البيولوجيا الكيميائية

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة
نظرة عامة على المكونات المختلفة التي يتضمنها مجال البيولوجيا الكيميائية

علم الأحياء الكيميائي هو فرع علمي يقع بين الكيمياء وعلم الأحياء . يشمل هذا الفرع تطبيق التقنيات الكيميائية والتحليل، وغالبًا الجزيئات الصغيرة المُنتجة عبر الكيمياء التركيبية ، لدراسة الأنظمة البيولوجية والتأثير فيها. [ 1 ] وعلى الرغم من الخلط الشائع بينه وبين الكيمياء الحيوية ، التي تدرس كيمياء الجزيئات الحيوية وتنظيم المسارات الكيميائية الحيوية داخل الخلايا وفيما بينها، إلا أن علم الأحياء الكيميائي يتميز بتركيزه على تطبيق الأدوات الكيميائية للإجابة عن التساؤلات البيولوجية. [ 2 ]

تاريخ

على الرغم من اعتبارها مجالًا علميًا حديثًا نسبيًا، [ 2 ] إلا أن مصطلح "البيولوجيا الكيميائية" مستخدم منذ أوائل القرن العشرين، [ 3 ] وله جذور في الاكتشافات العلمية التي تعود إلى أوائل القرن التاسع عشر. ويمكن تتبع ظهور مصطلح "البيولوجيا الكيميائية" إلى كتاب نشره ألونسو إي. تايلور عام 1907 بعنوان "حول التخمر"، [ 4 ] ثم استُخدم لاحقًا في مقال جون بي. ليثيس عام 1930 بعنوان "خطاب هارفيان حول ميلاد البيولوجيا الكيميائية". [ 5 ] ومع ذلك، فإنه من غير الواضح متى استُخدم المصطلح لأول مرة. [ 3 ]

يُعدّ تخليق اليوريا الذي قام به فريدريك فولر عام 1828 مثالًا مبكرًا على تطبيق الكيمياء التركيبية للنهوض بعلم الأحياء. [ 6 ] فقد أظهر إمكانية تخليق المركبات البيولوجية باستخدام مواد أولية غير عضوية، مما أضعف المفهوم السابق للحيوية ، أي ضرورة وجود مصدر "حيوي" لإنتاج المركبات العضوية. [ 7 ] [ 8 ] غالبًا ما يُنظر إلى عمل فولر على أنه أساسي في تطوير الكيمياء العضوية وتخليق المنتجات الطبيعية ، وكلاهما يلعب دورًا كبيرًا في الكيمياء الحيوية الحديثة. [ 9 ]

أدى عمل فريدريك ميشر خلال أواخر القرن التاسع عشر، والذي بحث في محتويات خلايا الدم البيضاء البشرية، إلى اكتشاف "النوكلين"، الذي سُمّي لاحقًا الحمض النووي DNA. [ 6 ] بعد عزل النوكلين من نواة خلايا الدم البيضاء عن طريق الهضم بالبروتياز، استخدم ميشر تقنيات كيميائية مثل التحليل العنصري واختبارات الذوبان لتحديد تركيب النوكلين. [ 10 ] وضع هذا العمل الأساس لاكتشاف واتسون وكريك لبنية الحمض النووي DNA الحلزونية المزدوجة. [ 10 ] [ 11 ]

أدى الاهتمام المتزايد بعلم الأحياء الكيميائي إلى ظهور العديد من المجلات المتخصصة في هذا المجال. وتُعدّ مجلتا Nature Chemical Biology ، التي تأسست عام 2005، [ 12 ] و ACS Chemical Biology ، التي تأسست عام 2006، [ 13 ] من أبرز المجلات في هذا المجال، حيث بلغ معامل تأثيرهما 14.8 [ 14 ] و4.0 [ 15 ] على التوالي. ويُعتبر علم الأحياء الكيميائي مجالًا مستقلًا، إلا أن العديد من العلماء الحاصلين على تعليم أكاديمي رسمي في الكيمياء الحيوية أو البيولوجيا الجزيئية قد أسهموا فيه أيضًا، مما يُظهر التداخل بين هذين المجالين. 

