ข่าว | โมเลกุลเป็นกลางมีพฤติกรรมเหมือนมีประจุได้หรือไม่ ทีมสหรัฐฯ ท้าทายความเข้าใจทางชีวเคมีแบบเดิม
การศึกษาที่นำโดยมหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ แอมเฮิร์สต์ ท้าทายความเข้าใจเกี่ยวกับพอลิซวิตเทอไอออนที่มีมายาวนาน แม้ถูกมองว่าเป็นกลางทางไฟฟ้า แต่กลับเคลื่อนที่ผ่านสนามไฟฟ้าเหมือนอนุภาคที่มีประจุ งานวิจัยซึ่งตีพิมพ์ใน Nature Communications นี้อาจช่วยส่งเสริมการวิเคราะห์โปรตีนและคาร์โบไฮเดรต การนำส่งยา และการประยุกต์ใช้ทางชีวการแพทย์อื่น ๆ
การศึกษาดำเนินการโดย Yeseul Lee นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมพอลิเมอร์ และ Murugappan Muthukumar ผู้เขียนอาวุโสและศาสตราจารย์ Wilmer D. Barrett
พอลิเมอร์เป็นกลางมีพฤติกรรมเหมือนมีประจุ ล้มข้อสันนิษฐานมาตรฐาน
พอลิซวิตเทอไอออนประกอบด้วยหน่วยซวิตเทอไอออนที่มีทั้งหมู่ประจุบวกและประจุลบ แต่โดยรวมเป็นกลาง ตามแนวคิดเดิมจึงไม่ควรเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม อิเล็กโทรโฟรีซิสระดับโมเลกุลเดี่ยวแสดงว่า:
PSBMA มีพฤติกรรมเหมือนมีประจุลบ
PMPC มีพฤติกรรมเหมือนมีประจุบวก
กล่าวอีกนัยหนึ่ง โมเลกุลเป็นกลางที่คาดว่าไม่ตอบสนองกลับเคลื่อนที่ไปในทิศทางเฉพาะ
Lee กล่าวว่า "งานวิจัยของฉันศึกษาพฤติกรรมของโปรตีนและกรดอะมิโน ซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของพอลิเมอร์ชีวภาพ การเข้าใจว่าโมเลกุลเคลื่อนที่และสื่อสารกันอย่างไรเป็นสิ่งสำคัญในสภาพแวดล้อมที่แออัดภายในเซลล์"
เหตุใดโมเลกุลเป็นกลางจึงเคลื่อนที่ กุญแจสำคัญคือ "ประจุที่ซ่อนอยู่"
ทีมวิจัยระบุกลไกดังนี้:
พอลิซวิตเทอไอออนมีโครงสร้างคล้ายซี่โครง โดยปลายที่มีประจุด้านหนึ่งยื่นออกมา ส่วนอีกด้านอยู่ใกล้โครงกระดูกหลักของพอลิเมอร์ การศึกษาแสดงว่า:
PSBMA มีประจุลบที่ "ปลาย" ของซี่โครง
PMPC มีประจุบวกที่ "ปลาย"
ประจุอีกด้านอ่อนลงและส่วนใหญ่ถูก "ซ่อน" อยู่ใกล้โครงกระดูกหลัก
ดังนั้น ประจุที่ปลายจึงกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้า
ความก้าวหน้าประการที่สอง: สนามไฟฟ้าภายในเซลล์ไม่สม่ำเสมอ
โดยทั่วไปนักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่า อิเล็กโทรไลต์ภายในเซลล์รอบชีวโมเลกุลขนาดใหญ่มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสม่ำเสมอ ทำให้ประจุแต่ละชนิดอ่อนลงเท่ากัน แต่การศึกษากลับพบว่า:
ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกเฉพาะที่รอบประจุบวกและประจุลบแตกต่างกัน
ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำกว่ามากเมื่ออยู่ใกล้โครงกระดูกหลักของพอลิเมอร์
