آیا می توان از اسکن ALA برای مطالعه پروتئین فلز استفاده کرد؟

در قلمرو بیوشیمی و زیست شناسی ساختاری ، درک رابطه پیچیده بین پروتئین ها و یون های فلزی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. یونهای فلزی در فرآیندهای بیولوژیکی متعدد ، از جمله کاتالیز آنزیم ، انتقال سیگنال و حفظ یکپارچگی ساختاری پروتئین ها نقش مهمی دارند. یک تکنیک قدرتمند که به عنوان ابزاری با ارزش در مطالعه تعامل پروتئین - لیگاند ، از جمله فلز ، اسکن آلانین (اسکن ALA) ظاهر شده است. من به عنوان یک ارائه دهنده خدمات پیشرو ALA Scan ، من هیجان زده ام که پتانسیل اسکن ALA را در زمینه مطالعات پروتئین فلز - پروتئین بررسی کنم.

اسکن ALA چیست؟

اسکن آلانین یک تکنیک جهش زایی به کارگردانی است که در آن هر اسید آمینه در یک پروتئین یا پپتید به طور سیستماتیک با باقیمانده آلانین جایگزین می شود. آلانین انتخاب می شود زیرا دارای یک زنجیره نسبتاً ساده ، یک گروه متیل است که در مقایسه با سایر اسیدهای آمینه اثرات استریل و الکترونیکی را به حداقل می رساند. محققان با ایجاد یک سری جهش تک آلانین ، می توانند سهم هر باقیمانده در عملکرد کلی ، ثبات یا میل اتصال دهنده پروتئین را ارزیابی کنند.

اصل اساسی پشت اسکن ALA این است که اگر جایگزینی یک باقیمانده خاص با آلانین منجر به تغییر قابل توجهی در خاصیت مورد علاقه شود (مانند اتصال میل به یون فلزی) ، پس از آن احتمالاً باقیمانده برای تعامل مهم خواهد بود. برعکس ، اگر تعویض تأثیر کمی یا بدون تأثیر داشته باشد ، باقیمانده ممکن است بسیار مهم باشد.

فلز - سایت های اتصال در پروتئین ها

مکانهای اتصال فلزی در پروتئین ها بسیار خاص هستند و اغلب شامل ترکیبی از باقیمانده اسید آمینه هستند که یون فلزی را از طریق گروه های عملکردی زنجیره ای خود هماهنگ می کنند. اسیدهای آمینه رایج درگیر در هماهنگی فلز شامل هیستیدین ، ​​سیستئین ، آسپارتات و گلوتامات است. به عنوان مثال ، هیستیدین دارای یک زنجیره ای از ایمیدازول است که می تواند به عنوان لیگاند برای یون های مختلف فلزی مانند روی ، مس و نیکل عمل کند. سیستئین حاوی یک گروه تیول است که به ویژه در اتصال یون های فلزی نرم مانند جیوه و کادمیوم مؤثر است.

این سایت های اتصال فلزی بسته به یون فلزی و بقایای هماهنگ کننده می توانند هندسه های مختلفی مانند چهار ضلعی ، هشت ضلعی یا مربع - مسطح داشته باشند. درک ترکیب و ساختار دقیق این سایت ها برای روشن کردن مکانیسم عملکرد پروتئین وابسته به فلز ضروری است.

با استفاده از اسکن ALA برای مطالعه پروتئین فلز - اتصال

شناسایی باقیمانده های کلیدی

یکی از کاربردهای اصلی اسکن ALA در مطالعات اتصال فلز شناسایی بقایای کلیدی اسید آمینه درگیر در هماهنگی فلز است. محققان با جهش سیستماتیک هر باقیمانده در یک محل اتصال فلز قلمداد به آلانین و اندازه گیری میل اتصال پروتئین جهش یافته به یون فلزی ، محققان می توانند باقیمانده هایی را که برای تعامل ضروری هستند ، مشخص کنند.

به عنوان مثال ، پروتئینی را که مشکوک به اتصال یون روی است ، در نظر بگیرید. با انجام یک اسکن ALA بر روی باقیمانده های موجود در منطقه پیشنهادی روی ، می توانیم تعیین کنیم که باقیمانده ها به طور مستقیم در هماهنگی روی نقش دارند. اگر جایگزینی باقیمانده هیستیدین با آلانین منجر به کاهش قابل توجهی در میل اتصال دهنده روی شود ، به شدت نشان می دهد که هیستیدین یک باقیمانده هماهنگ کننده کلیدی است.

ارزیابی سهم باقیمانده های غیر هماهنگ

علاوه بر شناسایی باقیمانده های هماهنگ کننده ، اسکن ALA همچنین می تواند برای ارزیابی سهم باقیمانده های غیر هماهنگ در اتصال فلز استفاده شود. این باقیمانده های غیر هماهنگ ممکن است در تثبیت محل اتصال فلز از طریق پیوند هیدروژن ، فعل و انفعالات الکترواستاتیک یا با حفظ ساختار کلی پروتئین نقش داشته باشند.

به عنوان مثال ، یک باقیمانده واقع در نزدیکی محل اتصال فلز ممکن است با یکی از باقیمانده های هماهنگ ، پیوند هیدروژن ایجاد کند ، در نتیجه بر جهت گیری و پایداری مجتمع اتصال فلز تأثیر می گذارد. با جهش این باقیمانده به آلانین ، می توانیم تأثیر آن را بر میل و اتصال فلز ارزیابی کنیم و اهمیت آن را در مکانیسم اتصال کلی تعیین کنیم.