حائزون على جائزة نوبل في علم الأحياء الكيميائي

قائمة الحائزين على جائزة نوبل في علم الأحياء الكيميائي
حائز على الجائزةسنةتأديبمساهمة
بول بيرغ1980كيمياءالحمض النووي المؤتلف [ 16 ]
والتر جيلبرت

فريدريك سانجر

1980كيمياءتسلسل الجينوم [ 16 ]
كاري موليس1993كيمياءتفاعل البوليميراز المتسلسل [ 17 ]
مايكل سميث1993كيمياءالطفرات الموجهة للموقع [ 17 ]
فينكاترامان راماكريشنان

توماس أ. ستيتز آدا يونات

2009كيمياءتوضيح بنية ووظيفة الريبوسوم [ 18 ]
روبرت ج. ليفكوفيتز

برايان ك. كوبيلكا

2012كيمياءمستقبلات مقترنة بالبروتين G [ 19 ]
فرانسيس هـ. أرنولد

جورج ب. سميث، غريغوري ب. وينتر

2018كيمياءتطوير الإنزيمات من خلال التطور الموجه [ 20 ]
إيمانويل شاربنتييه

جينيفر أ. دودنا

2020كيمياءمقصات CRISPR/Cas9 الجينية [ 21 ]
باري شاربليس

مورتن ميلدال

2022كيمياءكيمياء النقر [ 22 ]
كارولين بيرتوزي2022كيمياءتطبيقات الكيمياء النقرية في الكائنات الحية [ 22 ]

مجالات البحث

علم الأحياء السكرية

مثال على حمض السياليك ، وهو جزيء شائع الدراسة في علم الأحياء السكرية.

علم الأحياء السكرية هو دراسة بنية ووظيفة الكربوهيدرات . [ 23 ] في حين أن الحمض النووي DNA والحمض النووي الريبوزي RNA والبروتينات مشفرة على المستوى الجيني، فإن الكربوهيدرات لا تُشفر مباشرةً من الجينوم، وبالتالي تتطلب أدوات مختلفة لدراستها. [ 24 ] من خلال تطبيق المبادئ الكيميائية على علم الأحياء السكرية، يمكن تطوير طرق جديدة لتحليل وتخليق الكربوهيدرات. [ 25 ] على سبيل المثال، يمكن تزويد الخلايا بمتغيرات اصطناعية من السكريات الطبيعية لدراسة وظيفتها. وقد طور فريق كارولين بيرتوزي البحثي طرقًا لتفاعل الجزيئات بشكل محدد على سطح الخلايا باستخدام السكريات الاصطناعية. [ 26 ]

الكيمياء التوافقية

عملية اختيار المستقبل في الكيمياء التوافقية.

تتضمن الكيمياء التوافقية التخليق المتزامن لعدد كبير من المركبات ذات الصلة لإجراء تحليل عالي الإنتاجية. [ 27 ] يستطيع علماء الأحياء الكيميائية استخدام مبادئ الكيمياء التوافقية في تخليق المركبات الدوائية الفعالة وتعظيم كفاءة الفحص. [ 28 ] وبالمثل، يمكن استخدام هذه المبادئ في مجالات البحوث الزراعية والغذائية، وتحديدًا في تخليق المنتجات غير الطبيعية وفي توليد مثبطات إنزيمية جديدة. [ 29 ]

تخليق الببتيد

تخليق الببتيد في الطور الصلب .

يُعدّ التخليق الكيميائي للبروتينات أداةً قيّمةً في علم الأحياء الكيميائي، إذ يسمح بإدخال أحماض أمينية غير طبيعية، بالإضافة إلى دمج تعديلات ما بعد الترجمة ، مثل الفسفرة ، والغليكوزيل ، والأسيتلة ، وحتى اليوبيكويتين، في مواقع محددة من الأحماض الأمينية . [ 30 ] تُعدّ هذه الخصائص قيّمةً لعلماء الأحياء الكيميائيين، حيث يمكن استخدام الأحماض الأمينية غير الطبيعية لدراسة وظائف البروتينات وتغييرها، بينما من المعروف على نطاق واسع أن تعديلات ما بعد الترجمة تُنظّم بنية البروتينات ونشاطها. [ 31 ] على الرغم من تطوير تقنيات بيولوجية بحتة لتحقيق هذه الغايات، إلا أن التخليق الكيميائي للببتيدات غالبًا ما يُوفّر عائقًا تقنيًا وعمليًا أقل للحصول على كميات صغيرة من البروتين المطلوب. [ 32 ]

لإنتاج سلاسل عديد الببتيد بحجم البروتين باستخدام شظايا الببتيد الصغيرة المُصنّعة، يمكن لعلماء الأحياء الكيميائية استخدام عملية الربط الكيميائي الطبيعي . [ 33 ] يتضمن الربط الكيميائي الطبيعي اقتران ثيوإستر طرفي كربوكسيلي مع بقايا سيستين طرفية أمينية، مما يؤدي في النهاية إلى تكوين رابطة أميدية طبيعية. [ 34 ] تشمل الاستراتيجيات الأخرى المستخدمة لربط شظايا الببتيد باستخدام كيمياء نقل الأسيل، التي طُرحت لأول مرة مع الربط الكيميائي الطبيعي، ربط البروتين المُعبَّر عنه ، [ 35 ] وتقنيات الكبرتة/إزالة الكبرتة، [ 36 ] واستخدام مساعدات الثيول القابلة للإزالة. [ 37 ]