ค่านี้สูงขึ้นเมื่ออยู่ห่างจากโครงกระดูกหลักและใกล้ส่วนปลายมากขึ้น
ข้อมูลนี้บ่งชี้ว่า สนามไฟฟ้าระดับจุลภาคภายในเซลล์ซับซ้อนกว่าที่เคยเข้าใจ และปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลไม่สามารถอธิบายได้ด้วยกฎสม่ำเสมอเพียงข้อเดียว
Muthukumar กล่าวว่า "สิ่งนี้ช่วยเติมเต็มความเข้าใจเกี่ยวกับกลศาสตร์พื้นฐานของชีวเคมี ไม่มีใครทราบว่าค่าคงที่ไดอิเล็กทริกเปลี่ยนไปตามระยะห่างจากโครงกระดูกหลักของพอลิเมอร์ เราสังเกตพบและวัดผลที่ตามมาในเชิงปริมาณ"
รากฐานใหม่สำหรับการวิจัยโปรตีนและการแพทย์แม่นยำ
การค้นพบว่าโมเลกุลเป็นกลางสามารถมีพฤติกรรมเหมือนมีประจุ มอบมุมมองใหม่ต่อการประกอบตัว การเคลื่อนที่ และปฏิสัมพันธ์ของโปรตีน ทีมวิจัยระบุว่าอาจช่วยพัฒนา:
การตรวจหาโรคระยะแรก
การนำส่งยาอย่างแม่นยำ
การวิเคราะห์และระบุโปรตีนกับคาร์โบไฮเดรต
การคัดกรองและแยกชีวโมเลกุล
การศึกษานี้ได้รับทุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐฯ (NSF) และสำนักงานวิจัยวิทยาศาสตร์กองทัพอากาศ (AFOSR)
ที่มาของเรื่อง:
รวบรวมจากออนไลน์
เมื่อส่งแบบฟอร์ม คุณยอมรับ นโยบายความเป็นส่วนตัว เพื่อให้เราประมวลผลข้อมูลติดต่อและข้อมูลคำปรึกษาที่คุณให้ไว้ และยอมรับ ข้อกำหนดในการให้บริการ และยินยอมให้เราติดต่อคุณเกี่ยวกับการสอบถามนี้
ข่าว | โมเลกุลเป็นกลางมีพฤติกรรมเหมือนมีประจุได้หรือไม่ ทีมสหรัฐฯ ท้าทายความเข้าใจทางชีวเคมีแบบเดิม
ข่าว | โมเลกุลเป็นกลางมีพฤติกรรมเหมือนมีประจุได้หรือไม่ ทีมสหรัฐฯ ท้าทายความเข้าใจทางชีวเคมีแบบเดิม
การศึกษาที่นำโดยมหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ แอมเฮิร์สต์ ท้าทายความเข้าใจเกี่ยวกับพอลิซวิตเทอไอออนที่มีมายาวนาน แม้ถูกมองว่าเป็นกลางทางไฟฟ้า แต่กลับเคลื่อนที่ผ่านสนามไฟฟ้าเหมือนอนุภาคที่มีประจุ งานวิจัยซึ่งตีพิมพ์ใน Nature Communications นี้อาจช่วยส่งเสริมการวิเคราะห์โปรตีนและคาร์โบไฮเดรต การนำส่งยา และการประยุกต์ใช้ทางชีวการแพทย์อื่น ๆ
การศึกษาดำเนินการโดย Yeseul Lee นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมพอลิเมอร์ และ Murugappan Muthukumar ผู้เขียนอาวุโสและศาสตราจารย์ Wilmer D. Barrett
พอลิเมอร์เป็นกลางมีพฤติกรรมเหมือนมีประจุ ล้มข้อสันนิษฐานมาตรฐาน
พอลิซวิตเทอไอออนประกอบด้วยหน่วยซวิตเทอไอออนที่มีทั้งหมู่ประจุบวกและประจุลบ แต่โดยรวมเป็นกลาง ตามแนวคิดเดิมจึงไม่ควรเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม อิเล็กโทรโฟรีซิสระดับโมเลกุลเดี่ยวแสดงว่า:
PSBMA มีพฤติกรรมเหมือนมีประจุลบ
