ما هو البروتين الاصطناعي؟

البروتينات الاصطناعية هي جزيئات من صنع الإنسان تحاكي وظيفة وهيكل البروتينات الحقيقية. البروتينات هي محور الحياة لأنها تسيطر تقريبا على جميع العمليات الخلوية، بما في ذلك الشروع في معظم ردود الفعل التي تحدث في الخلايا الحية. في أوائل عام 2011، بنى علماء جامعة برينستون أول بروتينات اصطناعية قادرة على الحفاظ على الحياة في الخلايا.

فيديو اليوم

أهمية

البروتينات الاصطناعية لها تسلسل وراثي لا ينظر إليه في البروتينات الطبيعية. إن بناء بروتين اصطناعي قادر على الحفاظ على الحياة له أهمية كبيرة لأنه يثبت أن الأجزاء الجزيئية اللازمة للحياة لا تقتصر على البروتينات والجينات الموجودة في الطبيعة. في الطبيعة، يتم إنتاج البروتينات من التعليمات التي يتم ترميزها في الحمض النووي الخلوي. وقد سعى الباحثون منذ وقت طويل إلى البروتينات الاصطناعية التي تتصرف مثل البروتينات الطبيعية لمجموعة من التطبيقات الطبية الحيوية، بما في ذلك الأدوية العلاجية التي يمكن أن تعطى عن طريق الفم لأنها لن تتحلل من قبل الانزيمات.

قبل انطلاقة عام 2011، قام باحثو جامعة ييل بعمل رائع خلقوا فيه هياكل بروتينية لها العديد من السمات المميزة للبروتينات الحقيقية. وتشمل هذه الاستقرار استثنائية، والقدرة على أضعاف وتتكشف، ونواة الداخلية من سلاسل الأحماض الأمينية الجانبية التي شون المياه.

المكونات

تملي هوية البروتين والنشاط البيولوجي من خلال تسلسله الفريد من الأحماض الأمينية، التي هي لبنات بناء البروتين. هناك حوالي 20 الأحماض الأمينية. الأحماض الأمينية، بدورها، تحتوي على ذرات بما في ذلك الهيدروجين والكربون والنيتروجين والأكسجين والكبريت. الأحماض الأمينية أيضا يمكن أن تكون مصنوعة صناعيا. البحث في برينستون يفتح الباب لإمكانية إنشاء البروتينات الاصطناعية التي تقوم بنفس وظائف البروتينات الطبيعية. ويشير الباحث برينستون مايكل فيشر هذا إلى اتخاذ جملة، وتغيير الكلمات ومن ثم اختبار الجملة لمعرفة ما إذا كان يحتفظ معناها على الرغم من الكلمات الجديدة، ويشير نشر الجامعة على شبكة الإنترنت، أخبار في برينستون.

قابلة للطي

تملي تسلسل الأحماض الأمينية في كل بروتين كيفية طي البروتين في هيكل ثلاثي الأبعاد، مما يؤثر بدوره على استقرار الهيكل. يجب أن البروتينات أضعاف للعمل. خلق البروتينات الاصطناعية قد يساعد الباحثين على فهم هذه العملية البيولوجية. فهم هذه العملية قد فتح الباحثون المعرفة تحتاج إلى فهم ظروف مثل مرض الزهايمر، كما طي النسيان من البروتينات في الدماغ يمكن أن يؤدي إلى هذه الحالة. فهم كيفية طي البروتينات أيضا قد يساعد الباحثين على العثور على المركبات التي من شأنها منع طي الخطأ من البروتينات.

أسئلة لم تتم الإجابة عليها

ويأمل الباحثون الذين يعملون على البروتينات التركيبية أيضا في فهم سبب وجود بعض متواليات الأحماض الأمينية في الوجود الإنساني، وفقا ل "أخبار الجينات والهندسة والتكنولوجيا الحيوية."إن الجسم البشري ينتج حوالي 100 ألف بروتين مختلف، إلا أن أبحاث برينستون تدل على أن هناك إمكانات للكثير الكثير، ومسألة ما إذا كانت هذه البروتينات 100 ألف خاصة أو ما إذا كان التطور ببساطة لم يتقدم لجعل أصناف أكثر