تقنيات الإثراء لعلم البروتينات

يعمل علماء الأحياء الكيميائية على تحسين علم البروتينات من خلال تطوير استراتيجيات الإثراء، وعلامات التقارب الكيميائي، ومجسات جديدة. غالبًا ما تحتوي عينات علم البروتينات على العديد من تسلسلات الببتيدات، وقد يكون التسلسل المطلوب موجودًا بكثرة أو نادرًا، مما يُعيق اكتشافه. يمكن لأساليب الأحياء الكيميائية تقليل تعقيد العينة عن طريق الإثراء الانتقائي باستخدام كروماتوغرافيا التقارب . يتضمن ذلك استهداف ببتيد ذي سمة مميزة مثل علامة البيوتين أو تعديل ما بعد الترجمة . [ 38 ] وقد طُوّرت أساليب تشمل استخدام الأجسام المضادة، واللكتينات لالتقاط البروتينات السكرية، وأيونات المعادن المُثبّتة لالتقاط الببتيدات المُفسفرة، وركائز الإنزيمات لالتقاط إنزيمات مُحددة.

مجسات إنزيمية

لتحليل النشاط الإنزيمي بدلاً من البروتين الكلي، طُوِّرت كواشف تعتمد على النشاط لوسم الشكل النشط إنزيميًا للبروتينات (انظر: البروتينات القائمة على النشاط ). على سبيل المثال، حُوِّلت مثبطات سيرين هيدرولاز وسيستين بروتياز إلى مثبطات انتحارية . [ 39 ] تُعزز هذه الاستراتيجية القدرة على تحليل المكونات منخفضة الوفرة بشكل انتقائي من خلال الاستهداف المباشر. [ 40 ] كما يُمكن رصد النشاط الإنزيمي من خلال الركيزة المُحوَّلة. [ 41 ] يُعد تحديد ركائز الإنزيم مشكلة بالغة الصعوبة في علم البروتينات، وهو أمر حيوي لفهم مسارات نقل الإشارة في الخلايا. تستخدم إحدى الطرق المُطوَّرة كينازات "حساسة للنظائر" لوسم الركائز باستخدام نظير غير طبيعي للأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، مما يُسهِّل الرؤية والتعرف من خلال مُعرِّف فريد. [ 42 ]

توظيف علم الأحياء

تركز العديد من البرامج البحثية أيضًا على توظيف الجزيئات الحيوية الطبيعية لأداء وظائف بيولوجية أو لدعم أساليب كيميائية جديدة. في هذا السياق، أظهر باحثو البيولوجيا الكيميائية أن الحمض النووي (DNA) يمكن أن يكون بمثابة قالب للكيمياء التركيبية، وأن البروتينات ذاتية التجميع يمكن أن تكون بمثابة هيكل داعم لمواد جديدة، وأن الحمض النووي الريبي (RNA) يمكن تطويره في المختبر لإنتاج وظائف تحفيزية جديدة. بالإضافة إلى ذلك، تعمل الجزيئات الصغيرة الاصطناعية ثنائية الوظيفة (ذات الجانبين)، مثل مُثبِّتات البروتينات أو مُثبِّطات البروتا (PROTACs) ، على ربط بروتينين داخل الخلايا، مما قد يحفز وظائف بيولوجية جديدة مهمة، مثل التحلل البروتيني الموجه. [ 43 ]

التطور الموجه

يتمثل أحد الأهداف الرئيسية لهندسة البروتينات في تصميم ببتيدات أو بروتينات جديدة ذات بنية ونشاط كيميائي مرغوبين. [ 44 ] ونظرًا لمحدودية معرفتنا بالعلاقة بين التسلسل الأولي وبنية ووظيفة البروتينات، فإن التصميم العقلاني لبروتينات جديدة ذات أنشطة مُهندسة يُعد تحديًا بالغ الصعوبة. [ 45 ] في التطور الموجه ، يمكن استخدام دورات متكررة من التنوع الجيني، متبوعة بعملية فحص أو انتقاء، لمحاكاة الانتقاء الطبيعي في المختبر لتصميم بروتينات جديدة ذات نشاط مرغوب. [ 46 ]

