समाचार | क्या तटस्थ अणु आवेशित की तरह व्यवहार कर सकते हैं? अमेरिकी टीम ने पारंपरिक जैवरसायन को चुनौती दी

समाचार | क्या तटस्थ अणु आवेशित की तरह व्यवहार कर सकते हैं? अमेरिकी टीम ने पारंपरिक जैवरसायन को चुनौती दी

मैसाचुसेट्स एमहर्स्ट विश्वविद्यालय के नेतृत्व वाले एक अध्ययन ने पॉलीज्विटरआयनों के बारे में लंबे समय से चली आ रही धारणा को चुनौती दी है: विद्युत रूप से तटस्थ माने जाने के बावजूद, वे विद्युत क्षेत्र में आवेशित कणों की तरह गति करते हैं। Nature Communications में प्रकाशित यह कार्य प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट विश्लेषण, दवा वितरण तथा अन्य जैव-चिकित्सकीय अनुप्रयोगों में सहायक हो सकता है।

अध्ययन पॉलिमर विज्ञान एवं इंजीनियरिंग की स्नातक छात्रा येसुल ली और वरिष्ठ लेखक विलमर डी. बैरेट प्रोफेसर मुरुगप्पन मुथुकुमार ने किया।

तटस्थ पॉलिमर आवेशित की तरह व्यवहार करते हैं, मानक धारणा पलटी

पॉलीज्विटरआयन धनात्मक और ऋणात्मक दोनों समूहों वाली ज्विटरआयनिक इकाइयों से बने होते हैं, लेकिन कुल मिलाकर तटस्थ होते हैं; इसलिए परंपरागत रूप से उन्हें विद्युत क्षेत्र में नहीं चलना चाहिए। एकल-अणु वैद्युतकणसंचलन ने दिखाया कि:

PSBMA ऋणात्मक आवेशित की तरह व्यवहार करता है

PMPC धनात्मक आवेशित की तरह व्यवहार करता है

दूसरे शब्दों में, जिन तटस्थ अणुओं से कोई प्रतिक्रिया न होने की अपेक्षा थी, वे एक विशेष दिशा में चले।

ली ने कहा, "मेरा शोध जैविक पॉलिमरों के निर्माण खंड, प्रोटीन और अमीनो अम्लों के व्यवहार की जांच करता है। घने कोशिकीय वातावरण में अणु कैसे चलते और संचार करते हैं, यह समझना आवश्यक है।"

तटस्थ अणु क्यों चलते हैं? कुंजी है "छिपा हुआ आवेश"

टीम ने तंत्र की पहचान की:

एक पॉलीज्विटरआयन पसली जैसी संरचना वाला होता है, जिसमें एक आवेशित सिरा बाहर की ओर निकला होता है और दूसरा पॉलिमर बैकबोन के पास होता है। अध्ययन में दिखा कि:

PSBMA की पसली के "सिरे" पर ऋणात्मक आवेश होता है

PMPC के "सिरे" पर धनात्मक आवेश होता है

दूसरा आवेश कमजोर होता है और मुख्यतः बैकबोन के पास "छिपा" रहता है

इसलिए सिरे का आवेश विद्युत क्षेत्र में गति की दिशा तय करता है।

दूसरी सफलता: कोशिकाओं के भीतर विद्युत क्षेत्र एकसमान नहीं होते

वैज्ञानिक आम तौर पर मानते थे कि जैव-विशालअणुओं के आसपास कोशिकीय इलेक्ट्रोलाइट का परावैद्युतांक एकसमान होता है, जिससे प्रत्येक आवेश समान रूप से कमजोर होता है। इसके बजाय अध्ययन में पाया गया:

धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों के आसपास स्थानीय परावैद्युतांक अलग-अलग होते हैं

पॉलिमर बैकबोन के पास परावैद्युतांक काफी कम होता है

यह बैकबोन से दूर और सिरे के निकट बढ़ता है

इससे संकेत मिलता है कि कोशिकाओं के भीतर सूक्ष्म विद्युत क्षेत्र पहले की सोच से अधिक जटिल हैं और आणविक अंतःक्रियाओं को एक समान नियम से वर्णित नहीं किया जा सकता।

मुथुकुमार ने कहा, "यह जैवरसायन के मूलभूत यांत्रिकी में योगदान देता है। किसी को नहीं पता था कि पॉलिमर बैकबोन से दूरी के साथ परावैद्युतांक बदलता है। हमने इसे देखा और इसके परिणामों को मात्रात्मक रूप से मापा।"

प्रोटीन अनुसंधान और सटीक चिकित्सा के लिए नई नींव

तटस्थ अणु आवेशित की तरह व्यवहार कर सकते हैं, इस निष्कर्ष से प्रोटीन संयोजन, गति और अंतःक्रियाओं पर नया दृष्टिकोण मिलता है। टीम ने कहा कि इससे निम्न में प्रगति हो सकती है:

रोग का प्रारंभिक पता लगाना

सटीक दवा वितरण

प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट का विश्लेषण एवं पहचान

जैव-अणुओं की स्क्रीनिंग और पृथक्करण

अध्ययन को अमेरिकी राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन (NSF) और वायु सेना वैज्ञानिक अनुसंधान कार्यालय (AFOSR) से वित्तपोषण मिला।

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