التطورات الثورية: طرق جديدة لتحسين ربط البروتين!

التطورات الثورية: طرق جديدة لتحسين ربط البروتين!

يتكون فريق البحث من البروفيسور الدكتور هينينج موتز وطالب الدكتوراه كريستوف همبرج من جامعة مونستر حققت تقدمًا كبيرًا في مجال ربط البروتين. تهدف هذه الدراسة إلى تحسين كفاءة التفاعلات المخبرية التي تعتبر حاسمة لإنتاج البروتينات المعقدة.

تتكون البروتينات من سلاسل الببتيد المطوية المكونة من الأحماض الأمينية وتؤدي مجموعة متنوعة من الوظائف في جسم الإنسان. إحدى العمليات المركزية في أبحاث البروتين هي ربط البروتين، حيث تتم إزالة الإنتينات من سلسلة الببتيد لضمان الطي الصحيح للبروتينات ووظيفتها. وفي بحثهم، حدد الفريق مشكلة في الإنتينات المنقسمة التي تقلل من سرعة التفاعل والإنتاجية في المختبر.

تحديات الخلل

وكجزء من تحقيقاتهم، وجدت المجموعة أن اختلال البروتين كان سببًا لمشاكل الكفاءة. لقد طوروا طريقة لمنع هذه الأخطاء. تظهر الأبحاث بوضوح أن الإنتينات المنقسمة يمكن أن يكون لها تطبيقات واسعة النطاق في الأبحاث الأساسية وكذلك في التكنولوجيا الحيوية. وهذا مهم بشكل خاص لتخليق البروتينات الخيمرية، التي تتكون من جزأين، أحدهما يتم إنتاجه في خلايا الثدييات والآخر كيميائيًا أو من الخلايا البكتيرية.

إنتين معين تم فحصه هو Aes intein. تم إنتاج كلا شظيتي الإنتين المشقوق في الخلايا البكتيرية، لكن الإنتاجية كانت منخفضة. ظهر جزء كبير من إحدى الشظايا على شكل تجمع بروتيني غير نشط أظهر اختلالات محددة. حددت تحليلات المعلومات الحيوية الأحماض الأمينية المسؤولة عن هذا الاختلال، وبالتالي أدت إلى تطوير طفرات نقطية محسنة في جزء الإنتين.

يتقدم من خلال الطفرات المستهدفة

ومن خلال هذه الطفرات المستهدفة، يمكن قمع تكوين المجاميع بشكل كامل تقريبًا، مما يزيد بشكل كبير من إنتاجية الإنتين المشقوق. يمكن أن يكون لهذه التطورات آثار بعيدة المدى على التطبيق العملي لتقنيات ربط البروتين. بحسب تقرير عن بعد الاجتماع الوزاري على مدى السنوات الـ 13 الماضية، كان هناك استخدام متزايد للإنتينات المشقوقة في تطبيقات التكنولوجيا الحيوية، وخاصة لتشكيل روابط الببتيد الطبيعية.

على الرغم من هذه التطورات، يواجه العديد من علماء التكنولوجيا الحيوية قيودًا تعيق التطبيق الواسع النطاق لتقنيات ربط البروتينات. مطلوب فهم أعمق لهيكل ووظيفة الإنتينات لتحسين هذه التقنيات بشكل أكبر. وفي هذا السياق يصف التحقيق مجلات أن تطبيق ربط البروتين كأداة في أبحاث الكيمياء الحيوية قد توسع بطرق عديدة على مدى الثلاثين عامًا الماضية.

وقد دعمت مؤسسة الأبحاث الألمانية عمل الفريق ماليا، مما يؤكد أهمية البحث. إن الأفكار حول تحسين إنتاجية الإنتينات المشقوقة الناتجة عن هذا العمل لا يمكن أن تساعد فقط في تحسين الأساليب الحالية، ولكنها أيضًا تفتح آفاقًا جديدة لكيمياء البروتين وتطوير الأساليب العلاجية.