توجد عدة طرق لإنشاء مكتبات كبيرة من المتغيرات التسلسلية. من بين أكثرها شيوعًا تعريض الحمض النووي للأشعة فوق البنفسجية أو المطفرات الكيميائية ، وتفاعل البوليميراز المتسلسل المعرض للخطأ ، والكودونات المتغيرة ، أو إعادة التركيب . [ 47 ] [ 48 ] بمجرد إنشاء مكتبة كبيرة من المتغيرات، تُستخدم تقنيات الانتقاء أو الفرز للعثور على الطفرات ذات السمة المرغوبة. تشمل تقنيات الانتقاء/الفرز الشائعة فرز الخلايا المنشطة بالفلورة (FACS) ، [ 49 ] وعرض الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) ، [ 50 ] وعرض العاثيات ، والتجزئة المختبرية . [ 51 ] بمجرد العثور على المتغيرات المفيدة، يتم تضخيم تسلسل الحمض النووي الخاص بها وإخضاعه لجولات إضافية من التنويع والانتقاء.

تم تكريم تطوير أساليب التطور الموجه في عام 2018 بمنح جائزة نوبل في الكيمياء لفرانسيس أرنولد لتطور الإنزيمات، وجورج سميث وجريجوري وينتر لعرض العاثيات. [ 52 ]

التفاعلات الحيوية المتعامدة

يتطلب وسم جزيء معين بنجاح إجراء تعديل وظيفي محدد عليه ليتفاعل بشكل انتقائي كيميائيًا مع مسبار بصري. ولضمان فعالية تجربة الوسم، يجب ألا يؤثر هذا التعديل الوظيفي على النظام إلا بأقل قدر ممكن. مع ذلك، يصعب غالبًا تحقيق هذه المتطلبات. فالعديد من التفاعلات المتاحة عادةً للكيميائيين العضويين في المختبر غير متوفرة في الأنظمة الحية. [ 53 ] لن تحدث التفاعلات الحساسة للماء والتفاعلات المؤكسدة والمختزلة، ولن توفر الكواشف المعرضة للهجوم النيوكليوفيلي أي انتقائية كيميائية، ولن تجد أي تفاعلات ذات حواجز حركية كبيرة طاقة كافية في بيئة الخلية الحية ذات الحرارة المنخفضة نسبيًا. [ 54 ] لذا، طور الكيميائيون مؤخرًا مجموعة من التفاعلات الكيميائية الحيوية المتعامدة التي تحدث بانتقائية كيميائية، على الرغم من وجود العديد من المواد التفاعلية المشتتة في الكائنات الحية .

يجب أن يتم ربط المجس بالجزيء المراد دراسته خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا؛ [ 55 ] لذا، ينبغي أن تكون حركية تفاعل الربط مواتية للغاية. يُعدّ تفاعل "النقر" الكيميائي مناسبًا تمامًا لهذا الغرض، نظرًا لسرعة تفاعلاته وتلقائيتها وانتقائيتها وإنتاجيتها العالية. مع ذلك، فإن أشهر تفاعل "نقر"، وهو تفاعل إضافة حلقية [3+2] بين أزيد وألكاين غير حلقي ، يُحفّز بالنحاس، مما يُشكّل مشكلة خطيرة لاستخدامه في الجسم الحي نظرًا لسمية النحاس. ولتجاوز الحاجة إلى عامل حفاز، أدخل مختبر كارولين ر. بيرتوزي إجهادًا متأصلًا في جزيء الألكاين باستخدام ألكاين حلقي. وعلى وجه الخصوص، يتفاعل سيكلوأوكتين مع جزيئات الأزيد بقوة مميزة.

اكتشاف الجزيئات الحيوية من خلال علم الجينوم البيئي

أتاحت التطورات في تقنيات التسلسل الحديثة في أواخر التسعينيات للعلماء دراسة الحمض النووي لمجتمعات الكائنات الحية في بيئاتها الطبيعية ("الحمض النووي البيئي")، دون الحاجة إلى استزراع الأنواع الفردية في المختبر. وقد مكّن هذا النهج الميتاجينومي العلماء من دراسة مجموعة واسعة من الكائنات الحية التي لم تكن موصوفة سابقًا، ويعود ذلك جزئيًا إلى ظروف نمو غير ملائمة. تشمل مصادر الحمض النووي البيئي التربة ، والمحيطات، والطبقات الجوفية ، والينابيع الساخنة ، والفتحات الحرارية المائية ، والغطاءات الجليدية القطبية ، والموائل شديدة الملوحة، والبيئات ذات الرقم الهيدروجيني المتطرف. [ 56 ] ومن بين التطبيقات العديدة للميتاجينوميات، استكشف باحثون مثل جو هاندلسمان ، وجون كلاردي ، وروبرت إم. جودمان ، مناهج الميتاجينوميات لاكتشاف جزيئات نشطة بيولوجيًا مثل المضادات الحيوية . [ 57 ]

