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शारीरिक स्थितियों की नकल करने से शोधकर्ताओं को धातु बाइंडर्स खोजने में मदद मिलती है

शोधकर्ताओं ने धातु आयनों को बांधने वाले छोटे अणुओं की पहचान करने के लिए एक विधि विकसित की है। जीव विज्ञान में धातु आयन आवश्यक हैं। लेकिन यह पहचानना कि कौन से अणु-और विशेष रूप से कौन से छोटे अणु-वे धातु आयन परस्पर क्रिया करते हैं, चुनौतीपूर्ण हो सकता है।

विश्लेषण के लिए मेटाबोलाइट्स को अलग करने के लिए, पारंपरिक मेटाबोलॉमिक्स विधियां कार्बनिक सॉल्वैंट्स और कम पीएच का उपयोग करती हैं, जो धातु परिसरों को अलग करने का कारण बन सकती हैं। कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय सैन डिएगो के पीटर सी. डोर्रेस्टीन और सहकर्मी कोशिकाओं में पाई जाने वाली मूल स्थितियों की नकल करके विश्लेषण के लिए परिसरों को एक साथ रखना चाहते थे। लेकिन यदि वे अणुओं के पृथक्करण के दौरान शारीरिक स्थितियों का उपयोग करते, तो उन्हें प्रत्येक शारीरिक स्थिति के लिए पृथक्करण स्थितियों को फिर से अनुकूलित करना पड़ता, जिसका वे परीक्षण करना चाहते थे।

इसके बजाय, शोधकर्ताओं ने एक दो-चरणीय दृष्टिकोण विकसित किया जो पारंपरिक क्रोमैटोग्राफिक पृथक्करण और मास स्पेक्ट्रोमेट्रिक विश्लेषण (नेट। केम। 2021, डीओआई: 10.1038/s41557-021-00803-1) के बीच शारीरिक स्थितियों का परिचय देता है। सबसे पहले, उन्होंने पारंपरिक उच्च-प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी का उपयोग करके एक जैविक अर्क को अलग किया। फिर उन्होंने शारीरिक स्थितियों की नकल करने के लिए क्रोमैटोग्राफ़िक कॉलम से निकलने वाले प्रवाह के पीएच को समायोजित किया, धातु आयन जोड़े, और द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री के साथ मिश्रण का विश्लेषण किया। उन्होंने धातुओं के साथ और बिना धातुओं के छोटे अणुओं का द्रव्यमान स्पेक्ट्रा प्राप्त करने के लिए दो बार विश्लेषण चलाया। यह पहचानने के लिए कि कौन से अणु धातुओं को बांधते हैं, उन्होंने एक कम्प्यूटेशनल विधि का उपयोग किया जो बाध्य और अनबाउंड संस्करणों के स्पेक्ट्रा के बीच कनेक्शन का अनुमान लगाने के लिए शिखर आकृतियों का उपयोग करता है।

डोरेस्टीन का कहना है कि शारीरिक स्थितियों की नकल करने का एक तरीका सोडियम या पोटेशियम जैसे आयनों की उच्च सांद्रता और रुचि की धातु की कम सांद्रता को जोड़ना होगा। “यह एक प्रतिस्पर्धात्मक प्रयोग बन जाता है। यह मूल रूप से आपको बताएगा, ठीक है, उन परिस्थितियों में इस अणु में सोडियम और पोटेशियम या आपके द्वारा जोड़े गए इस अद्वितीय धातु को बांधने की अधिक प्रवृत्ति होती है, डोर्रेस्टीन कहते हैं। "हम एक साथ कई अलग-अलग धातुओं को शामिल कर सकते हैं, और हम वास्तव में उस संदर्भ में वरीयता और चयनात्मकता को समझ सकते हैं।"

एस्चेरिचिया कोली के कल्चर अर्क में, शोधकर्ताओं ने येर्सिनियाबैक्टिन और एरोबैक्टिन जैसे ज्ञात आयरन-बाइंडिंग यौगिकों की पहचान की। यर्सिनियाबैक्टिन के मामले में, उन्होंने पाया कि यह जिंक को भी बांध सकता है।

शोधकर्ताओं ने नमूनों में धातु-बाध्यकारी यौगिकों की पहचान की जो समुद्र से घुले कार्बनिक पदार्थ जितने जटिल थे। डोर्रेस्टीन कहते हैं, "यह बिल्कुल सबसे जटिल नमूनों में से एक है जिसे मैंने कभी देखा है।" "यह संभवतः उतना ही जटिल है, अगर कच्चे तेल से अधिक जटिल नहीं है।" विधि ने डोमोइक एसिड को कॉपर-बाइंडिंग अणु के रूप में पहचाना और सुझाव दिया कि यह Cu2+ को डिमर के रूप में बांधता है।

नॉर्थ कैरोलिना स्टेट यूनिवर्सिटी में पौधों और रोगाणुओं द्वारा उत्पादित धातु-बाइंडिंग मेटाबोलाइट्स का अध्ययन करने वाले ओलिवर बार्स ने एक लेख में लिखा है, "एक नमूने में सभी धातु-बाध्यकारी मेटाबोलाइट्स की पहचान करने के लिए एक ओमिक्स दृष्टिकोण जैविक धातु केलेशन के महत्व के कारण बेहद उपयोगी है।" ईमेल.

यूट्रेक्ट विश्वविद्यालय में देशी मास स्पेक्ट्रोमेट्री विश्लेषण में अग्रणी अल्बर्ट जेआर हेक ने एक ईमेल में लिखा है, "डोरेस्टीन और सहकर्मी कोशिका में धातु आयनों की शारीरिक भूमिका क्या हो सकती है, इसकी बेहतर जांच के लिए एक सुंदर, बहुत जरूरी परख प्रदान करते हैं।" "एक संभावित अगला कदम सेल से मूल स्थितियों के तहत मेटाबोलाइट्स को निकालना होगा और इन्हें मूल परिस्थितियों में भी विभाजित करना होगा, यह देखने के लिए कि कौन से मेटाबोलाइट्स कौन से अंतर्जात सेलुलर धातु आयनों को ले जाते हैं।"

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