راز تبلور پروتئین با استفاده از Cryo-EM کشف شد

 به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، متبلور شدن یک پروتئین اهمیت زیادی دارد. با این حال کسی دقیقاً نمی‌داند که چگونه بلور‌های پروتئین تشکیل می‌شود. از این رو بسیاری از محققان تلاش دارند تا با روش سعی و خطا به بررسی شرایط دقیق متبلور شدن پروتئین پرداخته و بهترین شرایط را مشخص کنند.

اخیراً محققان با استفاده از میکروسکوپ الکترونی کرایو (Cryo-EM) به بررسی مراحل اولیه تشکیل بلور پروتئین پرداختند. نتایج این تحقیقات نشان داد که در چه شرایطی بلور مورد نظر شکل می‌گیرد.

متبلور شدن با ایجاد خوشه‌ای از مولکول‌های پروتئینی آغاز می‌شود که همانند دانه اولیه عمل می‌کند. این خوشه بسیار کوچک بوده و تنها با میکروسکوپ نوری قابل مشاهده است، هرچند این خوشه‌های چندان پایدار نیستند. برای حل این مشکل، محققان دانشگاه گرونبل آلپس روشی برای سرمایش سریع پروتئین به کار گرفتند که می‌تواند حرکت مولکولی را متوقف کند و با این کار امکان تصویربرداری از مراحل مختلف متبلور شدن فراهم می‌شود. با روش‌های دیگر تنها امکان نگاه اجمالی به متبلور شدن فراهم می‌شود.

تا کنون کسی اقدام به استفاده از Cryo-EM برای مشاهده این فرآیند نکرده است. بسیاری درباره این که بتوان با این روش چیزی مشاهده کرد تردید داشتند. با استفاده از این روش محققان موفق به مشاهده پروتئین ایزومراز گلوکز شدند؛ پروتئینی که اسوتل از محققان این پروژه، به مدت یک دهه روی آن کار می‌کند. این گروه نشان دادند که با افزودن معرف‌ها، متبلور شدن آغاز می‌شود و می‌توان فرآیند تبلور و تبدیل شدن به ساختار شبه الماسی را مشاهده کرد.

این گروه تحقیقاتی دریافتند که مسیر طی شده برای هر پلی‌مورف متفاوت است. در برخی مراحل تئوری کلاسیک تشکیل صادق است و در برخی دیگر، قوانینی حاکم است که محققان پیش از این آن را ندیده بودند.

ابتدا مولکول‌های پروتئین به‌صورت خطی در آمده و نانومیله‌هایی را تشکیل می‌دهند. با ترکیب نانومیله‌ها، الیاف ایجاد می‌شوند و در نهایت با ترکیب الیاف با هم، بلور اولیه شکل می‌گیرد. در بخشی از این تحقیق، محققان دریافتند که الیاف نانومیله‌ای که قادر به متبلور شدن نیستند، به شکل ژل در می‌آیند و در ته ظرف رسوب می‌کنند.