معلومة

تقدير ثابت الانتشار للبروتين بناءً على عدد الأحماض الأمينية

تقدير ثابت الانتشار للبروتين بناءً على عدد الأحماض الأمينية


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هل هناك طريقة لتقدير ثابت الانتشار للبروتين بناءً على عدد الأحماض الأمينية التي يتكون منها. أعلم أن شكل البروتين له تأثير على ثابت الانتشار ، لكنني لم أعرف ما إذا كان هناك بعض التقديرات التي لا يزال من الممكن استخدامها لتقريب جيد.

إذا لم يكن هذا موجودًا ، فهل لا تزال هناك طريقة لتقريب ثابت الانتشار لبعض البروتينات. أحاول عمل نموذج تقريبي يعتمد على معادلات التفاعل والانتشار ، وأردت تقدير ثوابت الانتشار لأنواع معينة في النموذج.


أسئلة حول الهيموغلوبين (مع الإجابات)

(أ) النوع الأول ، (ب) النوع الثاني ، (ج) النوع الثالث ، (د) كل ما سبق.

6. أكثر الوفرة الموجودة في الطبيعة

(أ) سلسلة النوع الأول ، (ب) سلسلة النوع الثاني ، (ج) سلسلة النوع الثالث ، (د) لا شيء مما سبق.

7. في التخليق الحيوي للبورفيرينات ، يحتاج تنشيط الجلايسين إلى الإنزيم المساعد

8. وقد لوحظ فقر الدم في نقص فيتامين

(أ) البيوتين ، (ب) الإينوزيتول ، (ج) النياسين ، (د) حمض البانتوثينيك.

9. مركبات ديبيرريل من نوعين

(أ) أ و ب ، (ب) ب و ج ، (ج) أ و ج ، (د) ب و د.

10. ينتج البورفيرين من النوع الثالث مع تكاثف المكونات

(أ) اثنان من (أ) ، (ب) واحد (أ) وواحد (ب) ، (ج) اثنان من (ب) ، (د) واحد (أ) وواحد (ج).

11. إن إنزيم coproporphyrinogen oxidase قادر على العمل على coproporphyrinogen

(أ) النوع الأول ، (ب) النوع الثاني ، (ج) النوع الثالث ، (د) كل ما سبق.

12. في كبد الثدييات رد فعل تحويل كوربورفيرينوجين إلى بروتوبورفيرين ري & شيكويرس

(أ) الأكسجين الجزيئي ، (ب) الماء ، (ج) ATP ، (د) ب6-P04.

13. يتم تصنيع الهيم من خلال دمج أيون الحديد والشيروس (Fe ++) في البروتوبورفيرين الثالث الذي يتم تحفيزه بواسطة الإنزيم

(أ) Ferroxidase ، (ب) Ferroreductase ، (ج) Ferro- chelatase ، (د) لا شيء مما سبق.

14. غلوبين الهيموجلوبين عبارة عن بروتين مكون من سلاسل بولي ببتيد معبأة بشكل وثيق من

(أ) 6 طبقات متوازية ، (ب) 4 طبقات متوازية ، (ج) 3 طبقات متوازية و شيلل ، (د) طبقتان متوازيتان.

15. سلسلتان من الجلوبين لها تركيبة متطابقة من الأحماض الأمينية

16. إجمالي عدد الأحماض الأمينية في الغلوبين

17. يأخذ الهيموجلوبين عدد جزيئات الأكسجين

18. يتكون الكربوكسي هيموغلوبين بواسطة

19. يحتوي مول واحد من الهيموجلوبين على بقايا الهيستيدين

20. يتكون الميثيموغلوبين نتيجة أكسدة الهيموجلوبين وتخفيفه بواسطة عامل مؤكسد.

(أ) أكسجين الهواء ، (ب) بيروكسيد الهيدروجين ، (ج) Po & shytassium Ferricyanide ، (د) برمنجا البوتاسيوم والشينات.

21. يمكن اختزال الميثيموغلوبين إلى الهيموغلوبين عن طريق

(أ) إزالة الهيدروجين ، (ب) فيتامين ج ، (ج) الجلو والشيتاثيون ، (د) الكرياتينين.

22. لون السيانوميثيموغلوبين

(أ) أصفر ، (ب) وردي ، (ج) بني ، (د) أحمر ساطع.

23. يتم تنسيق حديد الهيم في سلاسل في المواقع

(أ) 43 و 72 ، (ب) 53 و 82 ، (ج) 63 و 92 ، (د) 73 و 102.

24. يحتوي الميوغلوبين على عدد غرام ذرة الحديد لكل مول

25. تحتوي الكاتالازات على عدد ذرات الحديد بالجرام لكل مول

إملأ الفراغات:

1. الميوغلوبينات هي الصبغات _____________ التي تحدث في __________ خلايا الفقاريات والعاكسات والشيبرات.

الجواب. عضلة الجهاز التنفسي.

2. الوزن الجزيئي للكتالاز حوالي ____________.

3. التربتوفان بيرولاز يحفز أكسدة ____________ إلى ____________.

الجواب. تريبتوفان فورميل كينورينين.

4. الدور الأساسي للسيتوكروم هو في ____________.

الجواب. التنفس الخلوي.

5. السيتوكروم C له وزن جزيئي حوالي ____________ ويحتوي على ____________ حديد.

الجواب. 13000 0.43 في المائة.

6. تحتوي سلسلة الببتيد في سيتوكروم سي في قلب الإنسان على ____________ من الأحماض الأمينية.

7. يمكن أن تحمل أوكسيديز السيتوكروم ثلاثة أنواع عامة من التفاعلات ، على سبيل المثال ، نقل الأكسجين ____________ ، ____________.

الجواب. أكسدة مختلطة وظيفة نقل الإلكترون.

8. الهيموجلوبين A له وزن جزيئي قدره _________ ويحتوي _________ على أزواج من سلاسل الببتيد.

9. تحتوي سلاسل α للهيموجلوبين A على ___________ وسلسلة β تحتوي على ______________________________ من الأحماض الأمينية.

10. يحتوي الهيموجلوبين الجنيني أ على ______ و β- سلسلة كونتيرس ________ أحماض أمينية.

11. يشكل الهيموغلوبين الجنيني _________ في المائة من إجمالي الهيموغلوبين في المولود الجديد.

12. الهيموجلوبين الجنيني يأخذ __________ قراءة أكثر وخجل عند انخفاض توتر الأكسجين ويطلق ____________ أكثر سهولة من الهيموجلوبين البالغ (أ).

13. يتم استبدال الهيموجلوبين F بالتدريج بـ _________ خلال الأشهر الستة الأولى من الحياة خارج الرحم.

الجواب. الهيموغلوبين أ.

14. الهيموجلوبين الجنيني أكثر مقاومة للديناتورا والتشتيت بواسطة ____________ وهو أكثر عرضة للخداع والتحول إلى الهيموجلوبين الميت بواسطة ____________.

الجواب. النتريت القلوي.

15. بعض الهيموجلوبينات غير الطبيعية يمكن تمييزها بسهولة من خلال قدرتها على الحركة الكهربية وقد أدت إلى ظهور مفهوم ____________.

الجواب. مرض جزيئي.

16. يتم استبدال الأحماض الأمينية الحمضية بـ ______ أو ________ من الأحماض الأمينية لتكوين الهيموجلوبين الأبنور والشيمال من الهيموجلوبين الطبيعي.

الجواب. محايد أساسي.

17. تم العثور على شذوذ الهيموجلوبين C في سلسلة β في الموضع __________ ، يتم استبدال حمض الجلوتاميك من الأحماض الأمينية بـ __________.

18. يتميز الهيموجلوبين C بأنه خفيف ____________ مع ميل إلى ____________.

الجواب. احتشاء فقر الدم.

19. في الهيموجلوبين يتطور فقر الدم ويصبح _________ طويلًا وشكل القارب.

الجواب. الخلية المنجلية RBC.

20. الشذوذ في الهيموجلوبين S يحدث في ____________ السلسلة ، حمض الجلوتاميك في الموضع 6 يتم تغييره بواسطة ____________.

21. إذا كان HbF موجودًا بكميات كبيرة في دم البالغين ، فإنه يُنتج بسرعة ________.

الجواب. الثلاسيميا الكبرى.

22. تم العثور على شذوذ الهيموجلوبين M في سلسلة ألفا ، يتم استبدال بقايا الهيستيدين في __________ ومواضع _________ بـ _______.

الجواب. 58 87 تيروسين.

23. لا يتم اختزال الميثيموغلوبين إلى __________ بواسطة ____________ وكلاء.

الجواب. تقليل الهيموجلوبين.

24. التربسين يقسم الببتيدات في الهيموجلوبين في نقاط حيث يحدث فقط ____________ و ________.

الجواب. ليسين أرجينين.

25. Met-hemoglobin هو _____________ هيموجلوبين ____________ موجود في تركيبة ثابتة.

الجواب. أكسجين مؤكسد.

26. عندما يصل تركيز ميت-الهيموجلوبين _________ لكل 1000 مل من الدم ، __________ يتطور عادة.

الجواب. 3 جرام زرقة.

27. الميثيموغلوبين موجود في الطبيعي ______ حوالي _________ في المائة من إجمالي الهيموجلوبين.

الجواب. كرات الدم الحمراء 0.4.

28. __________ يتحد الهيموجلوبين مع ___________ لتكوين سلفيموجلوبين.

الجواب. انخفاض H2س.

29. Sulfhemoglobin لوحظ أيضًا في الأشخاص الذين تم وضع علامة __________ عليها علامة __________ في وجود البكتيريا المؤيدة والمضادة للشيخوخة في الأمعاء.

الجواب. نتريت الإمساك.

30. الكاربوكسي هيموغلوبين يتكون من مزيج من ____________ مع ____________ في جزيء الهيموجلوبين.

31. الكربوكسي هيموغلوبين ينتج عن التعرض الخجول والإفراط في الإضاءة الصناعية ____________ والسيارات ___________ في الغرف المغلقة أو سيئة التهوية.

الجواب. غازات عادم الغاز.

32. ويقال إن الحالة التي من خلالها يزيد إفراز كل من الكوبروبورفيرين واليوروبورفيرين هي ____________.

33. البروفيريا المكونة للكريات الحمر لديها ميل إلى ____________ و ___________ المعيبة.

الجواب. انحلال الكريات الحمر

34. في البروتوبورفيريا المكونة للكريات الحمر ، يوجد في & يتقلص ____________ و ____________ في كريات الدم الحمراء والبلازما والبراز.

الجواب. بروتوبورفيرين أوروبورفيرين.

35. البورفيريا الحادة المتقطعة ناتجة عن زيادة ملحوظة في الكبد ____________.

الجواب. ALA سينثاس.

36. زيادة PBI في الدم وزيادة الكولسترول في الدم تحدث في ____________ البورفيريا الحادة.

الجواب. على فترات متقطعة.

37. في البورفيريا varegata هناك زيادة ____________ الكبدية.

الجواب. ALA سينثاس.

38. يؤدي التكوير المتضخم الوراثي إلى زيادة إنتاج البولي والنتوءات من ____________ و ____________ أثناء النوبات الحادة.

الجواب. البورفوبيلينوجين ALA.

39. البورفيريا المكتسبة سببها أمراض ___________ وخيمة وابتلاع بعض ___________.

الجواب. سموم الكبد.

40. في البورفيريا المكتسبة ، هناك زيادة في إفراز ______________ في البول.

الجواب. يروبورفيرين.

41. البورفيريا الجلدية المتأخرة تظهر إرتفاع متكرر في المصل ____________.

42. البورفيرينات هي __________ مركبات لها بنية __________.

الجواب. دوري رباعي بيرول.

43. الحديد في حالة _________ مرتبط بذرة _________ من حلقات البيرول.

الجواب. النيتروجين الحديدي.

44- يرتبط الحديد داخليًا أيضًا بالنيتروجين في الحلقة _________ من _________ من سلاسل البولي ببتيد.

الجواب. إيميدازول هيستيدين.

45. حمض البروبيونيك من __________ و ________ posi & shytion من الهيم من pyrroles III و IV مرتبط أيضًا بالأحماض الأمينية __________ و _______ من سلسلة polypeptide على التوالي.

الجواب. السادس السابع أريجينين ليسين.

46. ​​غلوبين الهيموغلوبين هو __________ الذي يتألف من __________ طبقات متوازية من سلاسل ___________ معبأة بشكل وثيق.

الجواب. بروتين 4 بولي ببتيد.

47. كل سلسلة من سلسلتي ألفا من الغلوبين تحتوي على ________ من الأحماض الأمينية وكل من السلسلتين الباقيتين بها ________ من الأحماض الأمينية. لذلك ، فإن العدد الإجمالي للأحماض الأمينية في الغلوبين هو ___________.

الجواب. 141 146 574.

48. جزيء الهيموجلوبين ووحداته الفرعية تحتوي على ________ أحماض أمينية داخليًا و ______________ أحماض أمينية على أسطحها. لذا فهم يشكلون ____________.

الجواب. ماء مسعور & # 8220 الجيوب & # 8221.

49. في الجيوب & # 8220heme & # 8221 الوحدات الفرعية تسمح بدخول جزيء _________ ، لكن نفس الإدخال في الوحدة الفرعية يتم حظره بواسطة بقايا _________.

الجواب. الأكسجين فالين.

50. كمية الهيموجلوبين المكسورة كل يوم في البالغين العاديين هي حوالي ______ والتي تحتوي على ________ من الحديد.

الجواب. 8 جم 27 مجم.

51. ينتج البروتوبرفيرين حوالي _________ من bi & shylirubin.

52. عندما يتم تقويض الهيموجلوبين في الجسم ، يتم إعادة استخدام الغلوبين ____ أو في شكل مكوناته __________ ويدخل الحديد _________ لإعادة استخدامه.

الجواب. على هذا النحو الأحماض الأمينية فيريتين & # 8220pool & # 8221

53. يتكون الكوليجلوبين من الهيموجلوبين بواسطة ____________ في وجود ____________.

الجواب. حمض اسكوربيك الأكسجين.

54. يتكون البيليروبين من البيليفيردين بواسطة ______ بحضور ___________ أو _____________.

الجواب. اختزال البيليروبين NADP + NAD *.

