ახალი ამბები

ფიზიოლოგიური პირობების მიბაძვა მკვლევარებს ლითონის შემკვრელების პოვნაში ეხმარება

მკვლევარებმა შეიმუშავეს მეთოდი მცირე მოლეკულების იდენტიფიცირებისთვის, რომლებიც აკავშირებენ ლითონის იონებს. ლითონის იონები აუცილებელია ბიოლოგიაში. მაგრამ იმის დადგენა, თუ რომელ მოლეკულებთან და განსაკუთრებით რომელ მცირე მოლეკულებთან ურთიერთქმედებენ ეს ლითონის იონები, შეიძლება რთული იყოს.

ანალიზისთვის მეტაბოლიტების გამოსაყოფად, მეტაბოლომიკის ჩვეულებრივი მეთოდები იყენებენ ორგანულ გამხსნელებს და დაბალ pH-ს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ლითონის კომპლექსების დაშლა. კალიფორნიის სან დიეგოს უნივერსიტეტის პიტერ C. Dorrestein-ს და მის თანამშრომლებს სურდათ შეენარჩუნებინათ კომპლექსები ანალიზისთვის უჯრედებში არსებული ბუნებრივი პირობების მიბაძვით. მაგრამ თუ ისინი გამოიყენებდნენ ფიზიოლოგიურ პირობებს მოლეკულების გამოყოფის დროს, მათ მოუწევდათ განცალკევების პირობების ხელახალი ოპტიმიზაცია თითოეული ფიზიოლოგიური მდგომარეობისთვის, რომლის გამოცდაც სურდათ.

ამის ნაცვლად, მკვლევარებმა შეიმუშავეს ორეტაპიანი მიდგომა, რომელიც შემოაქვს ფიზიოლოგიურ პირობებს ჩვეულებრივ ქრომატოგრაფიულ განცალკევებასა და მასის სპექტრომეტრულ ანალიზს შორის (Nat. Chem. 2021, DOI: 10.1038/s41557-021-00803-1). პირველ რიგში, მათ გამოაცალკევეს ბიოლოგიური ექსტრაქტი ჩვეულებრივი მაღალი ხარისხის თხევადი ქრომატოგრაფიის გამოყენებით. შემდეგ მათ დაარეგულირეს ქრომატოგრაფიული სვეტიდან გამომავალი ნაკადის pH ფიზიოლოგიური პირობების მიბაძვის მიზნით, დაამატეს ლითონის იონები და გააანალიზეს ნარევი მასის სპექტრომეტრიით. მათ ორჯერ ჩაატარეს ანალიზი, რათა მიეღოთ მცირე მოლეკულების მასის სპექტრები მეტალებით და მის გარეშე. იმის დასადგენად, თუ რომელი მოლეკულები აკავშირებს ლითონებს, მათ გამოიყენეს გამოთვლითი მეთოდი, რომელიც იყენებს მწვერვალების ფორმებს შეკრული და შეუზღუდავი ვერსიების სპექტრებს შორის კავშირების დასადგენად.

ფიზიოლოგიური პირობების შემდგომი მიბაძვის ერთ-ერთი გზა, დორესტეინის თქმით, იქნება იონების მაღალი კონცენტრაციების დამატება, როგორიცაა ნატრიუმი ან კალიუმი და საინტერესო ლითონის დაბალი კონცენტრაცია. „ეს ხდება კონკურსის ექსპერიმენტი. ის ძირითადად გეტყვით, კარგი, ამ პირობებში ამ მოლეკულას უფრო მეტი მიდრეკილება აქვს შეაერთოს ნატრიუმი და კალიუმი ან ეს უნიკალური ლითონი, რომელიც თქვენ დაამატეთ“, - ამბობს დორესტეინი. ”ჩვენ შეგვიძლია ერთდროულად შევასხათ მრავალი სხვადასხვა ლითონი და ჩვენ ნამდვილად შეგვიძლია გავიგოთ უპირატესობა და შერჩევითობა ამ კონტექსტში.”

Escherichia coli-ს კულტურულ ექსტრაქტებში მკვლევარებმა გამოავლინეს რკინით დამაკავშირებელი ნაერთები, როგორიცაა იერსინიაბაქტინი და აერობაქტინი. იერსინიაბაქტინის შემთხვევაში მათ აღმოაჩინეს, რომ მას შეუძლია თუთიის შეკვრაც.

მკვლევარებმა აღმოაჩინეს ნიმუშებში ლითონის დამაკავშირებელი ნაერთები ისეთივე რთული, როგორც ოკეანის გახსნილი ორგანული ნივთიერებები. "ეს აბსოლუტურად ერთ-ერთი ყველაზე რთული ნიმუშია, რაც კი ოდესმე მინახავს," ამბობს დორესტეინი. ”ეს ალბათ ისეთივე რთულია, როგორც, თუ უფრო რთული, ვიდრე ნედლი ნავთობი.” მეთოდმა გამოავლინა დომოინის მჟავა, როგორც სპილენძის დამაკავშირებელი მოლეკულა და ვარაუდობს, რომ იგი აკავშირებს Cu2+-ს, როგორც დიმერს.

ოლივერ ბაარსი, რომელიც სწავლობს ლითონთან დამაკავშირებელ მეტაბოლიტებს, რომლებიც წარმოქმნიან მცენარეებს და მიკრობებს ჩრდილო კაროლინას სახელმწიფო უნივერსიტეტში, წერს: ”ომიკური მიდგომა ნიმუშში ყველა მეტაბოლური მეტაბოლიტის იდენტიფიცირებისთვის ძალზე სასარგებლოა ლითონის ბიოლოგიური ქელატის მნიშვნელობის გამო. ელ.

„დორესტეინი და თანამშრომლები უზრუნველყოფენ ელეგანტურ, მეტად საჭირო ანალიზს, რათა უკეთ გამოვიკვლიოთ, რა ფიზიოლოგიური როლი შეიძლება იყოს ლითონის იონები უჯრედში“, წერს ელ. „შესაძლო შემდეგი ნაბიჯი იქნება მეტაბოლიტების ამოღება უჯრედიდან ბუნებრივ პირობებში და მათი დანაწილება ასევე ბუნებრივ პირობებში, რათა დავინახოთ, რომელი მეტაბოლიტები ატარებენ ენდოგენურ უჯრედულ მეტალის იონებს“.

ქიმიური და საინჟინრო სიახლეები
ISSN 0009-2347
საავტორო უფლება © 2021 ამერიკული ქიმიური საზოგადოება