمینه فراهم شد. این پروتئین‌ها ضمن پایداری دمایی بالا، مشابه با پروتئین‌های غشایی طبیعی توانایی عبور از غشاء و سرهم‌بندی به صورت کمپلکس‌های دیمری، تریمری و تترامری پایدار را دارند.
?ترجمه: مهسا جلیلی منش
☑ لینک خبر
☑لینک مقاله
☑ عضویت در زیست فن پزشکی مولکولی
☑عضویت در کانال زیست فن