55. يتحد البيليروبين مع حمض الغلوكورونيك UDP بواسطة الإنزيم __________ لتشكيل __________ الذي يمكن أن يمر عبر ___________.

الجواب. مرشح UDP-glucuronyltransferase البيليروبين ديجلوكورونيد الكبيبي.

56. نشاط الجلوكورونيل ترانسفيراز يثبطه ____________.

الجواب. نوفوبيوسين.

57. يتأكسد اليوروبيلينوجين عند التعرض للأكسجين إلى ____________ مما يعطي ____________ من البراز.

الجواب. سواد Urobilin.

58. في فقر الدم المنجلي ، الهيموجلوبين _____ ap & shypears بسبب خلل في السلسلة حيث يتم استبدال ________ بـ ____________ في الموضع ________.

الجواب. δ β حمض الغلوتاميك فالين 6.

59. الخلايا المنجلية هي أكثر ________ وتسبب _____________ و ___________.

الجواب. اليرقان الانحلالي الهش.

60- يُظهر الأشخاص الذين يعانون من فقر الدم المنجلي مقاومة متزايدة لـ __________ و _________ ، وتوجد العدوى أكثر في هذا المرض.

الجواب. الملاريا السالمونيلا.

وضح & # 8220True & # 8221 أو & # 8220False & # 8221 مما يلي:

1. الكلوروفيل عبارة عن مادة البورفي والشيرين المحتوية على المغنيسيوم والصبغة الضوئية للنباتات.

2. الكلوروفيل والهيم من الهيموجلوبين متزامن ومختلجان في الخلايا الحية بمسارات مختلفة.

3. يتم تحفيز تكاثف السكسينات النشط و gly & shycine بواسطة إنزيم Amlev synthetase.

4. يتكثف اثنان من جزيئات Amlev لتكوين البورفو و shybilinogen المحفز بواسطة إنزيم Amlev dehydrase.

5. يتكون Tripyrrylmethane عن طريق تكثيف 2 مول من البورفوبيلينوجين.

6. في حالة توتر الأكسجين المنخفض ، يأخذ أوكسي هيموغلوبين المزيد من الأكسجين.

7. الهيستيدين الموجود في الهيموجلوبين يمارس تأثيره المائل والخجول من خلال حلقة إيميدازول الأساسية التي يلعب الهيموجلوبين فيها دورًا مهمًا في تنظيم توازن الدم الحمضي القاعدي.

8. يمكن أن يحمل الميثيموغلوبين الأكسجين في الدم.

9. يستمر وجود السلفيموغلوبين المتشكل عن طريق إعطاء بعض الأدوية في الدم ويمكن تحويله إلى خضاب الدم.

10. يظهر انخفاض الهيموجلوبين في أطياف الامتصاص نطاقًا عريضًا واحدًا في المنطقة الخضراء.

11. يظهر أوكسي هيموغلوبين في أطياف الامتصاص ثلاثة نطاقات.

12. يحدث التخليق الحيوي للهيموجلوبين في خلايا البنكرياس.

13. الحديد في الحالة الحديدية يدخل في pro & shytoporphyrin لتشكيل الهيم.

14. يتم تنسيق حديد الهيم مع 2 نيتروجين إيميدازول من الهيستيدين في الموضعين 36 و 85.

15. وظيفة الاريثروكورينات تختلف عن الهيموجلوبين.

16. الكاتالازات هي إنزيمات بورفيرين الزنك.

17. في النباتات ، تعتبر أنشطة الكاتلاسات ذات دلالة وحيوية.

18. السيتوكرومات هي بورفيرينات الحديد وتعمل كعامل نقل الإلكترون في تفاعلات الأكسدة والاختزال # 8211.

19. الشكل المخفض للسيتوكروم سي قابل للأكسدة تلقائيًا.

20. السيتوكروم س3 يوجد في الكلى.

21. يعمل الميثيموغلوبين أيضًا كسيارة أكسجين وشيير.

22. البورفيريا من نوعين: & # 8211 خلقي ومكيف وخجول.

23. البورفيريا المكونة للكريات الحمر تسبب زيادة كبيرة في إفراز يوروبورفيرين 1 ، وكوبروبورفيرين 1 أقل غزارة في البول والبراز.

24. يظهر coproporphyria الكريات الحمر كميات كبيرة من الكوبروبورفيرين الثاني في كريات الدم الحمراء.

25. البورفيريا الحادة المتقطعة تسبب آلاماً متكررة في البطن والتي تترافق مع الحمى وزيادة عدد الكريات البيض.


نهضة التقنيات الكلاسيكية

تم استخدام تدهور Edman و MS ومقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم (ELISA) على نطاق واسع لتسلسل البروتين / الببتيد وتحديده لعدة عقود ، لذلك ليس من المستغرب أن يتم البحث عن مزيد من التحسينات لهذه التقنيات الكلاسيكية. طور مجتمع الفيزياء الحيوية طرقًا لزيادة الإنتاجية 5 والحساسية 6 لجزيء واحد ELISA ، وتدهور Edman ، و MS أحادي الجسيم ، وجسيم ميكانيكي متناهي الصغر MS ، وجسيم واحد بالرش الكهربائي. حتى الأدوات الراسخة المستخدمة بشكل شائع في علم المواد ، مثل الأنفاق الكهربائية وقياسات التيار المباشر ، يمكن إعادة استخدامها لتسلسل البروتين.

تدهور إدمان المتوازي بشكل كبير

كان تحلل Edman 7 هو الطريقة الأولى لتحديد تسلسل الأحماض الأمينية للببتيد المنقى. تستلزم الطريقة التعديل الكيميائي للحمض الأميني N-terminal ، وانقسام هذا الحمض الأميني من الببتيد وتحديد هوية الحمض الأميني المشقوق باستخدام كروماتوجرافيا سائلة عالية الأداء. حتى وقت قريب ، لم يكن إجراء تسلسل من هذا النوع بطريقة موازية إلى حد كبير ممكنًا لأن الطريقة تتطلب ببتيدات شديدة النقاء. ومع ذلك ، فإن استراتيجيات تعدد الإرسال الحديثة التي تستخدم مصفوفات الببتيد وإما تسلسل الببتيدات المسمى كيميائيًا ("التسلسل الفلوري") أو تكتشف على التوالي الحمض الأميني N-terminal ، تحقق اختراقات.

يجمع الفلوروسيكينج بين كيمياء إدمان والفحص المجهري أحادي الجزيء وكيمياء الفلوروفور الاصطناعية المستقرة (الشكل 2 أ). يتم هضم البروتينات إلى ببتيدات أقصر وتثبيتها على سطح زجاجي باستخدام الطرف C 8. يمكن تصور الملايين من الببتيدات الفردية المسمى الفلورسنت بالتوازي ، ويتم مراقبة شدة التألق المتغيرة حيث تتم إزالة الأحماض الأمينية N-terminal بشكل متسلسل من خلال جولات متعددة من تدهور Edman. تعمل التواقيع الفلورية الناتجة على تحديد الببتيدات الفردية بشكل فريد 8. تسمح هذه الطريقة بتسلسل الملايين من جزيئات الببتيد المتميزة بالتوازي وتحديدها وقياسها رقميًا على مقياس zeptomole 9. يتم تمييز الأحماض الأمينية المحددة تساهميًا باستخدام الفلوروفورات المميزة طيفيًا ، وتأتي بصمة الببتيد من قياس الانخفاض في مضان الببتيدات بعد تدهور إدمان 9. كما هو الحال في مرض التصلب العصبي المتعدد ، يتم تعيين التسلسل الجزئي مرة أخرى إلى بروتين مرجعي ضمن إطار احتمالي.

أ,ب، تسلسل فلور عالي الإنتاجية عن طريق تدهور Edman الذي يتميز بتعديل كيميائي خاص بالأحماض الأمينية للببتيدات مع الفلوروفور (أ) و N- محطة التعرف على الأحماض الأمينية باستخدام مجموعة من المجسات (ب). ج، الجسيمات المحايدة MS هي تقنية واعدة لوصف الأشكال البروتينية. في الوقت الحالي ، يمكن استخدام هذه التقنية لتوصيف المجمعات الضخمة ذات الحجم الضخم باستخدام مستشعرات النانو القائمة على السيليكون. قد تدفع مستشعرات الجرافين النانوية والتطورات الأخرى التكنولوجيا نحو بروتينات أصغر وأصغر وربما تؤدي إلى زيادة تغطية التسلسل في البروتينات العالمية. ESI ، التأين بالرش الكهربائي. د، Nanopore Electrospray هو مزيج من المسام النانوية والرش الكهربائي الكلاسيكي وتقنيات الكشف عن الجسيم الواحد لتسلسل البروتينات المفردة عن طريق قياس الأحماض الأمينية واحدًا تلو الآخر. لوحة أ مقتبس بإذن من المرجع. 9 ، Springer Nature.

هذه التقنية لا تخلو من التحديات ، حيث أن الكواشف المستخدمة في كيمياء تدهور Edman تؤدي إلى زيادة معدلات تدمير الصبغة الفلورية ، والتي بدورها تحد من طول القراءة. تشتمل هذه الكواشف على هياكل أساسية قليلاً مثل البيريدين والأحماض القوية مثل حمض ثلاثي فلورو أسيتيك والفينيل إيزوثيوسيانات الإلكتروفيل. علاوة على ذلك ، فإن الاعتماد على وضع العلامات الكيميائية يؤدي إلى التسلسل الجزئي للببتيد ، مع استنتاج الباقي غير المعروف مقارنة بالبروتيوم المرجعي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يؤدي وضع العلامات غير الفعالة إلى أخطاء يجب نمذجتها في مقارنة البروتينات المرجعية ، مما يحفز تطوير بروتوكولات جديدة لزيادة الغلة 10. يمكن أن تضيف المقترحات الجديدة المثيرة بُعدًا للتسلسل المستند إلى البروتونات. صكأ من الحمض الأميني N-terminal يمكن استخدامه لتحديد الهوية من خلال مراقبة وتفسير إشارة إزالة البروتون من الببتيد عند الرقم الهيدروجيني الثابت من خلال عملية تدهور Edman 11. يشبه إلى حد كبير التسلسل الفلوري ، فإن الإشارة التي تمت ملاحظتها ستكون للببتيد بأكمله وسيتم تفسير نمط الاضمحلال لاشتقاق pكأ لكل حمض أميني N- طرفي.

تتعرف العديد من البروتينات الطبيعية وجزيئات الحمض النووي الريبي على أحماض أمينية محددة إما كأحماض أمينية حرة أو كجزء من سلسلة عديد الببتيد 12. توفر هذه البروتينات والأحماض النووية حلولًا مختلفة للتعرف على الأحماض الأمينية N-terminal. يحدد كل مسبار N-terminal حمض أميني (NAAB) بشكل انتقائي حمض أميني محدد N-terminal أو مشتق N- طرفي من الأحماض الأمينية. مع كل دورة ، يتم الكشف عن حمض أميني آخر في تسلسل الببتيد. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى مزيد من التطوير والهندسة الموجهة لتحقيقات NAAB لتلبية متطلبات التقارب الصارمة والانتقائية والاستقرار لتطبيقات التسلسل الخالية من الأخطاء. بالإضافة إلى ذلك ، ستحتاج هذه المجسات إلى التمييز بين جميع الأحماض الأمينية ، بما في ذلك نفس الحمض الأميني في مواضع بديلة في تسلسل الببتيد. يمكن أيضًا أن تكون المجسات التي تربط فئة من الأحماض الأمينية الطرفية N (على سبيل المثال ، المخلفات الأليفاتية القصيرة) مفيدة أيضًا ولكنها قد تؤدي إلى الغموض في عملية التسلسل. يمكن أيضًا تصميم مجسات مختلفة للتعرف على محطة N القصيرة ك-mers ، مما سيزيد من عدد المجسات المطلوبة ولكنه يقلل الغموض في معلومات التسلسل الناتجة.للتحايل على هذا القيد ، قد يكون من الممكن تسلسل الحمض الأميني N-terminal عن طريق التعرف الانتقائي باستخدام مجموعة من المجسات في كل دورة من تدهور Edman 13،14 (الشكل 2 ب)).

مطياف الكتلة أحادي الجزيء

MS هي طريقة عمرها قرن من الزمان تقيس الكتلة للشحن (م/ض) نسبة الأيونات ، على وجه الخصوص ، الببتيدات / البروتينات المشحونة وتجمعاتها. أصبح الكشف عن أيون واحد ممكنًا منذ التسعينيات ، على سبيل المثال ، في أجهزة الرنين ذات السيكلوترون الأيونية المحولة من فورييه 15. كشف الشحنة MS (CDMS) هي طريقة أحادية الأيونات حيث يتم تحديد تخصيص الشحنة لكل أيون فردي بشكل مباشر ، مما يتيح تحويل نسبة الكتلة إلى الشحن إلى مجال الكتلة المحايدة. ركز هذا النهج على تحليل المجمعات الجزيئية الحيوية الكبيرة ، وخاصة الفيروسات في نطاق 1-100 MDa 16. بينما كان نظام CDMS سابقًا يقتصر على الأجهزة المتخصصة ، فقد شهد العام الماضي اختراقات مبنية على العمل المبكر لإنتاج أطياف جماعية من الأيونات المفردة في أجهزة تحليل الكتلة Orbitrap 17،18،19. اليوم ، يمكن استخدام أجهزة تحليل الكتلة هذه لاشتقاق حالات الشحن المباشر للبروتينات المفردة وحتى شظاياها 20. تعتبر أدوات Orbitrap مفيدة بشكل خاص لأن قراءة الأيونات الفردية يمكن مضاعفتها بمقدار 100 إلى 1000 ضعف في نظام CDMS 20 القائم على Orbitrap. لقد أظهر MS الأيوني الفردي بالفعل دقة المخاليط مع ما يقرب من 1000 من الأشكال البروتينية التي لم تقدم أي بيانات باستخدام معيار MS 20،21. وقد أدى هذا إلى توسيع نطاق النهج من أعلى إلى أسفل بشكل كبير لتأكيد تسلسل الحمض النووي للبروتينات الكاملة ، بما في ذلك توطين تعديلاتها اللاحقة للترجمة 20،21،22. بدون تغيير شامل ، يمكن لأجهزة تحليل الكتلة Orbitrap قياس عشرات الآلاف من البروتينات في غضون دقائق. مع هذه التقنيات سريعة التطور ، بدأ بالفعل رسم أطلس البروتين البشري الكامل 23 ، مما قطع أشواطاً نحو مشروع بروتيني بشري شامل. ومع ذلك ، يعد التأين مطلبًا حاسمًا لمرض التصلب العصبي المتعدد للبروتينات والببتيدات ، ولا يتم تأين جميع الببتيدات بكفاءة ونقلها من خلال مطياف الكتلة. قد يقيد هذا بعض جهود رسم الخرائط البروتينية ، مما يوفر مكانًا مناسبًا للتقنيات الأخرى في الشكل 1.

