اكتشف الكيميائيون من هولندا أن الإنزيم ذو البنية الفريدة التي لم يتم ملاحظتها من قبل، موجود بالفعل في الواقع: هيكلان حلقيان متشابكان في شكل يعرف باسم الكاتينات. ونشرت نتائج البحث في المجلة العلمية "الاتصالات الكيميائية".
اكتشف الكيميائيون من هولندا أن الإنزيم ذو البنية الفريدة التي لم يتم ملاحظتها من قبل، موجود بالفعل في الواقع: هيكلان حلقيان متشابكان في شكل يعرف باسم الكاتينات. ونشرت نتائج البحث في المجلة العلمية "الاتصالات الكيميائية".
عالم الأحياء الدقيقة مايك جيتن من جامعة رادبود الهولندية في نيميغن هو خبير في اكتشاف البكتيريا والعتائق الجديدة التي تؤدي تفاعلات كيميائية غير عادية. وفي عام 2011 اكتشف بكتيريا بدائية في الطين البركاني مصدره براكين إيطاليا تنبعث منها كبريتيد الهيدروجين (H2S) وثاني أكسيد الكربون (CO2) نتيجة التفاعل مع ثاني كبريتيد الكربون (CS2) وبوجود إنزيم ثاني كبريتيد الكربون. هيدرولاز (CS2 هيدرولاز). وكشف التحليل البنيوي أن الإنزيم يتكون من شكلين: هياكل من حلقة واحدة وهياكل من حلقتين متشابكتين مع بعضهما البعض، في بنية عامة تعرف باسم hexadecamericcatenanes.
الحلقات المتشابكة مميزة جدًا، فتركيبتها البروتينية المقفلة، المبنية على تفاعلات غير تساهمية ضعيفة، لم يتم رؤيتها من قبل في علم الأحياء. وهذا هو السبب الذي دفع الباحثين في البداية إلى فحص ما إذا كانت هذه الهياكل متصلة بالفعل ببعضها البعض أم أنها حلقتان حرتان تتشابكان بشكل عشوائي من وقت لآخر. وكان أحد الكيميائيين من المجموعة البحثية مسؤولاً عن التحقق مما إذا كان هذا التكامل دائمًا وحقيقيًا أم عشوائيًا وعرضيًا.
"من خلال إذابة الإنزيم تمكنا من التحقق من النسبة بين كمية الحلقات المفردة وكمية الحلقات المزدوجة بتركيزات منخفضة. إذا كانت الحلقات المزدوجة بالفعل حدثًا عرضيًا وعشوائيًا، فلن نتوقع العثور عليها في المحاليل ذات التركيزات المنخفضة نظرًا لأن فرصة انضمام الحلقات معًا بشكل عشوائي صغيرة جدًا. لقد وجدنا أن النسبة كانت ثابتة في جميع التركيزات المختلفة، وهو اكتشاف يثبت أن الحلقات المدمجة هي بالفعل بنية دائمة وليست عشوائية. لقد أجرينا هذا الاختبار باستخدام ثلاث طرق مختلفة: اللوني على أساس حجم الجزيئات، وتشتت ضوء الليزر متعدد الزوايا، وقياس الطيف الكتلي." تعمل الطرق الثلاث المنفصلة على تعزيز النتائج التي تم الحصول عليها من خلال كل طريقة، والآن يعرف الباحثون على وجه اليقين: الحلقات المدمجة موجودة بالفعل.
يقول الباحث الرئيسي: "لدينا مجموعة غير عادية من البروتينات". في العقود السابقة، قام العديد من الكيميائيين بالتحقق بدقة من وجود جزيئات صغيرة على شكل كاتانانز، لكننا بدأنا بحثًا عن كاتانانا بيولوجيًا نادرًا للغاية. في الواقع، لا يوجد مقال واحد حول هذا الموضوع، لذلك هناك العديد من الأسئلة الأساسية التي لا تزال تنتظر الحل. الآن، نحاول أن نفهم لماذا اختارت الطبيعة الأم هذا الهيكل الفريد. من الممكن أن تكون هذه البنية قد تطورت أثناء التطور البيولوجي أو أن لها مزايا معينة مقارنة بهياكل الإنزيمات الأخرى من حيث معدل التحفيز واستقرارها. ومع ذلك، قد يكون الأمر مجرد مصادفة كيميائية. نحن مهتمون بفهم ذلك من خلال فحص أكثر دقة لبنية الحلقات المزدوجة."
أخبار الدراسة