PMPC มีพฤติกรรมเหมือนมีประจุบวก
กล่าวอีกนัยหนึ่ง โมเลกุลเป็นกลางที่คาดว่าไม่ตอบสนองกลับเคลื่อนที่ไปในทิศทางเฉพาะ
Lee กล่าวว่า "งานวิจัยของฉันศึกษาพฤติกรรมของโปรตีนและกรดอะมิโน ซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของพอลิเมอร์ชีวภาพ การเข้าใจว่าโมเลกุลเคลื่อนที่และสื่อสารกันอย่างไรเป็นสิ่งสำคัญในสภาพแวดล้อมที่แออัดภายในเซลล์"
เหตุใดโมเลกุลเป็นกลางจึงเคลื่อนที่ กุญแจสำคัญคือ "ประจุที่ซ่อนอยู่"
ทีมวิจัยระบุกลไกดังนี้:
พอลิซวิตเทอไอออนมีโครงสร้างคล้ายซี่โครง โดยปลายที่มีประจุด้านหนึ่งยื่นออกมา ส่วนอีกด้านอยู่ใกล้โครงกระดูกหลักของพอลิเมอร์ การศึกษาแสดงว่า:
PSBMA มีประจุลบที่ "ปลาย" ของซี่โครง
PMPC มีประจุบวกที่ "ปลาย"
ประจุอีกด้านอ่อนลงและส่วนใหญ่ถูก "ซ่อน" อยู่ใกล้โครงกระดูกหลัก
ดังนั้น ประจุที่ปลายจึงกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้า
ความก้าวหน้าประการที่สอง: สนามไฟฟ้าภายในเซลล์ไม่สม่ำเสมอ
โดยทั่วไปนักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่า อิเล็กโทรไลต์ภายในเซลล์รอบชีวโมเลกุลขนาดใหญ่มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสม่ำเสมอ ทำให้ประจุแต่ละชนิดอ่อนลงเท่ากัน แต่การศึกษากลับพบว่า:
ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกเฉพาะที่รอบประจุบวกและประจุลบแตกต่างกัน
ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำกว่ามากเมื่ออยู่ใกล้โครงกระดูกหลักของพอลิเมอร์
ค่านี้สูงขึ้นเมื่ออยู่ห่างจากโครงกระดูกหลักและใกล้ส่วนปลายมากขึ้น
ข้อมูลนี้บ่งชี้ว่า สนามไฟฟ้าระดับจุลภาคภายในเซลล์ซับซ้อนกว่าที่เคยเข้าใจ และปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลไม่สามารถอธิบายได้ด้วยกฎสม่ำเสมอเพียงข้อเดียว
Muthukumar กล่าวว่า "สิ่งนี้ช่วยเติมเต็มความเข้าใจเกี่ยวกับกลศาสตร์พื้นฐานของชีวเคมี ไม่มีใครทราบว่าค่าคงที่ไดอิเล็กทริกเปลี่ยนไปตามระยะห่างจากโครงกระดูกหลักของพอลิเมอร์ เราสังเกตพบและวัดผลที่ตามมาในเชิงปริมาณ"
รากฐานใหม่สำหรับการวิจัยโปรตีนและการแพทย์แม่นยำ
การค้นพบว่าโมเลกุลเป็นกลางสามารถมีพฤติกรรมเหมือนมีประจุ มอบมุมมองใหม่ต่อการประกอบตัว การเคลื่อนที่ และปฏิสัมพันธ์ของโปรตีน ทีมวิจัยระบุว่าอาจช่วยพัฒนา:
การตรวจหาโรคระยะแรก
การนำส่งยาอย่างแม่นยำ
การวิเคราะห์และระบุโปรตีนกับคาร์โบไฮเดรต
การคัดกรองและแยกชีวโมเลกุล
การศึกษานี้ได้รับทุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐฯ (NSF) และสำนักงานวิจัยวิทยาศาสตร์กองทัพอากาศ (AFOSR)
ที่มาของเรื่อง:
รวบรวมจากออนไลน์