بالنسبة للأنواع ذات الوزن الجزيئي العالي ، ينتج عن تأين البروتينات والمجمعات مزيجًا من الأيونات الكبيرة ذات حالات الشحن المتغيرة ، مما يؤدي إلى انخفاض صافٍ للحساسية حيث يتم توزيع الإشارة على قمم متعددة في بُعد الكتلة للشحن. علاوة على ذلك ، قد تتداخل توزيعات حالة الشحن فوق كتلة معينة أو في حالة الخلائط ، مما يخلق تحديات في تحديد الأنواع. منذ نشأتها 24 ، حققت مستشعرات الكتلة الميكانيكية النانوية تقدمًا هائلاً نحو توصيف البروتين 25. يمكن لمثل هذه الأجهزة ، التي تتخذ شكل الكابول أو الحزم ذات الأبعاد الجانبية في نطاق مئات النانومتر ، اكتشاف الجسيمات الفردية التي تتراكم على سطحها النشط من خلال التغيرات في تردد الاهتزاز. الأهم من ذلك ، نظرًا لأن الكتلة بالقصور الذاتي للجسيم يتم تحديدها مباشرة من تغيير التردد ، فإن هذه الأجهزة غير حساسة لحالات الشحن 26. دفع هذا الإدراك إلى تطوير تصميمات أدوات MS جديدة خالية من أدلة أيونية ، والتي لم تعد تعتمد على المجالات الكهرومغناطيسية لجمع التحليلات ونقلها (الشكل 2 ج). لقد ثبت مؤخرًا أن نظام MS القائم على الرنان النانوي لديه القدرة على وصف مجموعات البروتين الكبيرة مثل القفيصات الفيروسية الفردية التي يزيد حجمها عن 100 MDa في الحجم 27. خارج البروتيوميات ، تم إثبات دقة 1 Da باستخدام الأنابيب النانوية الكربونية 28. علاوة على ذلك ، تشير التقارير الأخيرة إلى إمكانية تحديد المعلمات الفيزيائية الأخرى مثل صلابة أو شكل التحليل من خلال مراقبة أوضاع اهتزازية متعددة 29،30. قد تفتح هذه المقاييس التي كان يتعذر الوصول إليها سابقًا طرقًا جديدة للتمييز بين الببتيدات والبروتينات ومجمعاتها. ومع ذلك ، يكمن أحد تحديات مطياف الكتلة النانوية في ابتكار طرق فعالة لجلب البروتينات الفردية إلى السطح النشط للرنان لاستشعار الكتلة.

عادة ما يتحقق التأين عن طريق التأين بالرش الكهربائي لمحلول يحتوي على المركب (المركبات) ذات الأهمية. أدى استخدام فتحات مصدر أيونات الرش الكهربائي الأصغر حجمًا إلى تحسينات كبيرة في حساسية MS 31،32. تم تطوير مطياف الكتلة مع مصدر أيون نانوي لغرض تسلسل البروتينات المفردة 33 (الشكل 2 د). يمكن للرذاذ الكهربائي ذو الثقوب النانوية أن يسلم أيونات الأحماض الأمينية الفردية مباشرة إلى طور غاز عالي الفراغ ، حيث يمكن اكتشاف الأيونات بكفاءة من خلال نسب الكتلة إلى الشحن. هذا يفتح الطريق لتسلسل الببتيدات حمض أميني واحد في كل مرة. يستفيد المفهوم من المسام النانوية لتوجيه البروتين إلى تكوين خطي بحيث يمكن توصيل مونومراته إلى مطياف الكتلة بالتتابع 34. يجب فصل الأحماض الأمينية الفردية من جزيء البروتين أثناء عبوره لثقب النانو ، والذي يمكن تحقيقه عن طريق التفكك الضوئي 35 أو طرق الهضم الكيميائي. عرض النطاق الترددي 100 ميجاهرتز لكاشفات الأيونات الأحادية القناة المستخدمة في هذا الإعداد كافية أيضًا لحل ترتيب وصول الأيونات. تجعل دقة الكتلة العالية هذه التقنية واعدة لتحديد التعديلات اللاحقة للترجمة ، والتي تغير كتل أحماض أمينية معينة بكميات يمكن التنبؤ بها. يتمثل أحد التحديات على طريق هذه التكنولوجيا في تحقيق إنتاجية عالية ، الأمر الذي قد يتطلب استراتيجية لموازنة التحليل الشامل.

قياسات موصلية الأنفاق

قدم ظهور مجهر المسح النفقي في الثمانينيات طريقة جديدة لتحليل الجزيئات. يمكن محاصرة الجزيئات العضوية الصغيرة بشكل عابر بين قطبين معدنيين بفصل دون نانومتر ، مع التيارات النفقية بين الأقطاب الكهربائية التي تبلغ عن التوقيع الجزيئي للتحليل. في الآونة الأخيرة ، تم إجراء العديد من التطورات التقنية للتحرك نحو تحليل الأحماض الأمينية والبروتينات أحادية الجزيء. إن استخراج المعلومات الثاقبة من نفق الإلكترون معقد بسبب الضوضاء الناتجة عن وصول الماء والملوثات إلى أسطح القطب. للتغلب على هذه المشكلة ، تم تطوير نفق التعرف حيث يتم تعديل الأقطاب الكهربائية تساهميًا باستخدام جزيئات المحول التي تشكل روابط عابرة ولكن محددة جيدًا للجزيء المستهدف 36. تتم معالجة إشارات تيار النفق سريعة التقلب باستخدام خوارزميات التعلم الآلي ، مما يجعل من الممكن التمييز بين الأحماض الأمينية الفردية والببتيدات الصغيرة 37. علاوة على ذلك ، تم إدخال فجوات قطب كهربائي أصغر للحصول على إشارات مميزة من الأحماض الأمينية المختلفة والتعديلات اللاحقة للترجمة 38. سيعتمد التطوير الإضافي للتكنولوجيا على مصدر موثوق لتقاطعات الأنفاق مع وجود فجوة محددة لاستبدال الفحص المجهري لأنفاق المسح المرهقة ، ولكن من الواضح أنه يمكن تحديد كل من التسلسل والتعديلات اللاحقة للترجمة للببتيدات الصغيرة. في الوقت الحالي ، تعتبر التوصيل النفقي تقنية إثبات المفهوم لتسلسل الببتيدات القصيرة بالكامل والتي يمكن استخدامها يومًا ما لتحليل هضم البروتين وتوسيعها لتحليل التعديلات اللاحقة للترجمة (الشكل 1).

في الآونة الأخيرة ، تم اكتشاف أن الشحنات الكهربائية يمكن أن تنتقل من خلال بروتين إذا تم توصيل الأقطاب الكهربائية بواسطة بروتين عن طريق تكوين روابط كيميائية أو ارتباط يجند 39. على وجه التحديد ، يمكن متابعة التغييرات في تكوين البروتين عند إضافة النوكليوتيدات في الوقت الفعلي من التيارات المباشرة التي تمر عبر بوليميريز الحمض النووي 40. على الرغم من أن الملاحظة كانت أولية ، إلا أن التوقيعات الإلكترونية كانت مميزة عندما كان البوليميراز مرتبطًا بتسلسلات مختلفة من الحمض النووي ، مما أتاح نهجًا جديدًا لتسلسل الحمض النووي أحادي الجزيء الخالي من الملصقات. يمكن استخدام نهج مشابه لتسلسل البروتين باستخدام إنزيمات مثل البروتياز أو glycopeptidases التي تعالج الركائز بالتتابع.


الملخص

تم استخدام معلمات هيكلية لطاقة الطي للتنبؤ بتأثير طفرات الأحماض الأمينية الفردية في المواقع المكشوفة في حلزونات ألفا. تم استخدام النتائج لاشتقاق مقياس ديناميكي حراري قائم على الهيكل لميول α-helix للأحماض الأمينية. تم إجراء التحليل الديناميكي الحراري المعتمد على الهيكل لأربعة أنظمة مختلفة تتوفر لها البيانات الهيكلية والتجريبية الديناميكية الحرارية: T4 الليزوزيم [Blaber et al. (1994) ي. مول. بيول. 235، 600-624]، barnase [هوروفيتس وآخرون. (1992) ي. مول. بيول. 227، 560-568]، سحاب ليسين صناعي، [O'Neil & amp Degrado (1990) العلوم 250، 646-651] ، وببتيد اصطناعي [Lyu et al. (1990) العلوم 250، 669-673]. سمحت هذه الدراسات بتحسين مجموعة المساحات السطحية التي يمكن الوصول إليها بواسطة المذيبات (ASA) لجميع الأحماض الأمينية في الحالة غير المطوية. يتضح أن مجموعة واحدة من المعلمات الهيكلية / الديناميكية الحرارية تفسر جيدًا جميع مجموعات البيانات التجريبية لاتجاهات اللولب. بالنسبة إلى الليزوزيم T4 ، متوسط ​​قيمة الفرق المطلق بين Δ المتوقع والتجريبيجي القيم 0.09 كيلو كالوري / مول ، للبارناز 0.14 كيلو كالوري / مول ، للملف الصناعي الملفوف 0.11 كيلو كالوري / مول ، والببتيد الاصطناعي 0.08 كيلو كالوري / مول. بالإضافة إلى ذلك ، يتنبأ هذا النهج جيدًا بالاستقرار العام للبروتينات ويبرر الاختلافات في ميول α-helix بين الأحماض الأمينية. التوافق الممتاز الملاحظ بين Δ المتوقع والتجريبيجي تتحقق قيم جميع الأحماض الأمينية من صحة استخدام هذه المعلمات الهيكلية في حسابات الطاقة المجانية للطي أو الربط.

مدعومة بمنح من المعاهد الوطنية للصحة (RR04328 و GM51362). انا. هو طالب زائر من جامعة غرناطة ، غرناطة ، إسبانيا ، مدعومًا جزئيًا بزمالة من Ministerio de Educación y Ciencia (PB93-1163).

يجب توجيه المراسلات إلى هذا المؤلف. الصوت: (410) 516-7743. فاكس: (410) 516-6469. البريد الإلكتروني: [email & # 160protected]


Endstream endobj 823 0 obj>] >> تيار 4! mHa._pWa) J endstream endobj 824 0 obj>] >> تيار 4! mHb - 5: * 2B # (o! = o٪ Qed1WPTO، L ) 5a7p] 'Q / J، eAos0pb`5Qh

> endstream endobj 858 0 obj>] >> دفق .tNi؟ MKL / OJOq # R & X # FEgO9 + Vrr (^ Rp qe6 [f؟ s؟

> endstream endobj 859 0 obj>] >> دفق .tNi؟ MKL / OOG & kD & WdQr =) - CZ15Q

> endstream endobj 860 0 obj>] >> دفق .tNi؟ # ^٪ B "YmSm @ _ ^ # oI`Vj * @ J، S9nn، WM #

> endstream endobj 861 0 obj>] >> دفق .tNi؟٪ + I)؟ Z'JgYn> Bh، I7E4؟ euBVOA [3.ipIoWs69NoJ٪ u0e5Q

> endstream endobj 862 0 obj>] >> دفق .tJ، tL2٪ T3aN.1 $ / jK75qu؟ VE ،، iH! 'gY

> endstream endobj 863 0 obj>] >> دفق .tNi> $> Lct $ = kV0 (gjnh ^ @ a (s0r $ BhuWm $

> endstream endobj 864 0 obj>] >> دفق .tJ، t # &>) ^ _ jLgeCENH> Y9`i =] ku [، DsRA:! "] /

> endstream endobj 865 0 obj>] >> دفق .tNi>٪ + [jl، DK_e + k3RH [t! Z0rjVXrp >> 3'quAtb

> endstream endobj 866 0 obj>] >> دفق .tJ، t # &>)] ELDrN (d ^ N (h7 * DgrqskA [sjXls5./n،WM#

> endstream endobj 867 0 obj>] >> دفق .tJ، s "> u = (` @ = 8H1E [hJ $ iTJMqu-QFmJjBW ^ `BU! 'gY

> endstream endobj 868 0 obj>] >> دفق .tJgMGoY #! YA6jOchtaAcGfgrr endstream endobj 869 0 obj>] >> stream .tJgN / Su5 "= 8 [F٪ * 9WIMr / s_s * Od [huEE-rr7؟ G5Qh

> endstream endobj 870 0 obj>] >> دفق .tJgMGoY & 6B U8A7V> VZN '=، rkJ3H> UFlgOK3op]، gM

> endstream endobj 871 0 obj>] >> دفق .tJ، r`؟ PYkj! ^ e + GJ! G ^ & Rfdp! s *: J، Sj! "]

> endstream endobj 872 0 obj>] >> دفق .tJf٪ #؟ +> N.ICZE * rV! s / Z1fs82ian، WM #

> endstream endobj 873 0 obj>] >> دفق .tJf٪ #؟ +> OV8r_! 2 '"8qg LPs٪ i [LhuWm $

> endstream endobj 874 0 obj>] >> دفق .tJf٪ #؟ +> OV] es! BU + -rr0XdIJppamD & i) 5Q

> endstream endobj 875 0 obj>] >> دفق .tJbiXlpE [> 7- = ASh / YAXC6s7Yp quAtb

> endstream endobj 876 0 obj>] >> دفق .tJbif`A5 # "/ lU.2ck6rU9d [n + qIipYZ # F ^] XX &

> endstream endobj 877 0 obj>] >> دفق .tJbif`A5 "t5p9 [&& bK9gTgd.s7ZK] p sm] !. Y =

