در مطالعه‌ای که اخیراً در مجله Biophysical منتشر شده است، دانشمندان از تکنیک ارتقا یافته ای برای ارزیابی دوام و استحکام پیوندهای پروتئینی تحت شرایطی که شبیه پیوندهای درون بدن ما هستند، رونمایی کردند.
به گزارش تکناک، در این روش از امواج صوتی برای جدا کردن پروتئین‌های پیوندی استفاده می‌شود و از بند DNA برای نزدیک نگه داشتن این دو پروتئین به یکدیگر استفاده می‌کند تا بتوانند پس از گسیختگی اتصالشان، دوباره به هم متصل شوند.
این نوآوری اجازه می دهد تا پیوندهای پروتئینی یکسان تا 100 بار مجدداً آزمایش شوند و اطلاعات ارزشمندی در مورد چگونگی تغییر استحکام پیوند با افزایش سن مولکول ها ارائه می دهد.
ما برای فرآیندهای ضروری از جمله واکنش های آنزیمی، اتصال آنتی بادی و پاسخ گرفتن از یک دارو، به پیوندهای موقت پروتئین-پروتئین متکی هستیم. توانایی توصیف دقیق این فعل و انفعالات برای ارزیابی اثربخشی درمان‌های موثر، بسیار مهم است. با این حال، روش‌های موجود برای این منظور از نظر توانایی‌های خود، چه از نظر ایجاد بینش‌های دقیق در سطح تعاملات فردی و چه در بررسی مقادیر زیادی از این تعاملات، محدود هستند.
برای انجام این کار، محققان دو فناوری موجود را ترکیب کردند: طیف‌سنجی نیروی آکوستیک که امکان آزمایش همزمان بسیاری از جفت‌های مولکولی را فراهم می‌کند و داربست‌های DNA که امکان آزمایش مکرر پیوندهای مشابه را فراهم می‌کند.
در طول طیف‌سنجی نیروی صوتی، جفت پیوندهای پروتئینی در داخل یک محفظه پر از مایع آزمایش می‌شوند. پروتئین ها توسط داربست DNA مهار می شوند به طوری که یک رشته DNA، پروتئین اول را به انتهای محفظه متصل می کند، در حالی که رشته دیگر پروتئین دوم را به یک مهره سیلیسی کوچک متصل می کند. هنگامی که محققان محفظه را با موج صوتی منفجر می کنند، نیروی موج، مهره سیلیکونی و پروتئینی که به آن متصل است را از پایین محفظه دور می کند.
اگر نیرو به اندازه کافی قوی باشد، این عمل کششی پیوند بین دو پروتئین را پاره می کند. با این حال در این روش جدید، رشته سوم DNA به عنوان یک افسار عمل می کند تا پروتئین ها را پس از پاره شدن پیوندشان، نزدیک به هم نگه دارد.
به عنوان اثبات یک مفهوم، تیم تحقیقاتی از این تکنیک برای توصیف دو برهمکنش تک مولکولی محبوب در زیست‌پزشکی استفاده کرد که عبارتند از: پیوندهای پروتئینی و راپامایسین که یک داروی سرکوب‌کننده سیستم ایمنی است و پیوند بین یک آنتی‌بادی تک دامنه و یک آنتی ژن به نام HIV-.
محققان این چرخه های پیوند و پارگی را با استفاده از میکروسکوپ مشاهده کردند. توانایی آزمایش چندین بار پیوند پروتئین-پروتئین یکسان برای بررسی تغییرات بین جفت‌های مولکولی یکسان، مهم است. همچنین این مشاهده به محققان اجازه می دهد تا چگونگی تغییر این فعل و انفعالات را با افزایش سن مولکول ها بررسی کنند که این مسئله می تواند برای تعیین نیمه عمر داروها یا آنتی بادی ها مهم باشد.
