الإخبارية

تقليد الظروف الفسيولوجية يساعد الباحثين في العثور على أغلفة معدنية

طور الباحثون طريقة لتحديد الجزيئات الصغيرة التي تربط أيونات المعادن.أيونات المعادن ضرورية في علم الأحياء.لكن تحديد الجزيئات - وخاصة الجزيئات الصغيرة - تتفاعل معها أيونات المعادن يمكن أن يكون أمرًا صعبًا.

لفصل المستقلبات من أجل التحليل ، تستخدم طرق الأيض التقليدية المذيبات العضوية ودرجات الحموضة المنخفضة ، والتي يمكن أن تتسبب في انفصال المجمعات المعدنية.أراد بيتر سي دورستين من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو وزملاؤه إبقاء المجمعات معًا لتحليلها عن طريق محاكاة الظروف الأصلية الموجودة في الخلايا.ولكن إذا استخدموا الظروف الفسيولوجية أثناء فصل الجزيئات ، فسيتعين عليهم إعادة ضبط شروط الفصل لكل حالة فسيولوجية يريدون اختبارها.

بدلاً من ذلك ، طور الباحثون نهجًا من مرحلتين يقدم ظروفًا فسيولوجية بين الفصل الكروماتوغرافي التقليدي وتحليل طيف الكتلة (Nat. Chem. 2021، DOI: 10.1038 / s41557-021-00803-1).أولاً ، قاموا بفصل المستخلص البيولوجي باستخدام كروماتوغرافيا سائلة تقليدية عالية الأداء.ثم قاموا بتعديل الرقم الهيدروجيني للتدفق الخارج من العمود الكروماتوغرافي لتقليد الظروف الفسيولوجية ، وإضافة أيونات معدنية ، وتحليل الخليط باستخدام مطياف الكتلة.أجروا التحليل مرتين للحصول على أطياف كتلة من الجزيئات الصغيرة مع وبدون معادن.لتحديد الجزيئات التي تربط المعادن ، استخدموا طريقة حسابية تستخدم أشكال الذروة لاستنتاج الروابط بين أطياف الإصدارات المرتبطة وغير المرتبطة.

يقول دورستين إن إحدى الطرق لتقليد الظروف الفسيولوجية هي إضافة تركيزات عالية من الأيونات مثل الصوديوم أو البوتاسيوم وتركيزات منخفضة من المعدن محل الاهتمام."تصبح تجربة منافسة.سيخبرك بشكل أساسي ، حسنًا ، هذا الجزيء في ظل هذه الظروف لديه ميل أكبر لربط الصوديوم والبوتاسيوم أو هذا المعدن الفريد الذي أضفته ، "يقول دورستين."يمكننا ضخ العديد من المعادن المختلفة في وقت واحد ، ويمكننا حقًا فهم التفضيل والانتقائية في هذا السياق."

في المستخلصات المزروعة من Escherichia coli ، حدد الباحثون مركبات معروفة مرتبطة بالحديد مثل yersiniabactin و aerobactin.في حالة yersiniabactin ، اكتشفوا أنه يمكن أيضًا أن يرتبط بالزنك.

حدد الباحثون مركبات الارتباط بالمعادن في العينات على أنها معقدة مثل المواد العضوية المذابة من المحيط.يقول دورستين: "هذه بالتأكيد واحدة من أكثر العينات تعقيدًا التي نظرت إليها على الإطلاق"."من المحتمل أن يكون الأمر معقدًا مثل النفط الخام ، إن لم يكن أكثر تعقيدًا."حددت الطريقة حمض الدومويك كجزيء مرتبط بالنحاس واقترحت أنه يربط Cu2 + باعتباره ثنائياً.

كتب أوليفر بارز ، الذي يدرس مستقلبات الارتباط بالمعادن التي تنتجها النباتات والميكروبات في جامعة ولاية كارولينا الشمالية ، في البريد الإلكتروني.

كتب ألبرت جيه آر هيك ، الرائد في تحليلات قياس الطيف الكتلي في جامعة أوتريخت ، في رسالة بريد إلكتروني: "يقدم دورستين وزملاؤه اختبارًا أنيقًا ومطلوبًا بشدة لتحقيق أفضل للدور الفسيولوجي للأيونات المعدنية في الخلية"."ستكون الخطوة التالية المحتملة هي استخراج المستقلبات في ظل الظروف الأصلية من الخلية وتجزئة هذه أيضًا في ظل الظروف الأصلية ، لمعرفة أي المستقلبات تحمل أي أيونات فلزية خلوية داخلية."

أخبار الكيمياء والهندسة
ISSN 0009-2347
حقوق النشر © 2021 American Chemical Society