> endstream endobj 878 0 obj>] >> دفق .tJcW ._]!٪ 0 3eOr9Me + 5 _ #: It-؟ os7 _ $ # Gp2YX! "]

> endstream endobj 879 0 obj>] >> دفق .tJcW2 (: KCn [= X، IA3 +) - grg2C> ^ Y YXg [FH7Y5f + 7

> endstream endobj 880 0 obj>] >> دفق .tJcW5p] Ygko7 &٪ PqNXmJ $ # Fhq، X؟ qqp # 7g] 0SB

> endstream endobj 881 0 obj>] >> دفق .tJcW5q: U J٪ 9 "V2Xn> XrhT ^ H [gIYs8U ^ * h> eZ"

> endstream endobj 882 0 obj>] >> دفق .tJ9h'SI [BOklGZfbt! r] 79jgJ٪ km] m_E (] Dt2 "

> endstream endobj 883 0 obj>] >> دفق /! q22) $ i "0Oke1IOC GVqfMl8] DCu'rqHH٪ n، WM #

> endstream endobj 884 0 obj>] >> دفق /! q21'SI؟ 0aR "O @ Br-HYqdeXs * & F7" TR>] & 7L (CqLlWPDMdjk! rU-) DP =)! endstream endobj 885 0 obj>] >> تيار 4! mF-7 "m_ = P ٪ fd`pUt [` s1PoBJ-Z

> endstream endobj 888 0 obj>] >> تيار 3sJ2Q + p9 5NJ = ، ^ 'W ^> K٪ m + 9

> endstream endobj 889 0 obj>] >> دفق 3s > D - 5 @؟ / 7ch "TT # 2U، E ^ X + * J" eL'E @ r6p] (/ endstream endobj 890 0 obj>] >> تيار 4 & A = t -]، p! 7 * & o [P8p: 7q.-pXGMJ9kr5_mpZe = LH [fl_D (ke @ g؟ l) phXJK`KH4.o DufqM

> endstream endobj 894 0 obj>] >> تيار /! qMk1 / * Sp7Ek، * Np & m (: 34ls0ht-huE * s7Y؟ c "9: [

> endstream endobj 895 0 obj>] >> تيار /!qNH.4.K.+uhrqdQ>[email protected]=-80gY`$Lhu3"g!.Y=

> endstream endobj 896 0 obj>] >> دفق /[email protected]_7KT-4&_Q/!e9&+s*)6Vg[G/Zn،IS.J-Z.*

> endstream endobj 897 0 obj>] >> دفق /[email protected]_7tMb8R5،rn-iKq>s7cJ؟[ep'9HiJTj!.Y=

> endstream endobj 898 0 obj>] >> تيار /!qNF.7cmP،=4I،-jTf-hS8Prr2kE]1dPrI3Z+!$D

> endstream endobj 899 0 obj>] >> stream /!qNh+5٪G)3i4BO]2YeIfJg(lgMUcn،I6L!.Y=

> endstream endobj 900 0 obj>] >> Stream /!qNh.5427)3G٪gaH؟`،٪f+ps7bFLpAaOX!'gY

> endstream endobj 901 0 obj>] >> دفق /! qNh1'C $ i) 3nf، 8؟ E3es7Q-DrV- = dp]٪ qb! WX>

> endstream endobj 902 0 obj>] >> تيار /! qNh1'C $ i، 9l2 @ 8> QI`mJm '٪ IpVGh5AgF، 8Y، 7a "9: [

> endstream endobj 903 0 obj>] >> تيار /!qNf.0: ^*OXllU*>7aJq*1$ ^ qIpA=O=hX`$qV>HX+9D

> endstream endobj 904 0 obj>] >> تيار 1 / O "hMU9E ^ (# 4X" Ve] m6M! WV: J): 5) g [5٪ endobj 905 0 obj>] >> دفق /! qNf1 ' U0k + p8VICl'm 53 "9s7Y2os7WYrg [G./mf3n"

> endstream endobj 906 0 obj>] >> دفق /! qNf1'U0k) & a (Qb_S # 9 ^ n9lKs8B! JrOW $ r؟ / K! t4Zi ^ 0 "9

> endstream endobj 907 0 obj>] >> تيار /!qNd.0Cd+Oca(:jEEkICF_'J،d3sqlTS* ^#/ql+9

> endstream endobj 908 0 obj>] >> دفق /! qNd1، MFD، 9W ^ (OkKkdhV8 (> hd endstream endobj 909 0 obj>] >> stream /!qNb.2jDBOclCV&`/(gmCWDQ=9&7!huE*2 ] XX &

> endstream endobj 910 0 obj>] >> stream /!qNb.2jDBOcmO#،J(blgY`"fJ+qk"ht؟d$!$D=

> endstream endobj 911 0 obj>] >> دفق /! qMQ + WQ: OcigfYlR) Wh1 $] Vhlf endstream endobj 912 0 obj>] >> stream /!qMQ.2sJCOX(Xa#j`[0؟[I٪s8TS .] BfFMDufqM

> endstream endobj 913 0 obj>] >> تيار /#4٪/)٪n.*OX19DiZ3[Yp$V]A٪Wps6jl5mqr+J!W

> endstream endobj 914 0 obj>] >> تيار /!qMQ1*f4،.٪pJd#4=E0VABRrk!N*=7:"@qsFF`D7BRr#Q

> endstream endobj 915 0 obj>] >> stream /#4٪.'T!E-aJF]9A4O`-؟qkFfh>cALrBAg،ruJSXs*Of3"9

> endstream endobj 916 0 obj>] >> stream /#4٪.)٪mfmaKFSp،J(h$rpA>:s8Lc"s*Oe5n،WM#

> endstream endobj 917 0 obj>] >> stream / # 4 @] 1 * eWeO ^ 6 & X7s] jSqmYJVn # uH`s * t'Wg] 0SB

> endstream endobj 918 0 obj>] >> stream /#[email protected][.2!M(aKFSsRGNKZrOgalMf]6qetrkn،WM#

> endstream endobj 919 0 obj>] >> دفق / # 4 @ [. 2 * oO ^ 6 & ،، I #٪ 2؟ Z! Nl ^] 3a٪ qg [qdD؟ (d

> endstream endobj 920 0 obj>] >> stream /#4Ah.2*o khVJ٪ [gUI66 # Q

> endstream endobj 921 0 obj>] >> دفق .u "rLW2 * + EmRLai4"): $ 7ro ": ^ $ Z endstream endobj 922 0 obj>] >> stream / # 4Ah1 + 5S8، I69'`

> endstream endobj 923 0 obj>] >> stream /#4Af.23u endstream endobj 924 0 obj>] >> stream / # 4Af1 + G _ :، I7St-: BDFlmM ^ Sn، KirrO` * s ^] '_ 4 !. ص =

> endstream endobj 925 0 obj>] >> تيار / # 4Af1 + G_. ndq، I ،، cmGIrQs6AA = X + 1.d ، _ $ b

> endstream endobj 926 0 obj>] >> stream /#4Ad.2=&=Oilleg8Hm&_X*YrYodZXoJ9As8DorD7BRr#Q

> endstream endobj 927 0 obj>] >> stream /#4Ab.2F،>O1999t$٪٪7=fqec$*s8Lc&p7MAcG5r0T

> endstream endobj 928 0 obj>] >> دفق / #4Ab.2F،>O1125tNAk[f+qes6؟WLZ!Je$j8!oQp[bq2e+9

> endstream endobj 929 0 obj>] >> stream /#4Ab.2F،>OkPnpF 'J-Z

> endstream endobj 930 0 obj>] >> stream / # 4 @) + Vl96OkQHq] Hb) qXTeb٪ Du [MZs6mGnp @ d8 @ qqM0: "9

> endstream endobj 931 0 obj>] >> دفق /#[email protected]).2O2؟OkD-M .Um8 / M endstream endobj 933 0 obj>] >> stream /#[email protected])1/LD`،.iui)3n٪5rruPJ،D5)rZ11h>eZ "

> endstream endobj 934 0 obj>] >> تيار /#[email protected]'.4؟CPO ^^ 6&p:l:؟Af='T*[email protected]`Bfqea+O!'g

> endstream endobj 935 0 obj>] >> stream / # 4 @ '1 / Ka endstream endobj 936 0 obj>] >> stream /#[email protected]'1/LDa،[email protected]!J،R.NpA [oDXL @ Ns + 9D

> endstream endobj 937 0 obj>] >> Stream / # 4 @ '1 / Ka endstream endobj 938 0 obj>] >> stream / # 4 @' 1 / Ka a ^ rI + CoJ-Z. *

> endstream endobj 939 0 obj>] >> stream /#4؟p+XePI&Weicted-ClZ_uP_]:Qg]-0Cp$M.]rjLSSn$d6 :! "]

> endstream endobj 940 0 obj>] >> دفق /! ChR) (HiC & X # GBZ8-GEiG TtD؟٪ Xps6 [: & p = oW7] Dt2 "

> endstream endobj 941 0 obj>] >> دفق /! ChR) (HiC & REK # A48ibXhOi & [pQhX [JoRnqqqMU + 9

> endstream endobj 942 0 obj>] >> stream /#4؟p1/pe،.iu'L.&oErnmQZHiIsIH[[email protected] endstream endobj 943 0 obj>] >> stream /!D.a1/pd ) -t> * 3> & L1g = pQEn ، KMuqYtd> gNW ^ K # Q

> endstream endobj 944 0 obj>] >> دفق /!

> endstream endobj 945 0 obj>] >> stream /!D._10-hf،9fFG،9m:55rObGH]A؟،X-ss0$:Sqg3j5Qh

> endstream endobj 946 0 obj>] >> دفق /!D._10-hf،9fD"A0s'*0E'XTqn Vsas8-ZK "9: [

> endstream endobj 947 0 obj>] >> دفق /! D._10-hf،: 0S1O ! WF ^ J،؟ ^) pV $ VM! W

> endstream endobj 948 0 obj>] >> stream /!D._10-hf،9oI.5_MH-lgEMWnEmttG45I>s8BQ[#QTA

> endstream endobj 949 0 obj>] >> تيار 3u] pjNpMU1KWL (! 7 aJ + he٪! $ D

> endstream endobj 950 0 obj>] >> تيار 3s] BX70Pc) -٪ dM> =) أوه ، أ) 96X + 0u f P] mprh: S4؟ X6aAg] 0SB

> endstream endobj 951 0 obj>] >> تيار 4 "b / 4 + ABjgkfF BbfE n4 # lVRY $! hs * O.: s4` # rs6 [Djs7cJA؟ EN، e! $ D

> endstream endobj 952 0 obj>] >> دفق 3tOnJPmm1 '_٪ OSI_3Nf5n4 # luc @ L> = rHV2nJ، aFX + RQq؟ O`4 ^ t (@ + 6KT-٪ d_Y (# 4d79SJ] & AiiKs1O2: QM't + gMcX # 6 = 8 = gZk / Up @ eNc 9-7L] Dt2 "

> endstream endobj 954 0 obj>] >> دفق 4 "b / 4.Dn! = N0T8n # d4A4EKPgrL endstream endobj 955 0 obj>] >> stream 3sJ + ^ S8p ^ JgFnQUfW-u B9 @ 2JB62 @ 61 = bo_WL [> sJ] mb1gn1 & q ، ffVX`pYA8٪ J fDglcDufqM

> endstream endobj 958 0 obj>] >> دفق /! /T.0Lj-&REJC.+j7YPoKUrnW(ts7oe]DnQ'!$D=

> endstream endobj 960 0 obj>] >> stream / # sO: 'S6p' # d35h "> VhY $ 4Hn6DdW # 'huCFbs6p!؟ HZ / uc & -

> endstream endobj 961 0 obj>] >> stream / # sO: 'S6p' # d35hK: ShN endstream endobj 962 0 obj>] >> stream /!D/T.0Lj-&REJGLH؟e+PSV٪5huA0*qsXRBDu [ س ،!

> endstream endobj 963 0 obj>] >> stream /#sO9'SHR#d364"Eq"cp.ONp&DN$qu؟QnrOiX#Q

> endstream endobj 964 0 obj>] >> stream /#sjl1)*0$)-t=dC.E4bqs*& endstream endobj 965 0 obj>] >> stream /#sjl1)*0٪،.itBejG؟J* PqkHe5I * s8LpUgOKP0J ،

> endstream endobj 966 0 obj>] >> stream /#sjl1)*0$)-t=dC.De=5Q9R؟g]./#h`DM٪]"d-،_$b

> endstream endobj 967 0 obj>] >> stream /#sjl1)*0$،.nN؟fV`Him]

> endstream endobj 971 0 obj>] >> stream /#sjH.17؟3Oicted8=7d#Q'IRMZ"[L]؟bMs6JEhpY-/OrgUCtJ-Z

> endstream endobj 972 0 obj>] >> تيار /#sjH.17؟3O1 ^6&2C.DhY8Hn#M[f؟AOfC*Yp:G7pqea+O!'g

> endstream endobj 973 0 obj>] >> stream /#sjF+U]L+O]8I!C.Dj/:5/`8Yi#CCn،Ciq_uJk&4h(+L'AEp8!'gY

> endstream endobj 974 0 obj>] >> stream /#sjF.8hA٪Odf8IJOsPrW endstream endobj 975 0 obj>] >> stream /#sjF18[Ka،.iu'TuaJZX9UU! ٪ Vmbs8..thuWm $

> endstream endobj 976 0 obj>] >> دفق / #sjF18 )) ز + 9 د

> endstream endobj 980 0 obj>] >> دفق / # X=#)،rB([email protected]،'P0bF] ^](@Es45r>rpB]"D2/*&! endstream endobj 981 0 obj >] >> stream / # X = #)، qflO ^ 6 & M؟ l (Rn * / td # gMAfupMG fHoB`٪ = 8! SMmF1g endstream endobj 982 0 obj>] >> stream / # sjD18Zh = O ^ 6 & LbT + _aE [3lWmb Rp = n4! Cd7qoL) ^ 1Y "9

> endstream endobj 983 0 obj>] >> stream /#XX؟+]BSt&REJC.:Hs8>s endstream endobj 984 0 obj>] >> stream / # X =! 'WMaO # d35i2'X8067OYggc، 9، ( iNdYhuDGLqYdYV! WX>