مقایسه یون های فلزی مختلف

همچنین می توان از اسکن ALA برای مقایسه اتصال یون های فلزی مختلف با پروتئین استفاده کرد. یون های فلزی مختلف دارای خواص شیمیایی متفاوتی مانند بار ، اندازه و هندسه هماهنگی هستند که می تواند بر تعامل آنها با پروتئین تأثیر بگذارد. با انجام یک اسکن ALA برای هر یون فلزی و مقایسه نتایج ، می توانیم بینش در مورد ویژگی محل اتصال فلز و عواملی که ترجیح یک یون فلزی خاص را تعیین می کنیم ، بدست آوریم.

به عنوان مثال ، یک پروتئین ممکن است میل زیادی به یون های مس اما میل کم به یون های روی نشان دهد. با مقایسه نتایج اسکن ALA برای اتصال مس و روی ، می توانیم باقیمانده هایی را که برای اتصال مس بسیار مهم هستند شناسایی کنیم و مبنای مولکولی را برای انتخاب درک کنیم.

مطالعات موردی

بیایید به برخی از نمونه های واقعی جهانی در مورد چگونگی استفاده از اسکن ALA برای مطالعه پروتئین فلز استفاده کنیم.

مثال 1: متالوپروتئین درگیر در کاتالیز آنزیم

متالوآنزیم را در نظر بگیرید که برای فعالیت کاتالیزوری آن به یون روی نیاز دارد. سایت فعال آنزیم حاوی خوشه ای از باقیمانده هیستیدین و گلوتامات است که مشکوک به هماهنگی یون روی هستند. محققان با انجام اسکن ALA بر روی این باقیمانده ها ، دریافتند که جایگزینی باقیمانده هیستیدین خاص با آلانین فعالیت آنزیم و توانایی اتصال روی را کاملاً لغو می کند. این نشان داد که باقیمانده هیستیدین هم برای اتصال فلز و هم برای کاتالیز ضروری است.

مثال 2: یک پپتید فلزی - اتصال

یک پپتید کوتاه برای اتصال یون مس طراحی شده است. اسکن ALA برای تعیین باقیمانده هایی که به اتصال مس کمک کرده است استفاده شد. نتایج نشان داد که یک باقیمانده سیستئین و باقیمانده هیستیدین برای اتصال بسیار مهم است ، در حالی که سایر باقیمانده ها تأثیر کمتری داشتند. این اطلاعات برای بهینه سازی دنباله پپتید برای میل بهتر مس - اتصال استفاده شد.

خدمات اسکن ALA ما

ما به عنوان یک ارائه دهنده خدمات پیشرو ALA Scan ، ما طیف کاملی از خدمات را برای پشتیبانی از مطالعات پروتئین فلز - اتصال ارائه می دهیم. دولت ما - از - - امکانات هنری و تیم باتجربه دانشمندان نتایج با کیفیت بالا را تضمین می کنند.

ما می توانیم اسکن ALA را بر روی پروتئین های اندازه و پیچیدگی های مختلف انجام دهیم. خدمات ما شامل طراحی و سنتز جهش های آلانین ، تصفیه پروتئین های جهش یافته و اندازه گیری میل اتصال فلز با استفاده از تکنیک های پیشرفته مانند کالری سنجی تیتراسیون ایزوترمال (ITC) و رزونانس پلاسمون سطح (SPR) است.

ما همچنین تجزیه و تحلیل دقیق و تفسیر نتایج را ارائه می دهیم. دانشمندان ما برای درک اهداف تحقیقاتی خود با شما همکاری نزدیکی خواهند کرد و بینشی در مورد نقش هر باقیمانده در فلز - الزام آور ارائه می دهند.

اگر به پپتیدهای مربوط به تحقیقات خود علاقه دارید ، ما طیف گسترده ای از محصولات را ارائه می دهیم. به عنوان مثال ، می توانید درپروتئین ملانوسیت PMEL 17 (130 - 138) (انسانی)بشر ما همچنین اسیدهای آمینه با کیفیت بالا داریمBoc - HIS (TRT) - اوه [CAS شماره 32926 - 43 - 5]وتtbuo - ste - glu (otbu) - اوهاین می تواند در سنتز پپتید برای آزمایش اسکن ALA شما استفاده شود.

برای تهیه و همکاری با ما تماس بگیرید

اگر در حال انجام تحقیقات در مورد پروتئین فلز - الزام آور هستید و به خدمات اسکن ALA علاقه مند هستید ، ما شما را تشویق می کنیم تا به ما دسترسی پیدا کنید. تیم ما آماده است تا در مورد الزامات پروژه شما بحث کند ، یک نقل قول مفصل ارائه دهد و به هر سؤالی که ممکن است داشته باشید پاسخ دهید. این که آیا شما یک محقق دانشگاهی ، یک شرکت بیوتکنولوژی یا یک شرکت دارویی هستید ، ما متعهد هستیم که بهترین خدمات کلاس را برای پشتیبانی از تلاشهای علمی خود در اختیار شما قرار دهیم.

منابع

1. Cunningham ، BC ، & Wells ، JA (1989). نقشه برداری اپی توپ با وضوح بالا از فعل و انفعالات گیرنده HGH توسط آلانین - جهش زایی اسکن. علوم ، 244 (4908) ، 1081 - 1085.
2. Noodleman ، L. ، & Case ، DA (2000). نظریه عملکردی چگالی پروتئین های فلزی. حساب های تحقیقات شیمیایی ، 33 (7) ، 431 - 438.
3. Sigel ، A. ، & Sigel ، H. (1996). یونهای فلزی در سیستم های بیولوژیکی: جلد 32: فعل و انفعالات فلز - پروتئین. مارسل دکر.