نظرة عامة على أساليب علم الجينوم البيئي
نظرة عامة على أساليب علم الجينوم البيئي

استُخدمت استراتيجيات الفحص الوظيفي أو التماثلي لتحديد الجينات التي تُنتج جزيئات حيوية صغيرة. صُممت دراسات الميتاجينوم الوظيفية للبحث عن أنماط ظاهرية محددة مرتبطة بجزيئات ذات خصائص معينة. من ناحية أخرى، صُممت دراسات الميتاجينوم التماثلي لفحص الجينات لتحديد التسلسلات المحفوظة المرتبطة سابقًا بتعبير الجزيئات الحيوية النشطة. [ 58 ]

تُمكّن الدراسات الميتاجينومية الوظيفية من اكتشاف جينات جديدة تُشفّر جزيئات نشطة بيولوجيًا. تشمل هذه الاختبارات اختبارات الطبقة العلوية من الأجار، حيث تُحدث المضادات الحيوية مناطق تثبيط نمو ضد الميكروبات المختبرة، واختبارات الرقم الهيدروجيني التي يمكنها الكشف عن تغير الرقم الهيدروجيني الناتج عن الجزيئات المُصنّعة حديثًا باستخدام مؤشر الرقم الهيدروجيني على طبق أجار . [ 59 ] كما استُخدم فحص التعبير الجيني المُحفّز بالركيزة (SIGEX)، وهي طريقة لفحص التعبير عن الجينات المُحفّزة بواسطة المركبات الكيميائية، للبحث عن جينات ذات وظائف مُحددة. [ 59 ] أدت الدراسات الميتاجينومية القائمة على التماثل إلى اكتشاف سريع لجينات ذات تسلسلات متماثلة مع الجينات المعروفة سابقًا والمسؤولة عن التخليق الحيوي للجزيئات النشطة بيولوجيًا. بمجرد تحديد تسلسل الجينات، يُمكن للعلماء مُقارنة آلاف الجينومات البكتيرية في وقت واحد. [ 58 ] تتمثل ميزة دراسات الميتاجينوم المتماثل على فحوص الميتاجينوم الوظيفية في أنها لا تتطلب نظام كائن حي مضيف للتعبير عن الميتاجينومات، وبالتالي يمكن لهذه الطريقة توفير الوقت المُستغرق في تحليل الجينومات غير الوظيفية. وقد أدى ذلك أيضًا إلى اكتشاف العديد من البروتينات والجزيئات الصغيرة الجديدة. [ 60 ] بالإضافة إلى ذلك، كشف فحص حاسوبي من المسح العالمي للميتاجينوم المحيطي عن 20 إنزيمًا حلقيًا جديدًا من اللانتيبيوتيك . [ 61 ]

الكينازات

يُعدّ تعديل البروتينات بعد الترجمة بإضافة مجموعات الفوسفات بواسطة الكينازات خطوة تنظيمية أساسية في جميع الأنظمة البيولوجية. وتؤدي عمليات الفسفرة، سواءً أكانت بواسطة كينازات البروتين أو إزالة الفسفرة بواسطة الفوسفاتازات ، إلى تنشيط البروتين أو تعطيله. وتؤثر هذه العمليات على تنظيم المسارات الفيزيولوجية، مما يجعل القدرة على تحليل هذه المسارات ودراستها أمرًا بالغ الأهمية لفهم تفاصيل العمليات الخلوية. إلا أن هناك عددًا من التحديات، أبرزها الحجم الهائل للبروتينات المفسفرة، وطبيعة عمليات الفسفرة العابرة، والقيود الفيزيائية المرتبطة بالتقنيات البيولوجية والكيميائية الحيوية التقليدية، والتي حدّت من تقدّم المعرفة في هذا المجال. [ 62 ]