> endstream endobj 985 0 obj>] >> stream /"e5t[gcggt[R$GLF!#[email protected])u9jfDBFBs)#ON[_mV$!.Y

> endstream endobj 988 0 obj>] >> stream / # XX = +] KYu & REK! d "o1TQ Q] XqU`2m2uiC7 ، H9l0`V + m [NAe &> AaE`! W

> endstream endobj 989 0 obj>] >> stream /#XX=1.XiY،.iu"Tc"aR.V&KcD؟!D؟(iQSS[bq*cg]"gn_gi!mJ،

> endstream endobj 990 0 obj>] >> stream /#XX.3p+LN35C2)js'g_l'CbYnc[bq٪#[f؟:ahu38d٪KIUQ

> endstream endobj 991 0 obj>] >> تيار / #XX.3p+LOdf8=7d#-uh،_Q،[email protected][f>6US9>`6p!bp endstream endobj 992 0 obj>] >> دفق /#XX.3p+LO]5tBLcFG.&BlMuWZj2ue5ZgOJmXATB3]F،j)Y٪NB9b]-a4eSSa/] & `J! $ D =

> endstream endobj 993 0 obj>] >> stream /#XX.3p+LN35.aN sJuYP، jCs / qi "s7mOH endstream endobj 994 0 obj>] >> stream /#XXM19a2k،.itBehBOFu2T0+Yk/>g=q ، UiKWYFL]؟ lb [NGPCfRNqU $ oe6 # Q

> endstream endobj 995 0 obj>] >> stream /#XXM19a2k،.ifTd# 5QA / 2s8ErG5Q، qGs6nTKL] = Po2ZOBi

> endstream endobj 996 0 obj>] >> Stream /#XXM19a2k،.ifTd# endstream endobj 997 0 obj>] >> stream /#XXM19a2k،[email protected]٪C$mFoONr/[cc$d!`.t؛ S (endstream endobj 998 0 obj>] >> stream /#XXK.9Ie+Oicted6&2C.E&JJkAE]3Sk)،Iphud]]1dO_u'GLm=l_7n8A]hhcKdN$oe6#Q

> endstream endobj 999 0 obj>] >> stream /#XWr.9Rk،Odf6&2C.:r8+J_RrSXa&jiV"3$ ^E11_[[email protected](QX>s،J٪،]XX&

> endstream endobj 1000 0 obj>] >> تيار / #XXK19`OGOicted6&2C.:[GSgZ"(T[[email protected]@E]3]=DufqM

> endstream endobj 1001 0 obj>] >> تيار / # XWr.9Rk،Odf6&2C.: [GG2 (e # Q "ID + 4pIG (kS'D = t [W + 5 + 9

> endstream endobj 1002 0 obj>] >> stream /#XWp+]oUfaKFT*2'X>44.mbNEI[su'l5SAm=0]uG5kpe_dS>Os+di5s85$a_gi!mJ،

> endstream endobj 1003 0 obj>] >> دفق .tecA'Wd7rjB $ @ PRZW_G / ms _) #>] >> دفق .tecA) -S5s & REJ C.: gg_: UHXfl8 FLMS [EJ٪ 0 @ 1fAYHm5Q؟ KC_gh [ kCbXcK! $ D

> endstream endobj 1005 0 obj>] >> دفق .tecA) -Rn`aKFT * 2'X> 43s ، ^ L Fm] L >> r2Yi # KMgC = 3 +! W

> endstream endobj 1006 0 obj>] >> دفق .teco.9 [q. & REJ C.: [GFt = Il endstream endobj 1007 0 obj>] >> دفق .teco1: BVr، .itBeT @ mm'Ic! ^ q] hg @ BeC6dbb endstream endobj 1008 0 obj>] >> stream .teco1: BVq) -t = dC.: [G endstream endobj 1009 0 obj>] >> stream .teco1: BVq) -t>) ct5b # 7 "Y_W $ lt1_s84rqs0 (75) uomH2W + Q)٪> Gs3rO * [G5Qh

> endstream endobj 1010 0 obj>] >> stream .ted2.9e ".O ^ 8 = 7d # -t] A2mu` r (i2G2 [> * =` rH9 # 3s8D >> * io endstream endobj 1011 0 obj>] >> دفق .tf + .NsUo) -t>) d # -t] AO +) b5em910Z + G $ V7 ،: XrNO- endstream endobj 1012 0 obj>] >> stream .tece.7terN35PBJUl "4 # g - (٪ X ( kd؟ XL Z0Z2fJYhKWes +] 4Z ./! UF2B./GfPEGc!'gY

> endstream endobj 1013 0 obj>] >> دفق .tf + .NsUo، .nMMTbYgCmm & "sK'-Nop & BcaCd7sYgC- = HW- / Wbs6 ^ g7 *: * sP GuNF 8D9h! W

> endstream endobj 1014 0 obj>] >> stream 4! kMqKfe9C ## `OFjB $ pg1a9K0 * NL (1iIeA. + Y QKobJKg (f + N [cj>؟ s8JJl * @ C7T nA> Yq ^ & Ru endstream endobj 1015 0 obj>] >> دفق 3uCBH64oT؟ Au & "UTQ $٪ = + W1a، .X @ 'nYU`6Ku! G ^] * rZIb3o ^ gCTqs8NO _ ++ O = _ gC، 1 [s8BiD ، _ $ b

> endstream endobj 1018 0 obj>] >> تيار 4 / cdXOg686W (Dr9 & REJ] "Cu187Y endstream endobj 1019 0 obj>] >> تيار 4 & 0ET-4K8E [LN9 [! W

> endstream endobj 1020 0 obj>] >> دفق 3uCBpct7h7ki * h] 4A jXYP7o & 0 ^ Uat ^ [* iu! 'gY

> endstream endobj 1021 0 obj>] >> تيار 4 '! M "MgKR-: 96d-: 9o (# Y٪ 1 # ftAOPlQE / (GZt $ Ll_C>٪> G ^ Ls4Cb7 (d٪ bH) f: B1 Y7AGS +91 ئي ييتس! .Y

> endstream endobj 1022 0 obj>] >> stream .tf +> IhPpO ^ 5tBLYIEA٪ phVY_f " H، # 659

> endstream endobj 1026 0 obj>] >> دفق .t ] F12 '+ $ ،. itBeT @ maO # `FA _ *! TYLNr @ 0RQVp $ T # Yf $ M @ Yeq" Ks00BGrkH> [، _ $ b

> endstream endobj 1027 0 obj>] >> دفق .t ] F12 '+ $ 1 "3 (eT @ maO # t5٪ -C`MrIYf @ Hi:> 0Z،٪ PMa- + r @> DV $ kV-FtfAHK [_8R5Q

> endstream endobj 1028 0 obj>] >> دفق .t ] D.5W6 N35C2'X> 41، L5` @، / j`9ik] qA6`HUqGnFss8NKds8T => s8U_0huWm $

> endstream endobj 1029 0 obj>] >> دفق .t] # WB4dr @ EL # =: k + lO $ 7Rgp3 "rW. _ LMU٪ L) ^ 0mK + 'I6s5: d' + 'u _" $ o! 22nA2> J! endstream endobj 1030 0 obj>] >> دفق .t] # SmT @ P J =٪ [k + lO $ 7Rgp3VA] koL] @ C، $ lFKonCTGls7g # T & -) VJ $ m5NI0Z.i1! "]

> endstream endobj 1031 0 obj>] >> دفق .t] # SmT @ P J =٪ [k + lO $ 7Rgp3BFGb ($ 31 # 6 (iTHRaC "j'rX @ spgc0، =؟ li_ $ lD5 / pgCpn!" ] /

> endstream endobj 1032 0 obj>] >> دفق .t] $ N6aKZ @ J =٪ [k + lO $ 7Rgp "0PW @ 7j $ o٪ _YphVX5 ^ L & ap1BRm ^ otuLps6mL 0TZ8 & -

> endstream endobj 1033 0 obj>] >> دفق .t] $ NmFEHjB $ p`RZW` +) & R! E) :( Q-a3O [$ m5Ft٪>، g- @ X -WL = h " Un8'fYrjZBk) ur5 ،

> endstream endobj 1034 0 obj>] >> دفق .t] $ NB5U. ^ ،. nMMTZiA7A7e: t @ (DB ':] B`iK / + 5Zs7`f ، نحن؟) Wo8 [LJ، cR٪ 3WrtT: LF ._٪ gJC jBF) D3؟ c [M * ​​# LAK! endstream endobj 1035 0 obj>] >> دفق .t] $ NB5U. ^ ،. nMMTZiA9aNu /) 1q! @ $ ig2E "q3`r =) 6657 @ A'MXiL: 8Va endstream endobj 1036 0 obj>] >> تيار .t] $ NB5U. ^ ،. nMMTZiA7A7e & 6 (ljAAPacSHG ^ .2a؟ X (HYHYj & -) XH1DjR # rOs / 3 = J & rr] * 95T5Qh

> endstream endobj 1037 0 obj>] >> دفق .t] #gn! s_O ^ 8 = 7d # g] هو + V @ G # gsIfs2،7! J، [1k1E s_ s84RlR ":" m & -2

> endstream endobj 1038 0 obj>] >> دفق .t] # gB5g: `، .nMMTZiA9aO # m * # j endstream endobj 1039 0 obj>] >> stream .t] # gB5TK: O ^ 6 & 2C.: [GA8" G٪ KMhnm> Vm = + 5QC`l (cdi ^ 5PP-oA0 endstream endobj 1040 0 obj>] >> دفق .t] # gB5TK: O ^ 6 & 2C، 7 (i1، L4 # 67 "mia Ye1fAV> j + 92؟ F) ^ (* i9l'dFL (# 0m؟ gtr_ JccPVs5ASq_1R7D! .Y

> endstream endobj 1043 0 obj>] >> دفق .t]٪ 9n + $ a & REJ C.: [GA8 "G٪ KQ ^ T /) (gQGs7e: c + H435 ^] + KUh @ / a٪ 'A`] `A (Gh rI = XqO> fQ5fH> Dr" qCLYY ^ D ^! "]

> endstream endobj 1044 0 obj>] >> stream /!h،K.GPMA#d35i2'X>41،L4#69>tbj]8IeJqa7)llC]`li6IlC`*@f'`[email protected]"K٪ ( kS`2B3Pus8EEE = p، 6R! 'gY

> endstream endobj 1045 0 obj>] >> stream /!h،K1V4jD&REJC.:[GA8"G٪KQ]ln$IFQ؟@٪DfI"q7XoJ،ei*R0.K>iICn)$o٪AS mtM5g "D1 [6qVdOY> gs_n5Qh

> endstream endobj 1046 0 obj>] >> stream /!h-TnF6d&REJC.:[GA8"G٪KOnSXG؟؟[email protected]]*ODJr)RmOSN)7p j> '& f & Bi] D "D / S (s7 [YbYTSGqrI [06 "FpaXJ ،

> endstream endobj 1049 0 obj>] >> تيار /! ، f endstream endobj 1050 0 obj>] >> دفق / 'Kf.:٪ `LdMqu؟ 4 (1`_cF a = ttDfDkX`) +" `rs6nm ^ Q،

> endstream endobj 1053 0 obj>] >> stream /! hKZLOO81 "3 (eT @ qaO # h، UfTDu] EX! endstream endobj 1054 0 obj>] >> stream /! hKZcK7Q؟ 1" 3 (eT @ maNTP (UfTDu [/ e ^ "YSn" s + 92f [r # $ X942CL0D @، r] s9d * 9! 1'j1 $ nQOFY1IYJ61؟٪ 'Ml: ol، ROL4Jlgbo: j: I٪ N. @' qJJ $ ZDbK + QrB ! $ د

> endstream endobj 1055 0 obj>] >> دفق /! + YVj1 '؟ jG] l & .jN * _0YVH / XpVR61 $] 5L $ O> $ 8 & -

> endstream endobj 1057 0 obj>] >> stream /!hKRcKI]@،.nMMTbYgCaNTP(UfTDu+gBQR endstream endobj 1058 0 obj>] >> stream /!hKRcKI]@،.ndueECcA8"G٪KNB.PQGZ8::i ]) F5PG * 5٪ # 2-L endobj 1059 0 obj>] >> دفق /! hGFLNF`PO ^ 6 & 2C، 7 (i1، L4 # 67 'bEQID`L-e1j63A> / ^ & 3KeXGmEIJ، eJhdZKA # " TRA / i5fZT، T. $ Qn، HauOeC5 [) @. 2 ^ k / h! 1s، h9N1'386AO $ @ u5Q

> endstream endobj 1062 0 obj>] >> stream /!hH2:=)FR،[email protected]#h،VH4apj،r!(.MX-_*#/k]pfL+&0#d9fDklreO*PO $ i'kk`SS: XlT8 [I * -t * e / SGfrrtbcSBFa) + D: `SpR) KuoHBKgpd؟ 7 # Q

> endstream endobj 1063 0 obj>] >> دفق .u5'.cH٪ 3AO ^ 6 & 2C.: [GA8 "G٪ KNB / 9mRC4a`j7Em! rr Z1) hd! L" - / +! 'g

> endstream endobj 1064 0 obj>] >> stream /!hH2SWH9a،[email protected]#m*#d-1Qgl-sX3٪LCJ ". = mns8KN + Jc Yc3: 6Js5lq (Xr. [kli7" _aX @ mT ^] 4 = Z؟، 9XH0PeH'rGi، NrW "& B.

