استفاده از پرتوهای بسیار پرانرژی برای مشاهده پروتئین‌ها

به گزارش روز چهارشنبه ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، بسیاری از داروهایی که از آن‌ها استفاده می‌کنیم، محصولات طبیعی هستند که از میکروب‌ها نظیر باکتری یا قارچ‌ها استخراج می‌شود. درون این میکروب‌ها، دارو توسط ماشین‌های طبیعی ساخته می‌شود، به این ماشین‌ها NRPS یا سازنده پپتیدهای غیرریبوزومی گفته می‌شود.

یک گروه تحقیقاتی به رهبری دانشگاه مک‌گیل در کانادا برای درک بهتر ساختار  NRPS در فرایندها و آشنایی با عملکرد این ماشین‌ها اقدام به بررسی آن‌ها کردند. درک بهتر ساختار NRPS می‌تواند به بهره‌برداری بهتر از باکتری‌ها و قارچ‌ها کمک کند و به دانشمندان کمک کند تا در مسیر تولید ترکیبات دارویی جدید گام بردارند. این نتایج برای تولید آنتی‌بیوتیک‌های جدید و انواع سرکوب‌کننده‌های سیستم ایمنی بدن قابل استفاده است.

NRPSها آنزیم‌های بسیار جالبی هستند که قادرند مولکول‌های بسیار کوچک نظیر اسیدهای آمینه یا موادی با همین ابعاد را گرفته و از آن‌ها به‌عنوان واحدهای سازنده برای تولید دارو استفاده کنند.

مارتین اشمیت، استادیار گروه بیوشیمی دانشگاه مک‌گیل و از نویسندگان مقاله مربوط به این پروژه گفت: NRPS همانند کارخانه‌ای عمل می‌کند که یک خط تولید مونتاژگونه دارد که در آنجا بخش‌های روباتیک فعال هستند، هر ایستگاه دارای جریان کاری چند مرحله‌ای بوده و بازوهایی برای مونتاژ در این ایستگاه‌ها کار می‌کند. این بازوها با افزودن یا تغییر یک واحد سازنده به رشد مولکول و تولید محصول کمک می‌کنند.

در مقاله‌ای که این گروه تحقیقاتی در نشریه Nature Chemical Biology به چاپ رساندند، یک سامانه مکانیکی NRPS را به تصویر کشیدند، این کار با استفاده از پرتوی CMCF در مرکز CLS کانادا انجام شده است.

CLS یک آزمایشگاه ملی در کانادا است که با استفاده از تجهیزات خود می‌تواند پرتوهای بسیار شدید را برای تصویربرداری از پروتئین‌ها مورد استفاده قرار دهد. مگاآنزیم‌ها به حدی کوچک هستند که با استفاده از میکروسکوپ‌های نوری قابل مشاهده نیستند.

اشمیت افزود: دانشمندان مدت‌ها است که با شناسایی ترکیب‌های واحدهای سازنده و سامان‌دهی آن‌ها در ایستگاه‌های موجود در این آنزیم‌ها، اقدام به تولید داروهای جدید می‌کنند، اما بسیاری از این تلاش‌ها با موفقیت انجام نمی‌شود. این اولین بار است که چگونگی عملکرد این آنزیم‌ها و اتصال واحدهای سازنده به هم تصویربرداری شده است، این نتایج برای طراحی و تولید دارو بسیار مهم هستند.