211service.com
Geresnės baltymų nuotraukos
MIT mokslininkai žymiai padidino branduolinio magnetinio rezonanso (BMR) spektroskopijos jautrumą – analitinę techniką, kuri gali pateikti išsamius sudėtingų molekulių, tokių kaip baltymai, struktūrų nuotraukas. Patobulintas BMR galėtų padėti vaistų įmonėms greitai peržiūrėti galimų gydymo būdų bibliotekas. Jis taip pat gali būti naudojamas vieną dieną pacientams tirti, ar nėra nenormalių baltymų, pvz., tų, kurie susikaupia smegenyse dėl Alzheimerio ir Hantingtono ligų.
Baltymų zondas: Šis BMR zondas, kuris yra mažesnis už kreditinę kortelę, labai padidina analizės metodo jautrumą. Zondas naudoja pigų, paprastą vario gabalą, panašų į mobiliojo telefono anteną.
Iki šiol BMR naudojimas buvo ribotas, nes ši technika yra brangi ir reikalaujanti daug laiko, todėl mokslininkai turi surinkti palyginti didelius molekulės, kurią jie norėtų ištirti, pavyzdžius. MIT metodas, pagrįstas naujo tipo magnetiniu zondu, gali sutrumpinti laiką, kurio reikia šiems bandymams atlikti, 100 kartų, apskaičiavo Arnoldas Schwartzas, buvęs tyrimų ir plėtros direktorius. Variantas , BMR aparatų gamintojas, įsikūręs Palo Alto mieste, Kalifornijoje. Tai labai naujas požiūris, palyginti su per pastaruosius 30 metų, sako Schwartz.
BMR spektroskopija suteikia tyrėjams informacijos apie molekulių cheminę sudėtį ir trimatę struktūrą. BMR leidžia atlikti matavimus tarp atomų ir išsiaiškinti molekulės struktūrą Yaelis Maguire'as , kuris sukūrė naują BMR zondą savo disertaciniam darbui MIT žiniasklaidos laboratorijoje ir pristatė darbą šią savaitę Europos simpoziume. Baltymų draugija Ciuriche, Šveicarijoje.
Baltymų cheminės struktūros nustatymo įrankis turi didelę klinikinę reikšmę, sako Shuguang Zhang , MIT Biomedicininės inžinerijos centro direktoriaus pavaduotojas. Pavyzdžiui, baltymų vaistų aktyvumas priklauso nuo baltymų formos. Manoma, kad netinkamų baltymų kaupimasis smegenyse yra neurodegeneracinių ligų, tokių kaip Alzheimerio liga, priežastis. Rentgeno kristalografija gali suteikti struktūrinę informaciją, panašią į tą, kurią teikia BMR spektrometrija, tačiau gali prireikti metų pastangų, kad baltymas išsikristalizuotų, sako Maguire'as, ir ne visi baltymai kristalizuosis.
Kadangi radijo dažnio signalai, kuriais remiasi BMR spektroskopija, yra labai silpni, eksperimentams atlikti reikalingi dideli mėginiai. Prietaisams taip pat reikalingi dideli ir galingi magnetai, kurie prisideda prie jų dydžio ir išlaidų. Taigi biochemikai turėjo ribotą prieigą prie mašinų. Maguire'as ir jo bendradarbiai, tarp kurių yra Zhang ir Neilas Gershenfeldas MIT bitų ir atomų centro, nori padaryti BMR plačiau prieinamą. Svajojame, kad tai būtų stalinis aparatas kiekvienoje laboratorijoje ir ligoninėje, sako Maguire'as.
Tradicinis BMR naudoja ritinius, kad aptiktų kai kurių atomų, įskaitant vandenilį ir anglį, generuojamus radijo dažnio signalus, kai juos veikia magnetinis laukas. Tačiau dėl sudėtingos ritės formos jas sunku toliau mažinti. Priešingai, MIT tyrėjai iš plokščios vario juostelės pagamino labai jautrų BMR zondą, panašų į nešiojamųjų kompiuterių ir mobiliųjų telefonų antenas. Tai paprasta pagaminti, sako Maguire'as. Tos pačios įmonės, kurios gamina antenas, gali jas gaminti. Greitas pjovimas lazeriu sukuria mažą skylę, iš kurios gali ištekėti magnetinis laukas.
Iki šiol MIT mokslininkai naudojo zondą, kad patvirtintų žinomas struktūras. Atliekant bandymus su baltymu, vadinamu ribonukleaze, jie galėjo sunaudoti 3000 kartų mažiau junginio, nei įprastai reikia atlikti BMR spektroskopiją; sacharozės testuose jie sunaudojo 10 000 kartų mažiau.
Zhang tikisi, kad jautresnę BMR sistemą pirmiausia priims struktūriniai biologai, o paskui medicinos bendruomenė. Kadangi vis daugiau žmonių kitose srityse, įskaitant medicinos mokslą ir klinikas, vis labiau suvokia BMR galią ir jautrumą diagnozuojant baltymų konformacines ligas, jie neišvengiamai naudosis, sako jis.
Dabar Maguire'as tikisi integruoti mažesnius magnetus su spektrometrais, kad jie tikrai tilptų ant stalviršių. Jis taip pat tikisi integruoti kelis BMR zondus su mikrofluidiniais lustais būsimiems klinikiniams tyrimams, kurių metu paciento kraujyje ar stuburo skystyje ieškoma kelių biologinių žymenų (pvz., netinkamai sulankstytų baltymų).