نموذج يكشف عن دور جديد للعلاقات الإلكترونية المهملة.

التفاعلات الكيميائية المسؤولة عن إعطاء البروتين شكله الخارجي قد تكون ضعيفة ومتعددة أكثر مما قد تم التعرف عليه مسبقاً. وتوفر هذه الروابط الضعيفة طريقاً جديداً للباحثين لدراسة وفهم البروتينات التي تسبب الأمراض، وتساعدهم على اكتساب أفكار حول أساسيات الكيمياء .

شكّل الكيميائيون في جامعة طوكيو الوحدات البنائية لهيكل البروتين الذي يسبب مرض الزهايمر، وهي عبارة عن شرائح من الأمايلود بيتا. وأظهرت بياناتهم بأن بعض الذرات بعيدة عن أن ترتبط، ولكن لاتزال على مقربة من بعضها البعض  أو ضمن النطاق الإلكتروني .

وقال البروفيسور توموهيكو أوهوادا من جامعة طوكيو : ” أن هذا الأمر غريب جداَ، وهو خارج عن الطبيعة الكيميائية العضوية .”

الذرات : وهي الوحدة البنائية للحياة متمثلة في الجدول الدوري للعناصر.

تتحد الذرات مع بعضها البعض لبناء الجزيئات عن طريق مشاركة الإلكترونات أو سرقتها من الذرات الأخرى. تطير هذه الإلكترونات بسرعة عالية حول سحابة من الإلكترونات .

الطريقة التقليدية لفهم الروابط الكيميائية الموجودة في الجزيئات الكبيرة هي بأن الذرات لابد أن تكون جنباً لجنب حتى تشارك الإلكترونات.

من هنا قام فريق الباحث أوهوادا بحساب تلك الذرات التي تكون متباعدة ولا تشارك الإلكترونات، ولكن لا تزال سحابتهم الإلكترونية تؤثر في بعضها البعض. وسموا هذا التأثير بالـ” تفاعلات من خلال مسار الفراغ”.

وهذه التفاعلات ضعيفة للغاية ولكن شائعة بما فيه الكفاية لإضافة تأثير ملحوظ وكبير على الهيكل الكلي للجزيئات الكبيرة.

قال البروفيسور أوهوادا : ” لقد درسنا هيكل الأمايلود بيتا لأن الجميع يعلم أنها تسبب المرض ولكن لا أحد يعلم كيفيه تحوله وتطوره إلى الهيكل المريب المسبب للمرض.”

تجمع غير طبيعي من شرائح الأمايلود بيتا قد تكون هي المسببة لمرض الزهايمر أو السرطان.

تشير هيكل شرائح البيتا بأنها تتكون من سلاسل طويلة من البروتين المُلتف على مساحات منتظمة و متكدسة واحدة فوق الأخرى في شريحة مسطحة. وتكون تفاعلات من خلال مسار الفراغ متداخلة و بين سلاسل البروتين ، ويعتقد بأنها تساعد على تثبيت الهيكل ولعلها تساعده حتى يتجمع معا حتى تكون صفيحة مسببة للمرض.

استدراك موقع وطبيعة التفاعلات من خلال مسار الفراغ، يمكن أن تساعد الباحثين على تنبؤا السلوك والهيكل الحقيقي للجزيء بناءً على تسلسله الكيميائي فقط .

درس فريق الباحثين حتى الآن تفاعلات من خلال مسار الفراغ في أجزاء طاردة للماء من شرائ مصطنعة مصغرة من شرائح الأمايلود بيتا. خطط الفريق لتوسعة حساباتهم إلى أجزاء جاذبة للماء و أيضاً إلى جزيئات كبيرة.

قال البروفيسور أوهوادا : ” نظرياً، لعله يكون ممكناً بناء جزيء اصطناعي يمكنه أن يكوّن تفاعلات من خلال مسار الفراغ مع بروتينات طبيعية وتغير من نشاطها .”

تم التوصل لهذه الحسابات الموجودة في البحث في مركز أبحاث العلوم الحاسوبية في أوكازاكي، اليابان .

ترجمة: راما سعود

تويتر :@_RamaSaud

رابط المقال الأصلي : https://www.sciencedaily.com

المصدر: جامعة طوكيو

مراجعة ؛ حنان صالح

تويتر:@hano019