> endstream endobj 1065 0 obj>] >> دفق /! hH ": endstream endobj 1066 0 obj>] >> دفق .u5 '& cGLj endstream endobj 1067 0 obj>] >> دفق .u5 (9Vdp4 = jB $ @ PRZW` +) & a * LTbYgCY2iZ) 40 / n5R2J7 endstream endobj 1068 0 obj>] >> دفق .u5 (1LL _! '# d35i2'X> 41، L4 # 67 Le؟ -' 20G-hEbU، "/ + U9 $ 2 # s8V [6 ^ nF + Fk "@ sHfDkm55lf] ^ / 2Ejjs8Rg> AkOB + s8V4K @ * EI" j!) i &: I # تقدير ثابت انتشار البروتين بناءً على عدد الأحماض الأمينية - علم الأحياء ، [nobr] [H1toH2]

أطياف الامتصاص للجزيئات البيولوجية

البروتينات

لا تمتص البروتينات في الطول الموجي المرئي ما لم يكن لديها مجموعة صناعية (مثل Fe 2+) أو حمض أميني غير طبيعي. ومع ذلك ، فإن الأحماض الأمينية التربتوفان والتيروزين والسيستين تمتص الضوء في الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية:

الشكل 5.3.1:امتصاص التربتوفان

  • يمتلك التربتوفان ذروة امتصاص عند 280 نانومتر في نطاق الأشعة فوق البنفسجية
  • هذا طول موجي مفيد لقياس امتصاص التربتوفان
  • نظرًا لأن الامتصاص يتناسب مع التركيز ، فهذه طريقة مفيدة لقياس تركيز البروتين (للبروتينات التي تحتوي على Trp)

احماض نووية

تمتص الحلقات العطرية في قواعد الأحماض النووية أيضًا في نطاق الأشعة فوق البنفسجية:

الشكل 5.3.2: امتصاص dAMP

  • كل قاعدة DNA و RNA لها طيف امتصاص مختلف قليلاً
  • 260 أو 280 نانومتر هو طول موجي مفيد عادة لمراقبة تركيز الأحماض النووية

لاحظ أن عينات الأحماض النووية والبروتينات يمكن أن تمتص على حد سواء عند 280 نانومتر ، لذلك يجب أن تكون عينات الجزيئات البيولوجية نقي من أجل القياس الكمي باستخدام التحليل الطيفي لامتصاص الأشعة فوق البنفسجية (أي أحماض نووية ملوثة في عينة بروتينية ستزيد من الامتصاص الظاهري ، وكذلك تلوث البروتينات في عينة الحمض النووي).


أساليب

التباين بين ترددات التوازن

من أجل التباين بين ترددات التوازن الموضحة في الشكل 1 ، تم اختيار مواقع عشوائية من مجموعة 30 قاعدة بيانات Pfam 29.0 من محاذاة البروتين. لكل من هذه الحالات ، تم استخراج ترددات التوازن لكل زوج من الأحماض الأمينية باستخدام ترجيح التسلسل الذي طوره Henikoff و Henikoff. 54 تم النظر فقط في المحاذاة الأكبر من 100 موقع مع أكثر من 100 تسلسل ، وتم استبعاد المواقع التي بها فجوات في أكثر من 50٪ من المتواليات (الموزونة). تم استخدام ترددات التوازن هذه لحساب التبادلات (الشكل 2) باستخدام المعادل. (5).

العدد الفعال للأحماض الأمينية التي يمكن الوصول إليها ومعدل الاستبدال المقابل

بالنسبة لنماذج الاستبدال القياسية (على سبيل المثال ، Dayhoff و WAG و JTT و Blossum62 و LG) ، تم استخدام ترددات التوازن المنشورة لحساب العدد الفعال للأحماض الأمينية التي يمكن الوصول إليها باستخدام المعادل. (6). معدل الاستبدال الإجمالي بالنسبة إلى المعدل المحايد تم حسابه أيضًا باستخدام ترددات التوازن هذه باستخدام (7) أين يحسب مع Eq. (3) باستخدام عدد الكودونات التي تشفر كل حمض أميني (دX) لكي يحسب ، و يتم حسابه بناءً على نموذج النيوكليوتيدات K80 ( ). 55 تم إجراء الحسابات باستخدام نماذج CAT 36 بطريقة مماثلة ، بمتوسط ​​على مجموعة نماذج فئة الموقع. تمثل كل نقطة في مجموعة Pfam 30 المتوسط ​​على محاذاة بروتين واحدة.

المحاكاة التطورية

(8)

بدءًا من تسلسل عشوائي من الكودونات (باستثناء أكواد الإيقاف) ، تم حساب معدل جميع البدائل الممكنة أحادية القاعدة باستخدام المعادل. 2 ، باستخدام نموذج النيوكليوتيدات K80 ( ). 55 تم تقديم الوقت بمقدار تم اختياره من التوزيع الأسي بناءً على مجموع معدلات الاستبدال ، بينما تم قبول الاستبدال المتناسب مع المعدلات النسبية. تم السماح للمحاكاة بالوصول إلى حالة من التوازن الطفري بين الانجراف والاختيار ، حيث كان الضغط الانتقائي لزيادة الاستقرار متوازنًا مع عدد أكبر بكثير من الطفرات المزعزعة للاستقرار. بعد هذه النقطة ، تم الحصول على جميع النتائج من خلال عمليات المحاكاة التي خضعت فيها ملاءمة البروتين لتقلبات عشوائية غير متحيزة. كانت عمليات المحاكاة شفافة تمامًا ، مما يعني أنه يمكن الوصول إلى توقيت وطبيعة كل استبدال ، ومعدلات الاستبدال الفوري ، وترددات التوازن اللحظية في كل موقع.


تقدير ثابت الانتشار للبروتين بناءً على عدد الأحماض الأمينية - علم الأحياء

على الرغم من الجهود المبذولة على مدى نصف القرن الماضي ، لا تزال هناك حاجة إلى أساليب وبيانات منسقة دوليًا. في الواقع ، كما هو موضح في الفصل 1 ، أدى تطوير طرق جديدة لتحليل مكونات معينة من المغذيات الكبيرة المنتجة للطاقة إلى زيادة التعقيد وجعل هذه الحاجة أكبر من أي وقت مضى.

يناقش هذا الفصل الطرق التحليلية الشائعة الاستخدام للبروتين والدهون والكربوهيدرات ، ويقدم توصيات بشأن الطرق المفضلة للحالة الفنية الحالية والتكنولوجيا المتاحة. يتم أيضًا ملاحظة الطرق التي تظل مقبولة عندما لا يمكن استخدام الطرق المفضلة. لم تتم مناقشة الطرق التحليلية للكحول ، والتي يمكن أن تكون مصدرًا مهمًا للطاقة في بعض الأنظمة الغذائية ، والبوليولات والأحماض العضوية ، وبالتالي لم يتم تقديم توصيات للطرق.

2.1 الطرق التحليلية للبروتينات في الأغذية

لسنوات عديدة ، تم تحديد محتوى البروتين في الأطعمة على أساس محتوى النيتروجين الكلي ، في حين تم تطبيق طريقة Kjeldahl (أو ما شابه ذلك) بشكل شبه عالمي لتحديد محتوى النيتروجين (AOAC ، 2000). ثم يتم ضرب محتوى النيتروجين بعامل للوصول إلى محتوى البروتين. يعتمد هذا النهج على افتراضين: أن الكربوهيدرات والدهون الغذائية لا تحتوي على النيتروجين ، وأن كل النيتروجين تقريبًا في النظام الغذائي موجود كأحماض أمينية في البروتينات. على أساس التحديدات المبكرة ، وجد أن متوسط ​​محتوى النيتروجين (N) للبروتينات يبلغ حوالي 16 في المائة ، مما أدى إلى استخدام الحساب N x 6.25 (1 / 0.16 = 6.25) لتحويل محتوى النيتروجين إلى محتوى بروتين.

هذا الاستخدام لعامل واحد ، 6.25 ، مرتبك من قبل اعتبارين. أولاً ، لا يوجد كل النيتروجين الموجود في الأطعمة في البروتينات: فهو موجود أيضًا بكميات متغيرة من المركبات الأخرى ، مثل الأحماض الأمينية الحرة والنيوكليوتيدات والكرياتين والكولين ، حيث يشار إليه باسم النيتروجين غير البروتيني (NPN). يتوفر جزء صغير فقط من NPN لتركيب الأحماض الأمينية (غير الأساسية). ثانيًا ، يختلف محتوى النيتروجين لأحماض أمينية معينة (كنسبة مئوية من الوزن) وفقًا للوزن الجزيئي للحمض الأميني وعدد ذرات النيتروجين التي يحتوي عليها (من واحد إلى أربعة ، اعتمادًا على الحمض الأميني المعني). بناءً على هذه الحقائق ، وتركيبات الأحماض الأمينية المختلفة للبروتينات المختلفة ، يختلف محتوى النيتروجين في البروتينات فعليًا من حوالي 13 إلى 19 بالمائة. وهذا يعادل معاملات تحويل النيتروجين التي تتراوح من 5.26 (1 / 0.19) إلى 7.69 (1 / 0.13).

استجابة لهذه الاعتبارات ، اقترح جونز (1941) التخلي عن N x 6.25 واستبداله بـ N x عامل خاص بالطعام المعني. تم اعتماد هذه العوامل المحددة ، التي يشار إليها الآن باسم & # 147Jones & # 148 ، على نطاق واسع.تتراوح عوامل جونز للأطعمة الأكثر شيوعًا من 5.18 (المكسرات والبذور) إلى 6.38 (الحليب). ومع ذلك ، اتضح أن معظم الأطعمة التي تحتوي على نسبة عالية من النيتروجين مثل NPN تحتوي على كميات صغيرة نسبيًا من إجمالي N (Merrill and Watt ، 1955 و 1973). [4] ونتيجة لذلك ، فإن نطاق عوامل جونز للمصادر الرئيسية للبروتين في النظام الغذائي أضيق. تتراوح عوامل جونز للبروتينات الحيوانية مثل اللحوم والحليب والبيض بين 6.25 و 6.38 من تلك الخاصة بالبروتينات النباتية التي توفر كميات كبيرة من البروتين في الأنظمة الغذائية القائمة على الحبوب / البقوليات بشكل عام في النطاق من 5.7 إلى 6.25. يؤدي استخدام العامل عالي الجودة (6.38) بالنسبة إلى 6.25 إلى زيادة محتوى البروتين الظاهري بنسبة 2 في المائة. استخدام عامل محدد 5.7 (Sosulski و Imafidon ، 1990) بدلاً من العامل العام 6.25 يقلل محتوى البروتين الظاهري بنسبة 9 في المائة لأطعمة معينة. من الناحية العملية ، فإن نطاق الاختلافات بين العامل العام البالغ 6.25 وعوامل جونز أضيق مما يبدو للوهلة الأولى (حوالي 1 بالمائة) ، خاصة بالنسبة للأنظمة الغذائية المختلطة. يعطي الجدول 2.1 أمثلة على عوامل جونز لاختيار الأطعمة.

نظرًا لأن البروتينات تتكون من سلاسل من الأحماض الأمينية المرتبطة بروابط الببتيد ، فيمكن تحللها إلى الأحماض الأمينية المكونة لها ، والتي يمكن قياسها بعد ذلك عن طريق التبادل الأيوني أو الغاز السائل أو الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء. ثم يمثل مجموع الأحماض الأمينية محتوى البروتين (بالوزن) في الطعام. يشار إلى هذا أحيانًا باسم & # 147 بروتين حقيقي & # 148. تتمثل ميزة هذا النهج في أنه لا يتطلب أي افتراضات أو معرفة بشأن محتوى NPN للطعام أو النسب النسبية للأحماض الأمينية المحددة - وبالتالي إزالة المشكلتين باستخدام إجمالي N x عامل تحويل. عيبه هو أنه يتطلب معدات أكثر تطوراً من طريقة كيلدال ، وبالتالي قد يكون خارج قدرة العديد من المختبرات ، خاصة تلك التي تجري تحليلات متقطعة فقط. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تجربة الطريقة مهمة في تحديد بعض الأحماض الأمينية (مثل الأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت والتربتوفان) أكثر من غيرها. على الرغم من تعقيدات تحليل الأحماض الأمينية ، بشكل عام كان هناك اتفاق جيد بشكل معقول بين المختبرات والأساليب (King-Brink and Sebranek ، 1993).

الجدول 2.1
عوامل محددة (جونز) لتحويل محتوى النيتروجين إلى محتوى بروتيني (أطعمة مختارة)

المصدر: مقتبس ومعدّل من Merrill and Watt (1973).

  • الأطعمة المستخدمة كمصدر وحيد للتغذية ، مثل حليب الأطفال
  • الأطعمة / التركيبات المصممة خصيصًا للظروف الغذائية الخاصة
  • أطعمة جديدة.

2.2 الطرق التحليلية للدهون في الغذاء

ربما يكون هناك اتفاق على طرق موحدة لتحليل الدهون أكثر من البروتين والكربوهيدرات. معظم الدهون في النظام الغذائي تكون على شكل ثلاثي الجليسريد (ثلاثة أحماض دهنية تم تقديرها إلى العمود الفقري لجزيء الجلسرين). هناك أيضًا مكونات غير الجلسريد مثل الستيرولات ، على سبيل المثال الكوليسترول. في حين أن هناك اهتمامًا كبيرًا بالأدوار التي قد تلعبها هذه المكونات غير الجليسريدية في عملية التمثيل الغذائي ، إلا أنها ليست مصادر مهمة للطاقة في النظام الغذائي (منظمة الأغذية والزراعة ، 1994).

هناك طرق مقبولة لقياس الوزن في AOAC للدهون الخام ، والتي تشمل الفسفوليبيدات وإسترات الشمع ، بالإضافة إلى كميات قليلة من المواد غير الدهنية (AOAC ، 2000). يمكن التعبير عن إجمالي الدهون كمكافئات للدهون الثلاثية محددة كمجموع الأحماض الدهنية الفردية ويتم التعبير عنها بالدهون الثلاثية (منظمة الأغذية والزراعة ، 1994). هذه الطريقة مرضية لتحديد الدهون في مجموعة متنوعة من الأطعمة.

1) لأغراض الطاقة ، يوصى بتحليل الدهون كأحماض دهنية والتعبير عنها كمكافئات للدهون الثلاثية ، لأن هذا النهج يستبعد الشمع ومحتوى الفوسفات في الفسفوليبيد ، ولا يمكن استخدام أي منهما للطاقة (جيمس ، بودي وسميث ، 1986 ).

2) طريقة قياس الجاذبية ، على الرغم من أنها أقل استحسانًا ، فهي مقبولة لأغراض تقييم الطاقة (AOAC ، 2000).