بفضل استخدام مُعدِّلات الجزيئات الصغيرة لبروتينات الكيناز، اكتسب علماء الأحياء الكيميائية فهمًا أفضل لتأثيرات فسفرة البروتين. فعلى سبيل المثال، تُعد مثبطات الكيناز غير الانتقائية والانتقائية، مثل فئة مركبات البيريدينيل إيميدازول [ 63 ] ، مثبطات فعالة تُفيد في تحليل مسارات إشارات كيناز البروتين المنشط بالمايتوجين (MAPK) . تعمل هذه المركبات عن طريق استهداف جيب ارتباط ATP . ورغم أن هذا النهج، بالإضافة إلى مناهج مشابهة [ 64 ] [ 65 ] مع تعديلات طفيفة، أثبت فعاليته في عدد من الحالات، إلا أن هذه المركبات تفتقر إلى الخصوصية الكافية للتطبيقات العامة. أما فئة أخرى من المركبات، وهي المثبطات القائمة على الآلية، فتجمع بين معرفة إنزيمات الكيناز وأنماط التثبيط المستخدمة سابقًا. فعلى سبيل المثال، يُثبِّط "نظير الركيزة الثنائية" عمل الكيناز عن طريق الارتباط بكل من جيب ارتباط ATP المحفوظ وموقع التعرف على البروتين/الببتيد على الكيناز المحدد. [ 66 ] كما استخدمت مجموعات البحث نظائر الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) ككواشف كيميائية لدراسة الكينازات وتحديد ركائزها. [ 67 ] [ 68 ] [ 69 ]

أتاح تطوير وسائل كيميائية جديدة لإدخال الأحماض الأمينية المحاكية للفوسفور في البروتينات فهمًا أعمق لتأثيرات عملية الفسفرة. عادةً ما تُدرس عملية الفسفرة عن طريق استبدال موقع فسفرة محدد ( سيرين ، ثريونين، أو تيروسين ) بحمض أميني، مثل ألانين ، غير قابل للفسفرة. إلا أن هذه التقنيات لها قيودها، ولذا طور علماء الأحياء الكيميائية طرقًا محسّنة لدراسة فسفرة البروتينات. من خلال إدخال فوسفوسيرين، أو فوسفوثريونين، أو نظائر الفوسفونات المماثلة في البروتينات الأصلية، يتمكن الباحثون من إجراء دراسات حيوية لدراسة تأثيرات الفسفرة عن طريق إطالة مدة حدوثها مع تقليل الآثار السلبية للطفرات. وقد أثبتت تقنية ربط البروتينات المُعبَّر عنها نجاحها في إنتاج بروتينات تحتوي على جزيئات محاكية للفوسفور في طرفيها. [ 70 ] بالإضافة إلى ذلك، استخدم الباحثون طفرات الأحماض الأمينية غير الطبيعية في مواقع محددة ضمن تسلسل الببتيد. [ 71 ] [ 72 ]

ساهمت التطورات في علم الأحياء الكيميائي في تحسين التقنيات التقليدية لتصوير عمل الكيناز. فعلى سبيل المثال، أدى تطوير المجسات الحيوية الببتيدية - وهي ببتيدات تحتوي على فلوروفورات مدمجة - إلى تحسين الدقة الزمنية لاختبارات الارتباط في المختبر. [ 73 ] تُعد تقنية نقل طاقة الرنين الفلوري (FRET) من أكثر التقنيات فائدة لدراسة عمل الكيناز . وللاستفادة من FRET في دراسات الفسفرة، يتم ربط البروتينات الفلورية بكلٍ من نطاق ربط الأحماض الأمينية الفوسفورية وببتيد قابل للفسفرة. عند فسفرة أو إزالة فسفرة ببتيد الركيزة، يحدث تغيير في بنيته الفراغية ينتج عنه تغيير في الفلورة. [ 74 ] كما استُخدمت تقنية FRET بالتزامن مع مجهر تصوير عمر الفلورة (FLIM) [ 75 ] أو الأجسام المضادة المقترنة بالفلورة وقياس التدفق الخلوي [ 76 ] لتوفير نتائج كمية بدقة زمنية ومكانية ممتازة.

التألق البيولوجي

كثيرًا ما يدرس علماء الأحياء الكيميائية وظائف الجزيئات الحيوية الكبيرة باستخدام تقنيات التألق . وتكمن ميزة التألق مقارنةً بالتقنيات الأخرى في حساسيته العالية، وعدم تدخله، وأمان الكشف عنه، وقدرته على تعديل إشارة التألق. في السنوات الأخيرة، مكّن اكتشاف البروتين الفلوري الأخضر (GFP) على يد روجر واي. تسين وآخرين، بالإضافة إلى الأنظمة الهجينة والنقاط الكمومية، من تقييم موقع البروتين ووظيفته بدقة أكبر. [ 77 ] تُستخدم ثلاثة أنواع رئيسية من الفلوروفورات: الأصباغ العضوية الصغيرة، والبروتينات الفلورية الخضراء، والنقاط الكمومية . عادةً ما يقل وزن الأصباغ العضوية الصغيرة عن 1 كيلو دالتون، وقد تم تعديلها لزيادة ثباتها الضوئي وسطوعها، وتقليل التخميد الذاتي. تتميز النقاط الكمومية بأطوال موجية حادة جدًا، ومعامل امتصاص مولي عالٍ، وعائد كمي مرتفع. لا تستطيع كل من الأصباغ العضوية والأصباغ الكمومية التعرف على البروتين المطلوب دون مساعدة الأجسام المضادة، لذا يجب استخدام الوسم المناعي . تُشفّر البروتينات الفلورية وراثيًا، ويمكن دمجها مع البروتين المراد دراسته. ومن تقنيات الوسم الجيني الأخرى نظام رباعي السيستين ثنائي الزرنيخ، الذي يتطلب تعديل التسلسل المستهدف الذي يتضمن أربعة سيستين، والذي يرتبط بجزيئات ثنائية الزرنيخ قابلة للنفاذ عبر الغشاء، وهما الصبغتان الخضراء والحمراء "FlAsH" و"ReAsH"، بتقارب بيكومولي. يمكن التعبير عن كل من البروتينات الفلورية ورباعي السيستين ثنائي الزرنيخ في الخلايا الحية، لكنهما يواجهان قيودًا كبيرة في التعبير غير الطبيعي، وقد يؤديان إلى فقدان الوظيفة.

