Dolar 13,7194
Euro 15,5684
Altın 786,58
BİST 1.910
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 15 °C
Sağanak Yağışlı

Bilim adamları, Kükürt’ü Karmaşık Moleküllere Yerleştirmek İçin Doğadan Yeni Bir Yöntem Keşfettiler

04.10.2021
47
Bilim adamları, Kükürt’ü Karmaşık Moleküllere Yerleştirmek İçin Doğadan Yeni Bir Yöntem Keşfettiler

Florida, Scripps Research’te Doktora Ben Shen’in laboratuvarında çalışan bilim adamları, mikrobiyal suş koleksiyonlarındaki bakteri genomlarını çıkararak yeni bir kükürt yükleyen enzim ailesi buldular. Kredi: Scripps Research için Scott Wiseman

Advance, kükürt bazlı biyokimyayı araştırmak ve değiştirmek isteyen sentetik kimyagerler ve biyologlar için yeni araçlar sağlar.

Persülfit adı verilen bir grup yüksek oranda reaktif bileşik, doğadaki rolleri ve yapılarını ve işlevlerini değiştirmek için proteinlerle nasıl etkileşime girdiklerinden, sağlığı, yaşlanmayı ve hastalık süreçlerini etkileyerek biyokimyacılar arasında büyük merak uyandırmıştır.

Ancak persülfitleri ve etkilerini araştırmak, kimyasalın kararsızlığı nedeniyle zorlu olduğunu kanıtladı. Persülfitler üretilir üretilmez, tam olarak araştırılmadan önce yakındaki moleküllerle reaksiyona girmek isterler.

Scripps Research’ün Florida kampüsünden yeni bir çalışma yayınlandı. Doğa İletişimi 28 Eylül 2021’de, kükürt yerleştirmede rol oynayan yardımcı enzimlerin üretilmesi yoluyla, doğanın bu sorunu çözdüğü ve persülfitleri kullandığı önceden bilinmeyen bir yolu ortaya koyuyor. Keşif, araştırmacılara laboratuvarda potansiyel olarak önemli kükürt bazlı moleküller üretmek için yeni bir yöntem sağlıyor ve doğanın büyüleyici biyolojik gizemlerinden birine bir cevap sunuyor: Kükürt, ilk etapta karmaşık moleküllere nasıl entegre olur?

Ben Shen

Florida, Jupiter’deki Scripps Araştırma Kimya Bölümü profesörü ve başkanı Ben Shen, proteinlere kükürt molekülleri yerleştiren yeni bir enzim grubu keşfetti. Dünyanın en büyük mikrobiyal doğal ürün koleksiyonlarından biri olan enstitüde benzersiz bir kaynak, keşfi mümkün kıldı. Biyolojide, kükürt kimyası yaşlanma ve hastalıkta rol oynar, ancak reaktivitesi nedeniyle incelenmesi zordur. Kredi: Scripps Research için Scott Wiseman

Scripps Araştırma Kimya Bölümü başkanı ve profesörü Ben Shen, kükürt yaşamın beşinci en yaygın elementidir, ancak doğa onu küçük moleküllere yerleştirmek için nispeten az sayıda mekanizma kullanır, diyor. Jüpiter, Florida ve çalışmanın kıdemli yazarı.

Shen, bu sınırlı mekanizmalar göz önüne alındığında, guangnanmisin ve leinamisin de dahil olmak üzere, incelediği ilginç bileşiklerin yapısına kükürt atomlarının nasıl dahil edilebileceğini uzun zamandır merak ediyordu.

İlk olarak 1989 yılında keşfedilen leinamisin, antimikrobiyal ve antikanser özellikler gösteren doğal bir maddedir. Shen ve ekibi, büyüyen mikrobiyal suş koleksiyonlarının yardımıyla 2017’de keşfedildi Aslında doğada önemli bir leinamisin varyantları ailesinin düzinelerce üyesi. Shen, Leinamycin’in iki kükürtünün antikanser aktivitesinin anahtarı olduğunu buldu.

Scripps Research Florida tarafından dünyanın en büyük mikrobiyal tür koleksiyonlarından birinin yakın zamanda satın alınması, Shen’in grubuna yeni enzimler, doğanın katalizörleri için hedeflenen araştırma yoluyla soruyu araştırmak için yeni bir yol sundu. Bu süreç, ilgilenilen suşların daha büyük miktarlarda yetiştirilmesini, ardından enzimlerin açıklayıcı işaretleri için genetik materyallerinin madenciliğini (sıralama ve analiz edilmesini) içerir.