2.3 الطرق التحليلية للكربوهيدرات في الأغذية

عقدت منظمة الأغذية والزراعة ومنظمة الصحة العالمية مشاورة خبراء بشأن الكربوهيدرات في عام 1997. ويقدم تقرير هذا الاجتماع (منظمة الأغذية والزراعة ، 1998) وصفاً مفصلاً لمختلف أنواع الكربوهيدرات واستعراضاً للطرق المستخدمة في التحليل ، والذي تم تلخيصه من الناحية المفاهيمية في الفقرات التالية. توصيات أخرى من مشاورة 1997 ، على سبيل المثال تم النظر في تسمية الكربوهيدرات من قبل المشاركين في ورشة العمل التقنية الحالية.

تم حساب إجمالي محتوى الكربوهيدرات في الأطعمة ، لسنوات عديدة ، بالاختلاف ، بدلاً من تحليله مباشرة. بموجب هذا النهج ، يتم تحديد المكونات الأخرى في الطعام (البروتين والدهون والماء والكحول والرماد) بشكل فردي ، ويتم جمعها وطرحها من الوزن الإجمالي للطعام. يشار إلى هذا على أنه إجمالي الكربوهيدرات بالاختلاف ويتم حسابه بالصيغة التالية:

100 - (الوزن بالجرام [بروتين + دهون + ماء + رماد + كحول] في 100 جرام من الطعام)

يجب أن يكون واضحًا أن الكربوهيدرات المقدرة بهذه الطريقة تشمل الألياف ، بالإضافة إلى بعض المكونات التي لا تعني الكربوهيدرات بالمعنى الدقيق للكلمة ، على سبيل المثال الأحماض العضوية (ميريل ووات ، 1973). يمكن أيضًا حساب إجمالي الكربوهيدرات من مجموع أوزان الكربوهيدرات الفردية والألياف بعد تحليل كل منها مباشرةً.

تمثل الكربوهيدرات المتاحة ذلك الجزء من الكربوهيدرات الذي يمكن هضمه بواسطة الإنزيمات البشرية ، والذي يتم امتصاصه ويدخل في عملية التمثيل الغذائي الوسيط. (لا يشمل الألياف الغذائية ، التي يمكن أن تكون مصدرًا للطاقة فقط بعد التخمير - انظر الأقسام الفرعية التالية.) يمكن الوصول إلى الكربوهيدرات المتاحة بطريقتين مختلفتين: يمكن تقديرها بالاختلاف ، أو تحليلها مباشرة. [6] لحساب الكربوهيدرات المتاحة بالاختلاف ، يتم تحليل كمية الألياف الغذائية وطرحها من إجمالي الكربوهيدرات ، وبالتالي:

100 - (الوزن بالجرام [بروتين + دهون + ماء + رماد + كحول + ألياف غذائية] في 100 جرام من الطعام)

ينتج عن هذا الوزن المقدر للكربوهيدرات المتاحة ، لكنه لا يعطي أي مؤشر على تركيبة السكريات المختلفة التي تشتمل على الكربوهيدرات المتاحة. بدلاً من ذلك ، يمكن اشتقاق الكربوهيدرات المتاحة عن طريق جمع الأوزان التي تم تحليلها للكربوهيدرات الفردية المتاحة. في كلتا الحالتين ، يمكن التعبير عن الكربوهيدرات المتاحة بوزن الكربوهيدرات أو كمكافئات أحادية السكاريد. للحصول على ملخص لجميع هذه الطرق ، انظر الجدول 2.2.

الألياف الغذائية هي مفهوم فسيولوجي وغذائي يتعلق بمكونات الكربوهيدرات في الأطعمة التي لا يتم هضمها في الأمعاء الدقيقة. تمر الألياف الغذائية غير مهضومة من الأمعاء الدقيقة إلى القولون ، حيث يمكن تخميرها بواسطة البكتيريا (البكتيريا الدقيقة) ، والنتيجة النهائية هي كميات متغيرة من الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة والعديد من الغازات مثل ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين والميثان. تعتبر الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة مصدرًا مباشرًا مهمًا للطاقة للغشاء المخاطي للقولون ، كما يتم امتصاصها أيضًا وتدخل في عملية التمثيل الغذائي الوسيط (Cummings ، 1981).

الجدول 2.2
الكربوهيدرات الإجمالية والمتاحة

حسب الفروق: 100 - (الوزن بالجرام [بروتين + دهون + ماء + رماد + كحول] في 100 جرام من الطعام)
عن طريق التحليل المباشر: الوزن بالجرام (أحادي + سكريات + سكاريد + عديد السكاريد ، بما في ذلك الألياف)

حسب الفروق: 100 - (الوزن بالجرام [بروتين + دهون + ماء + رماد + كحول + ألياف] في 100 جرام من الطعام)
عن طريق التحليل المباشر: الوزن بالجرام (أحادي + سكريات + سكريات قليلة + عديد السكاريد ، باستثناء الألياف) *

* يمكن التعبير عنها بالوزن (شكل لا مائي) أو كمكافئات أحادية السكاريد (الشكل المائي بما في ذلك الماء).

كيميائيًا ، يمكن أن تشتمل الألياف الغذائية على: السليلوز ، وهيميسليلوز ، ولجنين ، وبكتين من جدران الخلايا النشا المقاوم والعديد من المركبات الأخرى (انظر الشكل 2.1). مع تعلم المزيد عن الألياف ، تم تطوير مجموعة متنوعة من طرق التحليل. يقيس العديد من هذه المكونات المختلفة للألياف ، وبالتالي ينتج عنها تعريفات وقيم مختلفة لها. ثلاث طرق لديها اختبارات تعاونية كافية لتكون مقبولة بشكل عام من قبل هيئات مثل AOAC الدولية والمكتب Communautaire de Reference (BCR) التابع للجماعة الأوروبية (منظمة الأغذية والزراعة ، 1998): AOAC (2000) الأنزيمية ، طريقة قياس الوزن - Prosky (985.29) الطريقة الأنزيمية والكيميائية لـ Englyst and Cummings (1988) والطريقة الأنزيمية الكيميائية لـ Theander and Aman (1982). أشار Monro and Burlingame (1996) ، مع ذلك ، إلى أنه يتم تطبيق 15 طريقة مختلفة على الأقل لتحديد قيم الألياف الغذائية المستخدمة في جداول مكونات الغذاء. ويناقش إصدارهم ، وتقرير منظمة الأغذية والزراعة / منظمة الصحة العالمية عن الكربوهيدرات في تغذية الإنسان (منظمة الأغذية والزراعة ، 1998) ، هذه القضايا بمزيد من التفصيل. إن تأثير وجود مثل هذه الطرق المتنوعة للألياف الغذائية ، كل منها يعطي قيمة مختلفة نوعًا ما ، لا يؤثر فقط على القيم الموجودة في جداول مكونات الغذاء للألياف الغذائية في حد ذاتها ، ولكن أيضًا على قيم الكربوهيدرات المتاحة حسب الاختلاف.

1) الكربوهيدرات المتوفرة هي مفهوم مفيد في تقييم الطاقة ويجب الاحتفاظ بها. تتعارض هذه التوصية مع وجهة نظر مشاورة الخبراء في عام 1997 ، والتي أيدت استخدام المصطلح & # 147glycaemic carbohydrate & # 148 ليعني & # 147 توفير الكربوهيدرات لعملية التمثيل الغذائي & # 148 (منظمة الأغذية والزراعة ، 1998). أعربت المجموعة الحالية عن مخاوفها من أن & # 147 نسبة السكر في الدم الكربوهيدرات & # 148 قد يكون مرتبكًا أو حتى مساويًا لمفهوم & # 147 مؤشر نسبة السكر في الدم & # 148 ، وهو مؤشر يصف الاستجابة النسبية لجلوكوز الدم لمختلف & # 147 الكربوهيدرات المتوفرة & # 148. يبدو أن المصطلح & # 147 متوفر & # 148 ينقل بشكل كافٍ مفهوم & # 147 توفير الكربوهيدرات لعملية التمثيل الغذائي & # 148 ، مع تجنب هذا الالتباس.

2) يجب تحليل الكربوهيدرات بطريقة تسمح بتحديد كل من الكربوهيدرات المتاحة والألياف الغذائية. لأغراض تقييم الطاقة ، يُفضل التحليل المعياري والمباشر للكربوهيدرات المتاحة عن طريق جمع الكربوهيدرات الفردية (ساوثجيت ، 1976 هيكس ، 1988) لتقييم الكربوهيدرات المتاحة حسب الاختلاف ، أي إجمالي الكربوهيدرات بالفرق مطروحًا منه الألياف الغذائية. يسمح هذا بفصل السكريات الأحادية والثنائية عن النشويات ، وهو أمر مفيد في تحديد محتوى الطاقة ، كما تمت مناقشته في الفصل 3.

3) يعتبر تحديد الكربوهيدرات المتاحة عن طريق الاختلاف مقبولاً لأغراض تقييم الطاقة لمعظم الأطعمة ، ولكن ليس للأطعمة الجديدة أو الأطعمة التي يجب تقديم مطالبة بمحتوى طاقة منخفض لها. في هذه الحالات ، يجب إجراء تحليل موحد ومباشر للكربوهيدرات المتاحة.

4) & # 147 الألياف الغذائية & # 148 مفهوم مفيد مألوف للمستهلكين ويجب الاحتفاظ به في ملصقات الطعام وفي طاولات الطعام. نظرًا لأن الخاصية الفيزيائية للذوبان / عدم الذوبان لا ترتبط ارتباطًا صارمًا بقابلية التخمير / عدم التخمير ، فإن التمييز بين الألياف القابلة للذوبان وغير القابلة للذوبان ليس ذا قيمة في تقييم الطاقة ، كما أنه ليس ذا قيمة للمستهلك.

5) تحليل AOAC (2000) - يجب استخدام Prosky (985.29) أو طريقة مماثلة لتحليل الألياف الغذائية.

6) نظرًا لأنه يمكن تحديد الألياف الغذائية من خلال عدد من الطرق التي تؤدي إلى نتائج مختلفة ، فعند عدم استخدام طريقة Prosky ، يجب تحديد الطريقة المستخدمة ويجب تحديد القيمة بواسطة INFOODS tagnames [7] (Klensin et al. ، 1989 ). بالإضافة إلى ذلك ، يجب تحديد الطريقة مع tagname في جداول تكوين الغذاء.

7) هناك حاجة إلى مزيد من البحث والإجماع العلمي من أجل تطوير طرق موحدة لتحليل النشا المقاوم.

الشكل 2.1 - الألياف الغذائية: المكونات وأجزاء السكاريد المرتبطة بها


2 النتائج

لقد درسنا سلوك مخاليط polyR / polyU و polyK / polyU باستخدام نماذج جزيئية ببتيدات الأرجينين الطويلة والليسين (R).5 وك5، على التوالي) جنبًا إلى جنب مع شظايا الحمض النووي الريبي الطويلة المكونة من خمسة بقايا (U5). هذا الاختيار له ما يبرره من خلال عدة عوامل: (أ) الدقة الجيدة لمجالات القوة من الجيل الأخير في إعادة إنتاج المجموعة الهيكلية لأوليغنوكليوتيدات صغيرة ، 22 (ب) صعوبات أخذ العينات المحتملة المرتبطة بديناميات توافقية أبطأ للببتيدات الطويلة / أليغنوكليوتيدات 23 و ، الأهم من ذلك ، (ج) الملاحظة التجريبية أن السلوك التفاضلي لـ polyR / polyU و polyK / polyU لا يعتمد على الحجم الجزيئي. 16

وصفنا أولاً التقارب النسبي لـ R5 وك5 معك5 في ظروف مخففة للغاية عن طريق إجراء عمليات محاكاة MD غير متحيزة لسلسلة ببتيد واحدة مع سلسلة واحدة قليلة النوكليوتيد. كشفت مسارات MD (انظر الطرق) عن أحداث ربط / فك ارتباط متعددة على الرغم من أن الاختناقات الحركية تعيق التحديد الدقيق للثبات الديناميكي الحراري لمجمعات الببتيد / النيوكليوتيدات ، خاصة في حالة R5/ ش5 النظام ، على النطاق الزمني للميكرو ثانية (الشكل 1 (أ) ، (ب)). للتغلب على صعوبات أخذ العينات هذه ، اعتمدنا على طريقة تبادل النسخ المتماثلة REST2 Hamiltonian (انظر الطرق) التي ثبت أنها تسرع بشكل كبير في أخذ العينات المطابقة للجزيئات الحيوية المنحلة. من خلال اعتماد هذا النهج ، يمكننا تقييم استقرار مجمعات الببتيد / قليل النوكليوتيد بشكل موثوق من خلال تحديد ملف تعريف الطاقة الحرة (FEP) كدالة لسطح التفاعل بين الجزيئات لكل من R5/ ش5 وك5/ ش5 (الشكل 1 (ج)). يعرض كلا الملفين الحد الأدنى من الطاقة الحرة المطابق للحالات غير المنضمة (سطح التفاعل = 0) وحوض كبير مرتبط بمجموعة متنوعة من المجمعات غير المتجانسة هيكليًا ، كما هو متوقع للتفاعل الديناميكي المدفوع بالكهرباء الساكنة بين جزيئين حيويين مرنين. تشير المقارنة بين FEPs إلى أنه في الظروف المخففة للغاية R5 يرتبط بـ U5 أقوى من K.5 ويشكل مجمعات تتميز بسطح تفاعل أكبر ، كما تم التلميح إليه بالفعل من خلال عمليات المحاكاة غير المنحازة. قدم تحليل كمي لمحاكاة REST تقديرًا تقريبيًا لثوابت التفكك المعقدة ، والتي تختلف بأكثر من ترتيب واحد من حيث الحجم (Kد = 23 ميكرومتر لـ R5/ ش5، و K.د = 850 ميكرومتر لـ K.5/ ش5، انظر الطرق).