استُخدمت تقنيات التألق الضوئي لتقييم العديد من ديناميكيات البروتين، بما في ذلك تتبع البروتين، والتغيرات البنيوية، والتفاعلات بين البروتينات، وتخليق البروتين ودورانه، ونشاط الإنزيمات، وغيرها. وتشمل ثلاث طرق عامة لقياس إعادة توزيع البروتين وانتشاره: تتبع الجسيمات المفردة، وقياس الطيف الارتباطي ، وطرق الوسم الضوئي. في تتبع الجسيمات المفردة، يجب أن يكون الجزيء الفردي ساطعًا ومتفرقًا بدرجة كافية لتتبعه من مقطع فيديو إلى آخر. يحلل قياس الطيف الارتباطي تقلبات الشدة الناتجة عن هجرة الأجسام المتألقة داخل وخارج حجم صغير عند بؤرة الليزر. في الوسم الضوئي، يمكن إزالة تثبيط بروتين متألق في منطقة دون خلوية باستخدام إضاءة موضعية مكثفة، ويمكن تصوير مصير الجزيء الموسوم مباشرةً. استخدم ميشاليه وزملاؤه النقاط الكمومية لتتبع الجسيمات المفردة باستخدام النقاط الكمومية البيوتينية في خلايا هيلا. [ 78 ] من أفضل الطرق للكشف عن التغيرات البنيوية في البروتينات وسم البروتين المراد دراسته بفلوروفورين متقاربين. تستجيب تقنية نقل طاقة الرنين الفلوري (FRET) للتغيرات البنيوية الداخلية الناتجة عن إعادة توجيه أحد الفلوروفورين بالنسبة للآخر. كما يمكن استخدام الفلورة لتصوير نشاط الإنزيم، عادةً باستخدام بروتين مُثبِّط للنشاط (qABP). يوفر الارتباط التساهمي لبروتين qABP بالموقع النشط للإنزيم المستهدف دليلاً مباشراً على ما إذا كان الإنزيم مسؤولاً عن الإشارة عند إطلاق المُثبِّط واستعادة الفلورة. [ 79 ]

التعليم في علم الأحياء الكيميائي

التعليم الجامعي

على الرغم من ازدياد الأبحاث البيولوجية في أقسام الكيمياء، إلا أن محاولات دمج الكيمياء الحيوية في مناهج البكالوريوس لا تزال محدودة. [ 80 ] فعلى سبيل المثال، مع أن الجمعية الكيميائية الأمريكية (ACS) تشترط أن تتضمن المقررات التأسيسية في درجة البكالوريوس في الكيمياء الكيمياء الحيوية، إلا أنها لا تشترط أي مقرر كيميائي آخر ذي صلة بالبيولوجيا. [ 81 ]

على الرغم من أن دراسة الكيمياء الحيوية ليست شرطًا أساسيًا للحصول على درجة البكالوريوس في الكيمياء، إلا أن العديد من الجامعات تقدم الآن دورات تمهيدية في الكيمياء الحيوية لطلابها الجامعيين. فعلى سبيل المثال، تقدم جامعة كولومبيا البريطانية دورة في الكيمياء الحيوية التركيبية لطلاب السنة الرابعة. [ 82 ]

