വാർത്ത - ലോഹബന്ധിത ചെറിയ ജൈവ തന്മാത്രകളെ തിരിച്ചറിയൽ

ഫിസിയോളജിക്കൽ അവസ്ഥകളെ അനുകരിക്കുന്നത് ലോഹ ബൈൻഡറുകൾ കണ്ടെത്താൻ ഗവേഷകരെ സഹായിക്കുന്നു

ലോഹ അയോണുകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ചെറിയ തന്മാത്രകളെ തിരിച്ചറിയുന്നതിനുള്ള ഒരു രീതി ഗവേഷകർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ജീവശാസ്ത്രത്തിൽ ലോഹ അയോണുകൾ അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്. എന്നാൽ ഏതൊക്കെ തന്മാത്രകൾ-പ്രത്യേകിച്ച് ഏതൊക്കെ ചെറിയ തന്മാത്രകൾ-ആ ലോഹ അയോണുകളുമായി ഇടപഴകുന്നുവെന്ന് തിരിച്ചറിയുന്നത് വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞതാണ്.

വിശകലനത്തിനായി മെറ്റബോളിറ്റുകളെ വേർതിരിക്കുന്നതിന്, പരമ്പരാഗത ഉപാപചയ രീതികൾ ഓർഗാനിക് ലായകങ്ങളും കുറഞ്ഞ pH-കളും ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് ലോഹ സമുച്ചയങ്ങൾ വേർപെടുത്താൻ ഇടയാക്കും. കാലിഫോർണിയ സാൻ ഡീഗോ സർവകലാശാലയിലെ പീറ്റർ സി. ഡോറെസ്‌റ്റൈനും സഹപ്രവർത്തകരും കോശങ്ങളിൽ കാണപ്പെടുന്ന നേറ്റീവ് അവസ്ഥകളെ അനുകരിച്ച് വിശകലനത്തിനായി സമുച്ചയങ്ങൾ ഒരുമിച്ച് സൂക്ഷിക്കാൻ ആഗ്രഹിച്ചു. എന്നാൽ തന്മാത്രകളെ വേർപെടുത്തുന്ന സമയത്ത് അവർ ഫിസിയോളജിക്കൽ അവസ്ഥകൾ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നെങ്കിൽ, അവർ പരിശോധിക്കാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്ന ഓരോ ഫിസിയോളജിക്കൽ അവസ്ഥയ്ക്കും വേർപിരിയൽ അവസ്ഥകൾ വീണ്ടും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യേണ്ടിവരും.

പകരം, ഗവേഷകർ ഒരു പരമ്പരാഗത ക്രോമാറ്റോഗ്രാഫിക് വേർതിരിവിനും മാസ് സ്പെക്ട്രോമെട്രിക് വിശകലനത്തിനും ഇടയിലുള്ള ശാരീരിക അവസ്ഥകളെ പരിചയപ്പെടുത്തുന്ന രണ്ട്-ഘട്ട സമീപനം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു (Nat. Chem. 2021, DOI: 10.1038/s41557-021-00803-1). ആദ്യം, അവർ പരമ്പരാഗത ഹൈ-പെർഫോമൻസ് ലിക്വിഡ് ക്രോമാറ്റോഗ്രഫി ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ബയോളജിക്കൽ എക്സ്ട്രാക്റ്റ് വേർതിരിച്ചു. പിന്നീട് അവർ ഫിസിയോളജിക്കൽ അവസ്ഥകളെ അനുകരിക്കുന്നതിനായി ക്രോമാറ്റോഗ്രാഫിക് കോളത്തിൽ നിന്ന് പുറത്തുകടക്കുന്ന ഒഴുക്കിൻ്റെ pH ക്രമീകരിക്കുകയും ലോഹ അയോണുകൾ ചേർക്കുകയും മാസ് സ്പെക്ട്രോമെട്രി ഉപയോഗിച്ച് മിശ്രിതം വിശകലനം ചെയ്യുകയും ചെയ്തു. ലോഹങ്ങൾ ഉള്ളതും അല്ലാത്തതുമായ ചെറിയ തന്മാത്രകളുടെ മാസ് സ്പെക്ട്ര ലഭിക്കാൻ അവർ രണ്ടുതവണ വിശകലനം നടത്തി. ഏത് തന്മാത്രകളാണ് ലോഹങ്ങളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതെന്ന് തിരിച്ചറിയാൻ, ബൗണ്ട് ചെയ്തതും അൺബൗണ്ട് ചെയ്തതുമായ പതിപ്പുകളുടെ സ്പെക്ട്രകൾ തമ്മിലുള്ള കണക്ഷൻ അനുമാനിക്കാൻ പീക്ക് ആകൃതികൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ രീതി അവർ ഉപയോഗിച്ചു.