سعينا بعد ذلك إلى توصيف التفاعلات الجزيئية في ظروف تحاكي البروتين الكثيف / الحمض النووي الريبي. لسوء الحظ ، لم يتم بعد تحديد التركيب الجزيئي الفعلي لمراحل polyK / polyU أو polyR / polyU المكثفة ، من حيث نسبة RNA / البروتين ومحتوى الماء ، بشكل تجريبي. قد توفر محاكاة الطور التعايش 25 ، 26 إمكانية الوصول إلى هذه المعلومات من حيث المبدأ ، لكن تطبيقاتها على المستوى الذري تتطلب جهدًا حسابيًا باهظًا حتى في حالة الببتيدات الصغيرة / قليل النيوكليوتيدات. للتحايل على هذه الصعوبة ، قررنا التركيز هنا على R5/ ش5 وك5/ ش5 مخاليط بنسبة جزيئية 1: 1 ولتمييز سلوكها في مجموعة من التركيزات المماثلة لتلك المحددة في نموذج المختبر للمكثفات الجزيئية الحيوية. لهذا السبب ، قمنا بمحاكاة مخاليط الببتيد / قليل النوكليوتيد بكثافة جزيئية حيوية تبلغ حوالي 125 و 250 و 500 مجم / مل ، والتي تتوافق مع أجزاء تعبئة متنوعة الحجم (الشكل 2 (أ) - (ج) ، الجدول S1). حتى في هذه الظروف المزدحمة للغاية ، تشكل الببتيدات والنيوكليوتيدات اتصالات ديناميكية بين الجزيئات ، دون تكوين مجمعات لا رجعة فيها (الشكل S1). لقد قمنا أولاً بفحص الترتيب العام للجزيئات الحيوية في الأنظمة المختلفة عن طريق تحديد وظيفة التوزيع الشعاعي (RDF) للمسافات بين الجزيئات بين جميع الذرات الثقيلة الجزيئية (الشكل 2 (د) - (و)). كشفت المقارنة بين RDFs بين الجزيئات والتوزيعات المقابلة للترتيبات العشوائية عن عوامل جذب ملحوظة بين الجزيئات الحيوية ، بصرف النظر عن التركيز وطبيعة الببتيدات. تؤدي هذه التفاعلات الإيجابية إلى زيادة متوسط ​​الكثافة المحلية في مقياس النانومتر الذي يتضح بشكل خاص عند التركيزات المنخفضة وأكثر وضوحًا بالنسبة لـ R5/ ش5 أنظمة ، مما يشير إلى ارتباط أقوى بين الجزيئات. من أجل تشريح القوى الدافعة الجزيئية ، قمنا بعد ذلك بتحليل متوسط ​​عدد اتصالات البروتين والبروتين والبروتين والحمض النووي الريبي والحمض النووي الريبي والحمض النووي الريبي لكل جزيء (انظر الطرق والشكل 2 (ز) - (ط)). في جميع الأنظمة ، تمثل التفاعلات غير المتجانسة بين الببتيدات وأوليغنوكليوتيدات أكبر مساهمة في الاتصالات بين الجزيئات ، كما هو متوقع بسبب التجاذب الكهروستاتيكي بين الشقوق المشحونة. وبالتالي ، فإن التفاعلات النمطية تلعب دورًا أكثر محدودية. على وجه الخصوص ، اتصالات البروتين والبروتين محدودة للغاية في جميع المخاليط ، بسبب التنافر الكهروستاتيكي بين الببتيدات موجبة الشحنة. يكون هذا التأثير أقل وضوحًا في حالة تفاعلات RNA و RNA ، والتي تمثل جزءًا كبيرًا من الاتصالات بين الجزيئات ، ربما بسبب كثافة الشحنة الأصغر لـ U5 قليل النوكليوتيدات الأكبر حجمًا ولها شحنة صافية أصغر من R.55 الببتيدات. ومع ذلك ، لا يمكن أن تفسر التفاعلات الكهروستاتيكية ميل التفاعل العالي لـ polyR فيما يتعلق بالبولي K. تعد ملامسات polyR-polyR المتماثلة في الواقع أكثر تواترًا من تلك الموجودة في polyK-polyK في جميع التركيزات ، كما هو متوقع بسبب الميل المعروف جيدًا لسلاسل جانبية أرجينين لتشكيل تفاعلات تكديس مواتية. اللافت للنظر أكثر ، R5 تُظهر الببتيدات ميلًا أعلى بكثير لربط قليل النوكليوتيدات U5 في جميع التركيزات ، حتى لو تم تخفيف الاختلاف بين عدد جهات الاتصال غير المتجانسة في الأنظمة الأكثر كثافة وازدحامًا (

50٪ زيادة نسبية عند 125 مجم / مل بالنسبة لـ

25٪ إلى 500 مجم / مل). بعد ذلك ، قمنا بتقييم تنقل سلاسل الببتيد وأوليغنوكليوتيد في الأنظمة المدروسة من خلال تقدير معاملات الانتشار للأنواع المختلفة بتركيزات مختلفة (الشكل 2 (ي) - (ل)). تشير النتائج إلى أن الانتشار الجزيئي يعتمد بشدة على التركيز حيث تقل معاملات الانتشار تقريبًا بمقدار أمرين من حيث الحجم بين المخاليط عند 125 مجم / مل وتلك عند 500 مجم / مل. أبعد من هذا الاتجاه العام ، يشير التحليل إلى أن قليل النوكليوتيدات أقل حركة قليلاً من البولي ببتيدات ، بما يتوافق مع حجمها الأكبر ووزنها الجزيئي. تمت ملاحظة التفاعلات الأقوى بين الجزيئات والكثافات المحلية الأعلى في R.5/ ش5 تبطئ الأنظمة انتشار جميع مكوناتها بمعامل

2 فيما يتعلق بـ K.5/ ش5 بتركيز مكافئ.

من أجل الحصول على نظرة أعمق حول المحددات المجهرية لتفاعلات البروتين والحمض النووي الريبي ولتوضيح السلوك المختلف بين بقايا الأرجينين والليسين ، قمنا أولاً بتقسيم مساهمات مجموعات العمود الفقري والسلسلة الجانبية إلى عدد اتصالات البروتين RNA (الشكل 3 (أ) ، (ب)). أشار هذا التحليل إلى أن التفاعلات غير المتجانسة بوساطة العمود الفقري متشابهة بالنسبة لـ R5 وك5 وأن ميل التفاعل المختلف مع قليل النوكليوتيدات ينشأ في الغالب من ملامسات السلاسل الجانبية المتنوعة هيكليًا. وهكذا ، ركزنا على الأخير وحددنا RDF بين السلاسل الجانبية الببتيدية والمجموعات الكيميائية المختلفة في قليل النيوكليوتيدات ، أي الفوسفات والريبوز والقاعدة (انظر الطرق). بشكل عام ، RDFs المقابلة لـ R5/ ش5 وك5/ ش5 تُظهر الأنظمة اختلافات كبيرة في كل من موضع وشدة القمم ، مما يشير على الفور إلى أنماط ربط مميزة لسلاسل جانبية أرجينين وليسين. في كلا النظامين ، يتميز التفاعل المباشر مع مجموعة الفوسفات بذروة كبيرة عند & lt0.5 نانومتر (الشكل 3 (ج) ، (د) اللوحة العلوية) ، والذي يتوافق مع تكوين روابط هيدروجينية (روابط H) بين أكسجين الفوسفات والمجموعات الأساسية للسلاسل الجانبية (الشكل 3 (ج) ، (د) الأجزاء الداخلية واللوحة السفلية). من اللافت للنظر أن متوسط ​​عدد الروابط H المتزامنة التي شكلها الأرجينين يبلغ ضعف تلك التي تكونت بواسطة اللايسين. تفسير تفاعلات السلسلة الجانبية مع الريبوز (الشكل 3 (هـ) ، (و) اللوحة العلوية) أقل وضوحًا. تشير الذروة العريضة بين 0.4 و 0.7 نانومتر التي لوحظت لكل من polyK و polyR إلى مجموعة متنوعة من أوضاع الربط التي تتميز بمسافات مماثلة ، والتي يمكن أن تُعزى إلى الشكل المعقد لمجموعة السكر. بالنسبة لكل من السلاسل الجانبية ، يشير جزء من هذه التفاعلات إلى تكوين روابط H مع مجموعة الهيدروكسيل من السكر (الشكل 3 (هـ) ، (و) واللوحة السفلية). على العكس من ذلك ، تشير RDFs إلى أن تفاعلات الأرجينين والليسين مع قواعد الحمض النووي الريبي تختلف اختلافًا كبيرًا (الشكل 3 (ز) ، (ح) اللوحة العلوية): بينما يقدم ليسين ذروة واحدة على مسافة

0.6 نانومتر ، المقابلة للارتباط H بأكسجين الكربونيل في حلقة القاعدة النووية ، تعرض السلاسل الجانبية للأرجينين أيضًا وضع ربط بديل على مسافات منخفضة ، مما يمثل ترتيب التراص للقاعدة النووية ومجموعة غوانيدينيوم المستوية (الشكل 3 (ز) ، ( ح) الأجزاء الداخلية واللوحة السفلية) التي تذكرنا بتفاعلات التراص بين الأرجينين والأحماض الأمينية العطرية.

أبرز التحليل السابق أن السلاسل الجانبية للأرجينين والليسين يمكن أن تشكل مجموعة متنوعة من روابط H مع المجموعات الكيميائية المتنوعة من قليل النوكليوتيدات. من أجل تبرير السلوك المختلف لـ polyR و polyK ، قمنا بحساب متوسط ​​عدد روابط H التي تشكلت في وقت واحد بواسطة حمض أميني واحد ، مما حد من المتوسط ​​إلى البقايا التي تكون على اتصال مباشر مع polyU لتقليل اعتمادها على كثافة النظام (الشكل 4 (أ)). يكشف هذا التحليل أن كل أرجينين يشكل ما يقرب من ضعف عدد روابط H مثل السلاسل الجانبية ليسين. لا تعتمد هذه النتيجة على تركيز النظام الكلي ويمكن أن تُعزى إلى الاختلافات الهيكلية بين السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية وتوافر المزيد من ذرات الهيدروجين المانحة في السلاسل الجانبية للأرجينين. علاوة على ذلك ، يمكن لمجموعات الجانيدينيوم المساهمة في شبكة الاتصال بين الجزيئات أيضًا من خلال التراص التفاعلات مع قواعد النوكليوتيدات على النحو الذي اقترحه RDF. متوسط ​​عدد هذه التفاعلات التي شكلها كل أرجينين أصغر بكثير من عدد السندات H ولكن بعيدًا عن كونه ضئيلًا (الشكل 4 (ب)). لذلك ، فإن السلسلة الجانبية ذات الشقين والمستوية من الأرجينين تتيح التكوين المتزامن لمجموعة أكبر وأكثر تنوعًا من تفاعلات البروتين والحمض النووي الريبي من السلسلة الجانبية ليسين. يتجلى هذا التعدد التكافؤ بشكل تصويري من خلال بعض المطابقات التمثيلية المستخرجة من مسارات MD حيث تنسق مجموعات الجوانيدينيوم قواعد متعددة عبر روابط H وتفاعلات التراص (الشكل 4 (ج) ، اللوحة اليسرى) أو الجسر. في الواقع ، يمكن تحديد أمثلة مختلفة لمجموعات الجوانيدينيوم التي تنسق قواعد متعددة عبر روابط هيدروجينية وتفاعلات pi-pi (الشكل 4 (ج) ، اللوحة اليسرى) ، أو تشكيل تفاعلات جسر بين مجموعات الفوسفات والقاعدة (الشكل 4 (ج) ، المركزية واللوحة اليمنى).


اشرح الأدلة البيوكيميائية للأصل المشترك للكائنات الحية على الأرض.

جميع الكائنات الحية تستخدم الحمض النووي كمواد وراثية

نفس القواعد الأربعة (النيوكليوتيدية) تشكل الحمض النووي في جميع الكائنات الحية

عدد الطفرات يعكس الاختلافات بين الكائنات الحية

جميع الكائنات الحية تستخدم نفس الشفرة الجينية / الاختلافات الطفيفة

الكود الجيني متدهور /OWTTE

جميع الكائنات الحية تستخدم نفس الأحماض الأمينية العشرين

وظيفة البروتينات ثابتة بين الأنواع

أمثلة البروتين / الجزيء (مثل الهيموغلوبين ، السيتوكروم ، الكلوروفيل)

تم ملاحظة الأحماض الأمينية اليسرى فقط في الكائنات الحية

على الرغم من توفر الأحماض الأمينية اليمنى

فقط الجلوكوز / الكربوهيدرات في اليد اليمنى المستخدمة في الكائنات الحية

أوجه التشابه في مسارات تحلل السكر / التمثيل الغذائي

جميعها تستخدم RNA / نفس الإنزيمات في النسخ / الترجمة


فحص الإسفار في علم الأحياء والطب

البيولوجيا الجزيئية: سلسلة دولية من الدراسات والكتب المدرسية: مقايسة الإسفار في علم الأحياء والطب ، المجلد الثاني يغطي العديد من تطبيقات التألق والفسفور. يناقش هذا الكتاب مبادئ استقطاب التألق ، ومقارنة طرق تحليل التلألؤ ، والقياس المباشر لأوقات اضمحلال التألق. كما يتم التداول بشأن التحلل الضوئي ، ومركبات السلفهيدريل ، وتحديد البنية الأولية ، وتلطيخ الفلورسنت. يغطي هذا النص أيضًا فحص البيورينات في تحلل الحمض النووي ، وتركيب فورميل تيتراهيدروفولات ، وهرمونات المبيض. يعتبر هذا المجلد ذا قيمة للكيميائيين والفيزيائيين وعلماء الفيزياء الحيوية الذين يعتزمون استخدام التألق في دراسة آليات التفاعل وتوضيح بنية البوليمرات الحيوية المعقدة.

البيولوجيا الجزيئية: سلسلة دولية من الدراسات والكتب المدرسية: مقايسة الإسفار في علم الأحياء والطب ، المجلد الثاني يغطي العديد من تطبيقات التألق والفسفور. يناقش هذا الكتاب مبادئ استقطاب التألق ، ومقارنة طرق تحليل التلألؤ ، والقياس المباشر لأوقات اضمحلال التألق. كما يتم التداول حول التحلل الضوئي ، ومركبات السلفهيدريل ، وتحديد البنية الأولية ، وتلطيخ الفلورسنت. يغطي هذا النص أيضًا فحص البيورينات في تحلل الحمض النووي ، وتركيب فورميل تيتراهيدروفولات ، وهرمونات المبيض. يعتبر هذا المجلد ذا قيمة للكيميائيين والفيزيائيين وعلماء الفيزياء الحيوية الذين يعتزمون استخدام التألق في دراسة آليات التفاعل وتوضيح بنية البوليمرات الحيوية المعقدة.