Shen, “Doğanın iki kükürt atomunu aynı anda küçük bir moleküle yerleştirdiği ve istikrarsızlıklarındaki uzun süreli zorluğun üstesinden geldiği yeni bir mekanizma keşfettik” diyor. “Bu özel bulgu, doğal ürün türü koleksiyonumuzun ne kadar güçlü olduğunu ve yenilikçi şeyler yapmamızı nasıl sağladığını gösteriyor.”

Florida’daki Scripps Research’teki doğal ürün koleksiyonu, streptomisinin keşfedilmesinden sonraki on yıllar boyunca dünya çapındaki araştırma grupları tarafından toplanan 125.000’den fazla bakteri türünü içerir.

Topraktan gelen bakteriler, düşmanca ve rekabetçi bir dünyada hayatta kalabilmek için çeşitli, biyolojik olarak aktif doğal ürünler geliştirmelidir. Shen, bu doğal ürünlerin, keşfedilebilir, incelenebilir ve anlaşılabilirse, ilaç işlevi görme veya başka amaçlara hizmet etme konusunda muazzam bir potansiyele sahip olduğunu söylüyor.

Yayının başyazarı PhD Song Meng, bu molekülleri inşa etmek için bakterilerin kendilerinin kimyager olarak hareket etmelerini ve bazen yeni katalitik enzimler gibi yenilikçi süreçler tasarlamalarını gerektirdiğini söylüyor.

Meng, “Doğal ürünlerin incelenmesi, insanlığın şimdiye kadar gördüğü en karmaşık yapıları oluşturmak için doğanın basit yapı taşlarını nasıl kullandığını keşfetmemize olanak tanıyor, bu da tüm organik kimya alanında enzim keşfi ve potansiyel etki için fırsatlar sağlıyor” diyor.

Shen’in laboratuvarındaki araştırmacılar, Nature’ın doğal ürünleri nasıl oluşturduğunu öğrenerek, mikrobiyoloji, biyoteknoloji, organik kimya ve tıbbi kimya gibi çeşitli alanlarda gelecekteki çabalara ilham vermeyi amaçlıyor.

Çalışma ortak yazarları Meng ve Andrew Steele, PhD, hedeflerine ulaşacaklarını bildikleri anı hatırladılar.

“Kararsız persülfitler yapmak için yorulmadan çalışıyorduk. Kötü kokulu hidrojen sülfüre dönüşüyorlar, bu yüzden çürük yumurtaları ilk kokladığımızda bir ilerleme kaydettiğimizi biliyorduk,” diyor Steele.

Kısa bir süre sonra, doğanın tüm leinamisin doğal ürün ailesini oluşturmak için anahtar ara ürünler olarak persülfidleri yapmak için kullandığı daha önce bilinmeyen bir enzim ailesi olan tiyosistein liyazlarını keşfettiler.

Doğal ürünler koleksiyonu, başarılarının anahtarı oldu, diye ekliyor kağıt üzerinde ortak yazar olan Edward Kalkreuter.

“Geleneksel olarak bir seferde yalnızca bir biyosentetik yol incelenebilirken, suş koleksiyonumuz artık evrimsel olarak ilişkili aileleri keşfetmemize ve böylece birçok benzer yolu aynı anda karşılaştırmamıza ve değerlendirmemize izin veriyor” diye ekliyor.

Persülfit oluşumunu sağlayan enzimlerin gelecekte geniş bir potansiyel uygulama yelpazesine sahip olması muhtemeldir, diye ekliyorlar.

Steele, “Persülfitler çok sayıda temel ve hastalıkla ilgili biyokimyasal sistemde bulundu, ancak sentetik kimya alanının emrinde onları üretmek için yalnızca birkaç özel yöntem var” diyor. “Doğanın bize bu sorunu çözmek için bir çözüm sunduğunu gördük.”

Mevcut keşif, kükürt içeren bileşikleri tasarlamak için gereken araç kutusunu zenginleştiriyor ve sentetik biyologların kimya, biyoloji ve tıbbı etkilemek için tamamen yeni molekül sınıfları geliştirmesinin yolunu açıyor.

Shen, “Öğrencilerime, eğer bir şey keşfetmek istiyorsanız, doğanın bunu nasıl yaptığını bulun, bunun bir çözüm sunabileceğini söylüyorum” diyor.

Referans: Song Meng, Andrew D. Steele, Wei Yan, Guohui Pan, Edward Kalkreuter, Yu-Chen Liu, Zhengren Xu ve Ben Shen, 28 Eylül 2021, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-021-25798-8

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.