సారాంశం
బ్రెజిలియన్ శాస్త్రవేత్తలు పిట్ వైపర్ విషం నుండి జరాస్టాటిన్ అనే ప్రోటీన్ను అధ్యయనం చేస్తున్నారు, దీని అసాధారణ సంస్థ పరమాణు జీవశాస్త్రం యొక్క సాంప్రదాయ భావనలను సవాలు చేస్తుంది మరియు వినూత్న వైద్య చికిత్సలకు అవకాశం ఉంది.
జరారాకా విషం నుండి సేకరించిన ప్రోటీన్ బ్రెజిలియన్ శాస్త్రవేత్తలు పరమాణు జీవశాస్త్రంలో అత్యంత సాంప్రదాయక భావనలలో ఒకదాన్ని సమీక్షించడానికి సహాయపడింది. జరాస్టాటిన్, తెలిసినట్లుగా, ప్రోటీన్ ఆర్గనైజేషన్ యొక్క క్లాసిక్ నియమం నుండి వైదొలిగి ఇంకా శరీరంలో స్థిరంగా మరియు క్రియాత్మకంగా ఉంటుంది. ఈ ప్రవర్తన ఏకీకృత నమూనాలను సవాలు చేస్తుంది మరియు వాపు, థ్రాంబోసిస్ మరియు క్యాన్సర్కు వ్యతిరేకంగా చికిత్సల అభివృద్ధికి దోహదం చేస్తుంది.
పాము జాతికి సమానమైన పేరుతో, జరాస్టాటిన్ (దీని నుండి సేకరించబడింది బోథ్రోప్స్ జరారాకా) రోగనిరోధక వ్యవస్థ మరియు రక్తం యొక్క కణాలతో సహా శరీరంలోని వివిధ లక్ష్యాలను బలంగా బంధించగలదు. ఈ సామర్థ్యం ప్రోటీన్ ఆరోగ్య చికిత్సలలో గొప్ప సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
ఏది ఏమైనప్పటికీ, జరాస్టాటిన్ ఎక్కడ పని చేస్తుందో మాత్రమే కాదు, అది ఎలా పనిచేస్తుందనేది శాస్త్రవేత్తలను మరింత ఆశ్చర్యపరుస్తుంది.
సాధారణంగా ప్రొటీన్లు శరీరంలో ఎలా పని చేస్తాయి?
జరాస్టాటిన్ పనితీరులో పెద్ద వ్యత్యాసాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి, ప్రోటీన్లు సాధారణంగా “సాధారణ” స్థితిలో ఎలా పనిచేస్తాయో తెలుసుకోవడం ముఖ్యం.
మీకు ఒక ఆలోచన ఇవ్వడానికి, ప్రోటీన్లు మానవ శరీరం యొక్క మొత్తం బరువులో 15% నుండి 20% వరకు బాధ్యత వహిస్తాయి మరియు మన కణాలన్నింటిలో ఉంటాయి. వాటిలో ఎక్కువ భాగం కండరాలు, చర్మం మరియు జుట్టు వంటి కణజాలాలకు మద్దతు ఇస్తుంది. ఇతరులు కణాల మధ్య సంకేతాలను ప్రసారం చేయడంలో పనిచేస్తారు లేదా జీర్ణక్రియ, శ్వాసక్రియ మరియు శక్తి ఉత్పత్తికి అవసరమైన రసాయన ప్రతిచర్యలలో పాల్గొంటారు.
దాని విధుల్లో సరిగ్గా పనిచేయడానికి, ప్రతి ప్రోటీన్ పజిల్ ముక్కల వంటి నిర్దిష్ట ఆకృతిని పొందాలి. ఇది ఇతర అణువులను “గుర్తించడానికి” మరియు జీవిలో దాని పాత్రను నెరవేర్చడానికి అనుమతించే ఈ నిర్మాణం.
ఉత్పరివర్తనాల విషయంలో, ఉదాహరణకు, ఈ ప్రక్రియ విఫలమవుతుంది. ఇది సంభవించినప్పుడు, ప్రోటీన్ పనిచేయడం మానివేయవచ్చు లేదా తప్పు మార్గంలో పరస్పర చర్య చేయడం ప్రారంభించవచ్చు, ఇది అనేక వ్యాధులతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.