ഫിസിയോളജിക്കൽ അവസ്ഥകളെ കൂടുതൽ അനുകരിക്കാനുള്ള ഒരു മാർഗ്ഗം, സോഡിയം അല്ലെങ്കിൽ പൊട്ടാസ്യം പോലുള്ള അയോണുകളുടെ ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയും താൽപ്പര്യമുള്ള ലോഹത്തിൻ്റെ കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയും ചേർക്കുന്നതാണ്. “ഇത് ഒരു മത്സര പരീക്ഷണമായി മാറുന്നു. ഇത് അടിസ്ഥാനപരമായി നിങ്ങളോട് പറയും, ശരി, അത്തരം സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഈ തന്മാത്രയ്ക്ക് സോഡിയവും പൊട്ടാസ്യവും അല്ലെങ്കിൽ നിങ്ങൾ ചേർത്ത ഈ ഒരു അദ്വിതീയ ലോഹത്തെ ബന്ധിപ്പിക്കാനുള്ള കൂടുതൽ പ്രവണതയുണ്ട്, ”ഡോറെസ്റ്റീൻ പറയുന്നു. "ഞങ്ങൾക്ക് ഒരേസമയം നിരവധി വ്യത്യസ്ത ലോഹങ്ങൾ സന്നിവേശിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, ആ സന്ദർഭത്തിലെ മുൻഗണനയും തിരഞ്ഞെടുക്കലും നമുക്ക് ശരിക്കും മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയും."

Escherichia coli-ൽ നിന്നുള്ള സംസ്ക്കാര സത്തിൽ, ഗവേഷകർ അറിയപ്പെടുന്ന ഇരുമ്പ്-ബൈൻഡിംഗ് സംയുക്തങ്ങളായ yersiniabactin, aerobactin എന്നിവ തിരിച്ചറിഞ്ഞു. യെർസിനിയാബാക്ടിൻ്റെ കാര്യത്തിൽ, അതിന് സിങ്കിനെയും ബന്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് അവർ കണ്ടെത്തി.

സാമ്പിളുകളിലെ ലോഹ-ബൈൻഡിംഗ് സംയുക്തങ്ങൾ സമുദ്രത്തിൽ നിന്ന് അലിഞ്ഞുപോയ ജൈവവസ്തുക്കളെപ്പോലെ സങ്കീർണ്ണമാണെന്ന് ഗവേഷകർ തിരിച്ചറിഞ്ഞു. "ഞാൻ ഇതുവരെ നോക്കിയിട്ടുള്ളതിൽ വച്ച് ഏറ്റവും സങ്കീർണ്ണമായ സാമ്പിളുകളിൽ ഒന്നാണിത്," ഡോറസ്റ്റീൻ പറയുന്നു. “ഇത് ഒരുപക്ഷേ ക്രൂഡ് ഓയിലിനെക്കാൾ സങ്കീർണ്ണമല്ലെങ്കിൽ സങ്കീർണ്ണമാണ്.” ഈ രീതി ഡൊമോയിക് ആസിഡിനെ ഒരു ചെമ്പ്-ബൈൻഡിംഗ് തന്മാത്രയായി തിരിച്ചറിയുകയും അത് Cu2+ നെ ഒരു ഡൈമറായി ബന്ധിപ്പിക്കാൻ നിർദ്ദേശിക്കുകയും ചെയ്തു.

"ബയോളജിക്കൽ മെറ്റൽ ചേലേഷൻ്റെ പ്രാധാന്യം കാരണം ഒരു സാമ്പിളിലെ എല്ലാ ലോഹ-ബൈൻഡിംഗ് മെറ്റബോളിറ്റുകളും തിരിച്ചറിയുന്നതിനുള്ള ഒരു ഓമിക്സ് സമീപനം വളരെ ഉപയോഗപ്രദമാണ്," നോർത്ത് കരോലിന സ്റ്റേറ്റ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിൽ സസ്യങ്ങളും സൂക്ഷ്മാണുക്കളും ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ലോഹ-ബൈൻഡിംഗ് മെറ്റബോളിറ്റുകളെ കുറിച്ച് പഠിക്കുന്ന ഒലിവർ ബാർസ് എഴുതുന്നു. ഇമെയിൽ.

“കോശത്തിലെ ലോഹ അയോണുകളുടെ ഫിസിയോളജിക്കൽ റോൾ എന്താണെന്ന് നന്നായി അന്വേഷിക്കാൻ ഡോറെസ്‌റ്റീനും സഹപ്രവർത്തകരും ഗംഭീരവും ആവശ്യമുള്ളതുമായ ഒരു വിശകലനം നൽകുന്നു,” ഉട്രെക്റ്റ് സർവകലാശാലയിലെ നേറ്റീവ് മാസ് സ്പെക്‌ട്രോമെട്രി വിശകലനത്തിലെ പയനിയറായ ആൽബർട്ട് ജെആർ ഹെക്ക് ഒരു ഇമെയിലിൽ എഴുതുന്നു. "സാധ്യമായ ഒരു അടുത്ത ഘട്ടം, കോശത്തിൽ നിന്ന് നേറ്റീവ് അവസ്ഥയിലുള്ള മെറ്റബോളിറ്റുകളെ വേർതിരിച്ചെടുക്കുകയും നേറ്റീവ് അവസ്ഥയിൽ ഇവയും ഭിന്നിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുക, ഏത് മെറ്റബോളിറ്റുകളാണ് ഏത് എൻഡോജെനസ് സെല്ലുലാർ മെറ്റൽ അയോണുകൾ വഹിക്കുന്നതെന്ന് കാണുന്നതിന്."

പോസ്റ്റ് സമയം: ഡിസംബർ-23-2021