page_banner

նորություններ

news

Ֆիզիոլոգիական պայմանների նմանակումն օգնում է հետազոտողներին գտնել մետաղական կապող նյութեր

Հետազոտողները մշակել են մետաղի իոններ կապող փոքր մոլեկուլների հայտնաբերման մեթոդ:Մետաղական իոնները կենսաբանության մեջ կարևոր նշանակություն ունեն:Բայց պարզելը, թե որ մոլեկուլների և հատկապես որ փոքր մոլեկուլների հետ են այդ մետաղական իոնները փոխազդում, կարող է դժվար լինել:

Մետաբոլիտները վերլուծության համար առանձնացնելու համար մետաբոլոմիկայի սովորական մեթոդները օգտագործում են օրգանական լուծիչներ և ցածր pH-ներ, որոնք կարող են հանգեցնել մետաղական բարդույթների տարանջատմանը:Կալիֆորնիայի Սան Դիեգոյի համալսարանից Պիտեր Ք. Դորրեստեյնը և նրա աշխատակիցները ցանկանում էին համալիրները միասին պահել վերլուծության համար՝ ընդօրինակելով բջիջներում հայտնաբերված բնիկ պայմանները:Բայց եթե նրանք օգտագործեին ֆիզիոլոգիական պայմանները մոլեկուլների տարանջատման ժամանակ, նրանք պետք է վերաօպտիմալացնեին տարանջատման պայմանները յուրաքանչյուր ֆիզիոլոգիական վիճակի համար, որը ցանկանում էին փորձարկել:

Փոխարենը, հետազոտողները մշակեցին երկփուլ մոտեցում, որը ներկայացնում է ֆիզիոլոգիական պայմաններ սովորական քրոմատոգրաֆիկ տարանջատման և զանգվածային սպեկտրոմետրիկ վերլուծության միջև (Nat. Chem. 2021, DOI: 10.1038/s41557-021-00803-1):Նախ, նրանք առանձնացրել են կենսաբանական էքստրակտ՝ օգտագործելով սովորական բարձր արդյունավետության հեղուկ քրոմատագրություն:Այնուհետև նրանք ճշգրտեցին քրոմատոգրաֆիկ սյունակից դուրս եկող հոսքի pH-ը՝ ֆիզիոլոգիական պայմանները նմանակելու համար, ավելացրին մետաղական իոններ և վերլուծեցին խառնուրդը զանգվածային սպեկտրոմետրիայի միջոցով:Նրանք երկու անգամ կատարեցին անալիզը՝ մետաղներով և առանց մետաղների փոքր մոլեկուլների զանգվածային սպեկտրներ ստանալու համար:Որոշելու համար, թե որ մոլեկուլները կապում են մետաղները, նրանք օգտագործեցին հաշվողական մեթոդ, որն օգտագործում է գագաթնակետային ձևեր՝ կապակցված և չկապված տարբերակների սպեկտրների միջև կապերը պարզելու համար:

Ֆիզիոլոգիական պայմանների հետագա ընդօրինակման եղանակներից մեկը, ասում է Դորրեստեյնը, կլինի իոնների բարձր կոնցենտրացիաների ավելացումը, ինչպիսիք են նատրիումը կամ կալիումը, և հետաքրքրող մետաղի ցածր կոնցենտրացիաները:«Դա դառնում է մրցութային փորձ։Դա հիմնականում ձեզ կասի, լավ, այս մոլեկուլն այդ պայմաններում ավելի հակված է կապելու նատրիումը և կալիումը կամ ձեր ավելացրած այս եզակի մետաղը», - ասում է Դորրեստեյնը:«Մենք կարող ենք միաժամանակ ներարկել բազմաթիվ տարբեր մետաղներ, և մենք իսկապես կարող ենք հասկանալ այդ համատեքստում նախապատվությունն ու ընտրողականությունը»:

Escherichia coli-ի կուլտուրայի քաղվածքներում հետազոտողները հայտնաբերել են երկաթի հետ կապող հայտնի միացություններ, ինչպիսիք են yersiniabactin-ը և aerobactin-ը:Երսինիաբակտինի դեպքում նրանք հայտնաբերել են, որ այն կարող է կապել նաև ցինկը։

Հետազոտողները նմուշներում հայտնաբերել են մետաղներ կապող միացություններ, որոնք այնքան բարդ են, որքան օվկիանոսից լուծված օրգանական նյութերը:«Դա բացարձակապես ամենաբարդ նմուշներից մեկն է, որին ես երբևէ նայել եմ», - ասում է Դորրեստեյնը:«Դա հավանաբար նույնքան բարդ է, որքան, եթե ոչ ավելի բարդ, քան հում նավթը»:Մեթոդը հայտնաբերեց domoic թթուն որպես պղնձի հետ կապող մոլեկուլ և առաջարկեց, որ այն կապում է Cu2+ որպես դիմեր:

«Նմուշում բոլոր մետաղները կապող մետաբոլիտները բացահայտելու omics մոտեցումը չափազանց օգտակար է կենսաբանական մետաղների կելացիայի կարևորության պատճառով», - գրում է Օլիվեր Բաարսը, ով ուսումնասիրում է Հյուսիսային Կարոլինայի պետական ​​համալսարանում բույսերի և մանրէների արտադրած մետաղական կապող մետաբոլիտները: էլ.

«Դորրեստեյնը և գործընկերները տրամադրում են էլեգանտ, շատ անհրաժեշտ փորձարկում՝ ավելի լավ պարզելու համար, թե որն է մետաղի իոնների ֆիզիոլոգիական դերը բջջում», - գրում է Ուտրեխտի համալսարանի զանգվածային սպեկտրոմետրիայի վերլուծության ռահվիրա Ալբերտ Ջ.«Հաջորդ հնարավոր քայլը կլինի մետաբոլիտների դուրսբերումը բջջից բնական պայմաններում և դրանց մասնատումը նաև բնական պայմաններում, որպեսզի տեսնենք, թե որ մետաբոլիտներն են կրում էնդոգեն բջջային մետաղական իոնները»:

Քիմիական և ճարտարագիտական ​​նորություններ
ISSN 0009-2347
Հեղինակային իրավունք © 2021 American Chemical Society


Հրապարակման ժամանակը՝ Դեկ-23-2021