محققان توانایی جالب و ناشناخته ای از آنزیم چاقوی ارتش سوئیس را کشف کردند



جلبک‌های سبز آبی (سیانوباکتری AKA) دارای یک ابرقدرت هستند که احتمالاً به آنها کمک می‌کند تا به عنوان مهاجمان آبراه‌ها بسیار موفق باشند. آنها توانایی فوق العاده ای برای ذخیره انرژی و نیتروژن در سلول های خود برای مواقع ضروری دارند. اما اینکه دقیقاً چگونه این کار را انجام می دهند، تنها تا حدی قابل درک است.

اکنون محققان دانشگاه مک گیل و همکارانشان در ETH زوریخ توانایی جالب و ناشناخته آنزیم هایی (معروف به سیانوفایسین سنتتاز) را که در ایجاد این ذخایر غذایی فعال هستند، کشف کرده اند. یافته های آنها، که در مقاله اخیر در ارتباطات طبیعت، نه تنها از نظر علمی شگفت‌انگیز هستند، بلکه ما را یک قدم به استفاده از این پلیمرهای سازگار با محیط زیست برای همه چیز از بانداژ گرفته تا آنتی‌اسکال‌های زیست تخریب‌پذیر و غذای حیوانات نزدیک‌تر می‌کنند.

آنزیم هایی مانند سیانوفایسین سنتتازها (آنزیم های پلیمراز نامیده می شوند زیرا زنجیره های بلند پلیمری را سنتز می کنند) معمولاً برای شروع مونتاژ زنجیره های بلند به پرایمرهایی به شکل “زنجیره های آغازگر” کوتاه نیاز دارند. پلیمرازها به عنوان کاتالیزور برای طیف وسیعی از عملکردهای بیولوژیکی عمل می کنند، از شروع فرآیند تکثیر RNA و DNA تا تبدیل گلوکز به گلیکوژن به عنوان راهی برای ذخیره انرژی برای استفاده بعدی. تصور می‌شد که سیانوفایسین سنتتازهای سیانوباکتری‌های مختلف مانند سایر پلیمرازها به آغازگرهایی نیاز دارند، اما سپس محققان چیز جدیدی را کشف کردند.

ما در حال کار با چندین سیانوفایسین سنتتاز بودیم و متوجه شدیم که به یکی از آنها نیازی به دادن پرایمر نیست. پس از سه سال آزمایش، در تلاش برای یافتن دلیل این امر، متوجه شدیم که این سیانوفایسین سنتتاز دارای یک مرکز واکنش پنهان در درون خود است که به جای پیوند دادن آمینو اسیدها، که وظیفه اصلی این پلیمراز است، پیوندهای بین اسیدهای آمینه را می‌شکند.

ایتای شارون، نویسنده اصلی، دانشجوی دکترای بیوشیمی مک گیل

بر خلاف تمام پلیمرازهای شناخته شده

محققان کشف کردند که سیانوفایسین سنتتاز می تواند به آرامی تعداد بسیار کمی از پلیمرهای سیانوفایسین بلند را در غیاب آغازگر بسازد، که مرکز واکنش تازه کشف شده آنها را به زنجیره های کوتاه زیادی تقسیم می کند که سپس به عنوان آغازگر برای پلیمریزاسیون سریع استفاده می شود.

مارتین اشمینگ، نویسنده مسئول و مدیر مرکز ساختار زیستی مک گیل، می‌گوید: «ما سیانوفایسین سنتتاز را یک «آنزیم چاقوی ارتش سوئیس» می‌نامیم. ، دستگاه پلیمریزاسیون خودکفا.”

“چیزی که آن را خاص تر می کند این است که این پلیمرازها توسط بسیاری از محققان برای دهه ها و دهه ها مورد مطالعه قرار گرفته اند. هیچ کس، از جمله ما، قبلا متوجه این موضوع نشده بود!”

منبع:

مرجع مجله:

شارون، آی. و همکاران (2022) سومین سایت فعال مرموز در سیانوفایسین سنتتاز آغازگرهایی را برای پلیمریزاسیون ایجاد می کند. ارتباطات طبیعت doi.org/10.1038/s41467-022-31542-7



منبع