बातम्या

शारीरिक परिस्थितीची नक्कल केल्याने संशोधकांना मेटल बाइंडर शोधण्यात मदत होते

संशोधकांनी धातूचे आयन बांधणारे लहान रेणू ओळखण्यासाठी एक पद्धत विकसित केली आहे. जीवशास्त्रात धातूचे आयन आवश्यक आहेत. पण कोणते रेणू—आणि विशेषत: कोणते लहान रेणू—ते धातूचे आयन एकमेकांशी संवाद साधतात हे ओळखणे आव्हानात्मक असू शकते.

विश्लेषणासाठी चयापचय वेगळे करण्यासाठी, पारंपारिक चयापचय पद्धती सेंद्रिय सॉल्व्हेंट्स आणि कमी pHs वापरतात, ज्यामुळे मेटल कॉम्प्लेक्स वेगळे होऊ शकतात. कॅलिफोर्निया युनिव्हर्सिटी ऑफ सॅन डिएगोचे पीटर सी. डोरेस्टीन आणि सहकाऱ्यांना पेशींमध्ये आढळणाऱ्या मूळ परिस्थितीची नक्कल करून विश्लेषणासाठी कॉम्प्लेक्स एकत्र ठेवायचे होते. परंतु जर त्यांनी रेणूंच्या पृथक्करणादरम्यान शारीरिक परिस्थिती वापरली असती, तर त्यांना प्रत्येक शारीरिक स्थितीची चाचणी घ्यायची असलेली पृथक्करण परिस्थिती पुन्हा अनुकूल करावी लागली असती.

त्याऐवजी, संशोधकांनी पारंपारिक क्रोमॅटोग्राफिक पृथक्करण आणि मास स्पेक्ट्रोमेट्रिक विश्लेषण (Nat. Chem. 2021, DOI: 10.1038/s41557-021-00803-1) यांच्यातील शारीरिक परिस्थितींचा परिचय करून देणारा द्वि-चरण दृष्टीकोन विकसित केला. प्रथम, त्यांनी पारंपारिक उच्च-कार्यक्षमता द्रव क्रोमॅटोग्राफी वापरून जैविक अर्क वेगळे केले. मग त्यांनी क्रोमॅटोग्राफिक स्तंभातून बाहेर पडणाऱ्या प्रवाहाचा pH शारीरिक परिस्थितीची नक्कल करण्यासाठी समायोजित केला, धातूचे आयन जोडले आणि वस्तुमान स्पेक्ट्रोमेट्रीसह मिश्रणाचे विश्लेषण केले. धातूंसह आणि त्याशिवाय लहान रेणूंचा वस्तुमान स्पेक्ट्रा मिळविण्यासाठी त्यांनी दोनदा विश्लेषण केले. कोणते रेणू धातूंना बांधतात हे ओळखण्यासाठी, त्यांनी एक संगणकीय पद्धत वापरली जी बाउंड आणि अनबाउंड आवृत्त्यांच्या स्पेक्ट्रामधील कनेक्शनचे अनुमान काढण्यासाठी शिखर आकार वापरते.

डोरेस्टाइन म्हणतात, शारीरिक परिस्थितीची आणखी नक्कल करण्याचा एक मार्ग म्हणजे सोडियम किंवा पोटॅशियम सारख्या आयनची उच्च सांद्रता आणि स्वारस्य असलेल्या धातूची कमी सांद्रता जोडणे. “हा एक स्पर्धा प्रयोग बनतो. हे मुळात तुम्हाला सांगेल, ठीक आहे, त्या परिस्थितीत या रेणूमध्ये सोडियम आणि पोटॅशियम किंवा तुम्ही जोडलेले हे एक अद्वितीय धातू बांधण्याची अधिक प्रवृत्ती आहे,” डॉरेस्टीन म्हणतात. "आम्ही एकाच वेळी अनेक वेगवेगळ्या धातूंचे मिश्रण करू शकतो आणि त्या संदर्भातील प्राधान्य आणि निवडकता आम्ही खरोखर समजू शकतो."

Escherichia coli मधील संस्कृतीच्या अर्कांमध्ये, संशोधकांनी ज्ञात लोह-बाइंडिंग संयुगे जसे की येर्सिनियाबॅक्टिन आणि एरोबॅक्टिन ओळखले. यर्सिनाबॅक्टिनच्या बाबतीत, त्यांनी शोधून काढले की ते जस्त देखील बांधू शकते.

संशोधकांनी नमुन्यांमधील धातू-बंधनकारक संयुगे महासागरातून विरघळलेल्या सेंद्रिय पदार्थासारखे जटिल म्हणून ओळखले. "मी पाहिलेल्या सर्वात जटिल नमुन्यांपैकी ते एक आहे," डॉरेस्टीन म्हणतात. "कच्च्या तेलापेक्षा ते अधिक जटिल नसल्यास ते कदाचित तितकेच जटिल आहे." या पद्धतीने डोमोइक ऍसिडला तांबे-बाइंडिंग रेणू म्हणून ओळखले आणि सुचवले की ते Cu2+ डायमर म्हणून बांधते.

"जैविक मेटल चेलेशनच्या महत्त्वामुळे नमुन्यातील सर्व मेटल-बाइंडिंग चयापचय ओळखण्यासाठी एक ओमिक्स दृष्टीकोन अत्यंत उपयुक्त आहे," ऑलिव्हर बार्स, जे नॉर्थ कॅरोलिना स्टेट युनिव्हर्सिटीमध्ये वनस्पती आणि सूक्ष्मजंतूंनी तयार केलेल्या मेटल-बाइंडिंग चयापचयांचा अभ्यास करतात. ईमेल

"कोशातील धातूच्या आयनांची शारीरिक भूमिका काय असू शकते याची चांगल्या प्रकारे तपासणी करण्यासाठी डॉरेस्टीन आणि सहकारी एक मोहक, अत्यंत आवश्यक, परख देतात," अल्बर्ट जेआर हेक, युट्रेच विद्यापीठातील नेटिव्ह मास स्पेक्ट्रोमेट्री विश्लेषणाचे प्रणेते, ईमेलमध्ये लिहितात. "कोणते मेटाबोलाइट्स कोणते अंतर्जात सेल्युलर मेटल आयन वाहून घेतात हे पाहण्यासाठी, सेलमधून मूळ परिस्थितीत चयापचय काढणे आणि स्थानिक परिस्थितीत त्यांचे अंशीकरण करणे ही एक संभाव्य पुढील पायरी असेल."

रसायन आणि अभियांत्रिकी बातम्या
ISSN 0009-2347
कॉपीराइट © 2021 अमेरिकन केमिकल सोसायटी