“పర్ఫెక్ట్ ఫిట్” అనేది యాదృచ్ఛికంగా జరగదు. ఇది ప్రోటీన్ను స్థిరంగా ఉంచే వివిధ రసాయన శక్తులపై ఆధారపడి ఉంటుంది, వ్యతిరేక ఛార్జీల మధ్య ఆకర్షణలు మరియు సమీపంలోని అణువుల మధ్య చిన్న ఫిట్లు వంటివి ఉంటాయి, అయితే ఇతర శక్తులు తగని పరిచయాలను నిరోధిస్తాయి.
ప్రోటీన్లు నీరు అధికంగా ఉండే వాతావరణంలో పనిచేస్తాయి కాబట్టి, ఈ లక్షణం వాటి ఆకృతిని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది. సాధారణంగా, హైడ్రోఫోబిక్ ఎఫెక్ట్ అని పిలువబడే యంత్రాంగంలో, నీటితో “కలిసి ఉండని” ప్రాంతాలు అణువు లోపల రక్షించబడతాయి.
మరోవైపు, అత్యంత అనుకూలమైన భాగాలు బహిర్గతంగా ఉంటాయి. ఈ అమరిక ప్రోటీన్ను స్థిరంగా ఉంచడానికి మరియు దాని లక్ష్యాలతో పరస్పర చర్య చేయడానికి సిద్ధంగా ఉండటానికి సహాయపడుతుంది.
‘ఆశ్చర్య కారకం’తో ప్రోటీన్
జరాస్టాటిన్ “తిరుగుబాటు కుమారుడు”. సాంప్రదాయ నమూనాలో నీటిని “తట్టుకోలేని” ప్రాంతాలను రక్షించడానికి ఒక కోర్ ఉంటే, జరారాకా విషం నుండి సేకరించిన ప్రోటీన్ విషయంలో ఈ ప్రాంతాలు ఉపరితలంపై బహిర్గతమవుతాయి.
సిద్ధాంతంలో, ఇది వారి స్థిరత్వాన్ని రాజీ చేస్తుంది, ఎందుకంటే ఈ రకమైన సంస్థతో ఉన్న ప్రోటీన్లు ఒకదానితో ఒకటి కలిసిపోతాయి, వాటి ద్రావణీయతను కోల్పోతాయి లేదా సరిగ్గా పనిచేయడం మానేస్తాయి. ఆశ్చర్యకరంగా, జరాస్టాటిన్తో ఇది సరిగ్గా జరగదు. సున్నితమైన ప్రాంతాలను బహిర్గతం చేసినప్పటికీ, ఇది బాగా కరిగే మరియు స్థిరంగా ఉంటుంది.
రియో డి జెనీరోలోని ఫెడరల్ యూనివర్శిటీ (UFRJ), నేషనల్ సెంటర్ ఫర్ స్ట్రక్చరల్ బయాలజీ అండ్ బయోఇమేజింగ్ (CENABIO) మరియు నేషనల్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ (CENABIO)లోని ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ మెడికల్ బయోకెమిస్ట్రీ (IBqM) నుండి పరిశోధకులు అంచనా వేసే సిద్ధాంతం మరియు ఆచరణలో ఏమి జరుగుతుందనే దాని మధ్య ఉన్న వైరుధ్యం.
సమాధానం ఇవ్వాల్సిన ప్రశ్న ఏమిటంటే: అటువంటి సంక్లిష్ట జీవ వాతావరణంలో ఈ ప్రోటీన్ తన పనితీరును ఎలా కాపాడుకోగలుగుతుంది?
కణాల లోపల మరియు వెలుపల, ప్రోటీన్లు నీటితో మాత్రమే సంకర్షణ చెందుతాయి, కానీ ఇతర ప్రోటీన్లు, కార్బోహైడ్రేట్లు మరియు న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలు వంటి భారీ వైవిధ్యమైన అణువులతో అంతరిక్షం కోసం పోటీపడతాయి. ఈ “మాలిక్యులర్ ట్రాన్సిట్” మధ్యలో జరాస్టాటిన్ తన లక్ష్యాలను ఎలా గుర్తిస్తుందో అర్థం చేసుకోవడం పరిశోధన యొక్క కేంద్ర దృష్టిలో ఒకటిగా మారింది.
బలమైన మరియు స్థిరమైన కనెక్షన్లను మాత్రమే విశ్లేషించడానికి బదులుగా, అధ్యయనాలు “ఎన్కౌంటర్ కాంప్లెక్స్లు” అని పిలువబడే ప్రారంభ మరియు తాత్కాలిక పరస్పర చర్యలను గమనించడం ప్రారంభించాయి. ఇవి సంక్షిప్త పరిచయాలు, దీనిలో ప్రోటీన్లు ఒకదానికొకటి చేరుకుంటాయి, ఒకదానికొకటి గుర్తించబడతాయి మరియు మరింత శాశ్వత మరియు క్రియాత్మక సంఘాలను ఏర్పరచడానికి ముందు అనుకూలతను అంచనా వేస్తాయి.
మ్యాపింగ్ మరియు నీటి ఊహించని పాత్ర
జరాస్టాటిన్ దాని స్థిరత్వాన్ని ఎలా నిర్వహిస్తుందో అర్థం చేసుకోవడానికి, పరిశోధకులు అధునాతన నిర్మాణ విశ్లేషణ పద్ధతులను ఆశ్రయించారు. వాటిలో న్యూక్లియర్ మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్ (NMR), ఇది మైక్రోస్కోపిక్ స్కేల్లో, ప్రోటీన్లు తమను తాము ఎలా ఏర్పాటు చేసుకుంటుందో మరియు వాటి చుట్టూ ఉన్న నీటితో ఎలా సంకర్షణ చెందుతాయో గమనించడానికి అనుమతిస్తుంది.
ఇటీవల ప్రచురించబడింది జర్నల్ ఆఫ్ బయోలాజికల్ కెమిస్ట్రీ, నీటితో సంప్రదించడానికి సున్నితమైన ప్రాంతాలతో వ్యవహరించడానికి ప్రోటీన్ అసాధారణమైన వ్యూహాన్ని అనుసరిస్తుందని ఫలితాలు చూపించాయి. వాటిని పూర్తిగా దాచడానికి బదులుగా, జరాస్టాటిన్ ఈ ప్రాంతాలను వాటి ప్రతికూల ప్రభావాలను తగ్గించడానికి పునర్వ్యవస్థీకరిస్తుంది మరియు ఈ ప్రక్రియలో, నీరు ఒక అడ్డంకిగా నిలిచిపోతుంది మరియు అణువు యొక్క పనితీరులో చురుకైన పాత్రను పోషిస్తుంది.
ఈ ప్రాంతాలలో కొన్ని ప్రోటీన్ యొక్క ఉపరితలంపై బహిర్గతం అయినప్పటికీ, అవి చెదరగొట్టబడవు. దీనికి విరుద్ధంగా, అవి నిర్దిష్ట పాయింట్ల వద్ద సమూహం చేయబడతాయి, తాత్కాలిక సంప్రదింపు ప్రాంతాలుగా పనిచేసే కాంపాక్ట్ నిర్మాణాలను ఏర్పరుస్తాయి.
“ఉపరితల హైడ్రోఫోబిక్ క్లస్టర్లు” అని పిలువబడే ఈ సమూహాలు, అంతరాయాలతో నిండిన సెల్యులార్ వాతావరణంలో కూడా అణువుల మధ్య గుర్తింపును సులభతరం చేస్తాయి.
బ్రెజిల్ యొక్క పశ్చిమాన ఉన్న నగరం ఎకరంలో ఉంది మరియు దేశంలో చివరి సూర్యాస్తమయం ఉంది:
అత్యంత ఉత్తేజకరమైన ఆవిష్కరణ ఏమిటంటే, ఈ అమరిక యొక్క స్థిరత్వానికి నీరు కూడా దోహదపడుతుంది. ఈ ప్రాంతాల చుట్టూ, హైడ్రేషన్ యొక్క వ్యవస్థీకృత పొర ఏర్పడుతుంది, ఇది మైక్రోస్కోపిక్ రక్షణగా పనిచేస్తుంది. ఆచరణలో, ఈ “షీల్డింగ్” ప్రోటీన్ యొక్క ఉపరితలంపై స్థిరమైన ప్రాంతాన్ని సృష్టిస్తుంది, సాంప్రదాయ ప్రోటీన్ల యొక్క అంతర్గత కోర్కి సమానమైన పనితీరుతో, వెలుపల మాత్రమే ఉంచబడుతుంది.