مراجع

  1. ↑ شريبر، إس . إل. (يوليو 2005). "الجزيئات الصغيرة: الحلقة المفقودة في العقيدة المركزية". مجلة نيتشر للكيمياء الحيوية . 1 (2): 64-66 . doi : 10.1038/nchembio0705-64 . PMID 16407997. S2CID 14399359 .  
  2. 1 2 ميلر أ، تانر ج (2008). أساسيات البيولوجيا الكيميائية: بنية وديناميكيات الجزيئات الحيوية الكبيرة . إنجلترا: جون وايلي وأولاده المحدودة. الصفحات من 6 إلى 10. ISBN  978-0-470-84530-1.
  3. هريكوفيني م، جامبيلك ج (فبراير 2023). " الكيمياء نحو علم الأحياء" . المجلة الدولية للعلوم الجزيئية . 24 (4): 3998. doi : 10.3390/ijms24043998 . PMC 9960482. PMID 36835407 .  
  4. ↑ تايلور إيه إي (1907). في التخمير . 8. المجلد 1. مطبعة الجامعة. 
  5. ↑ ليثيس، ج. ب. (أكتوبر 1930). " خطبة هارفيان حول ميلاد البيولوجيا الكيميائية" . المجلة الطبية البريطانية . 2 (3642): 671-676 . doi : 10.1136/bmj.2.3642.671 . PMC 2451377. PMID 20775787 .  
  6. 1 2 موريسون كيه إل، ووايس جي إيه (يناير 2006). "أصول البيولوجيا الكيميائية". مجلة نيتشر للبيولوجيا الكيميائية . 2 (1): 3-6 . doi : 10.1038/nchembio0106-3 . PMID 16408079. S2CID 8427286 .  
  7. ↑ رامبرغ، بي. جيه. (نوفمبر 2000). "موت الحيوية وولادة الكيمياء العضوية: تركيب اليوريا لـ فولر والهوية التخصصية للكيمياء العضوية". أمبيكس . 47 ( 3): 170-195 . doi : 10.1179/amb.2000.47.3.170 . PMID 11640223. S2CID 44613876 .  
  8. ^ كين-سافران إي، كين آر كيه (1999). “الحيوية وتوليف اليوريا. من فريدريش فولر إلى هانز أ. كريبس “. المجلة الأمريكية لأمراض الكلى . 19 (2): 290– 4. دوى : 10.1159/000013463 . بميد 10213830 . S2CID 71727190 .  
  9. ↑ هونغ جيه (أغسطس 2014). " تخليق المنتجات الطبيعية عند نقطة التقاء الكيمياء والبيولوجيا" . الكيمياء . 20 (33): 10204-10212 . doi : 10.1002/chem.201402804 . PMC 4167019. PMID 25043880 .  
  10. 1 2 داهام ر (يناير 2008). " اكتشاف الحمض النووي: فريدريش ميشر والسنوات الأولى لأبحاث الأحماض النووية". علم الوراثة البشرية . 122 (6): 565-581 . doi : 10.1007/s00439-007-0433-0 . PMID 17901982. S2CID 915930 .  
  11. ↑ داهام ر (فبراير 2005). "فريدريش ميشر واكتشاف الحمض النووي". علم الأحياء النمائي . 278 (2): 274-288 . doi : 10.1016/j.ydbio.2004.11.028 . PMID 15680349 . 
  12. ↑ "كتالوج مكتبة الكونغرس - معلومات عن العنصر (السجل الكامل)" . catalog.loc.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2023 .
  13. ↑ "كتالوج مكتبة الكونغرس - معلومات عن العنصر (السجل الكامل)" . catalog.loc.gov . OCLC 58045378. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2023 . 
  14. ↑ "مقاييس المجلة | علم الأحياء الكيميائي الطبيعي" . www.nature.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2023 .
  15. ↑ "حول المجلة" . منشورات الجمعية الكيميائية الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 نوفمبر 2023 .
  16. 1 2 "جائزة نوبل في الكيمياء 1980" . NobelPrize.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2023 .
  17. 1 2 "جائزة نوبل في الكيمياء 1993" . NobelPrize.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2023 .
  18. ↑ "جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2009" . NobelPrize.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2023 .
  19. ↑ "جائزة نوبل في الكيمياء 2012" . NobelPrize.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2023 .
  20. ↑ "جائزة نوبل في الكيمياء 2018" . NobelPrize.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2023 .
  21. ↑ "جائزة نوبل في الكيمياء 2020" . NobelPrize.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2023 .
  22. 1 2 "جائزة نوبل في الكيمياء 2022" . NobelPrize.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2023 .
  23. ↑ دويك، ر. أ. (مارس 1996). "علم الأحياء السكرية: نحو فهم وظيفة السكريات". المراجعات الكيميائية . 96 (2): 683-720 . doi : 10.1021/cr940283b . PMID 11848770 . 
  24. ↑ Springer SA, Gagneux P (مارس 2016). "علم الجليكوميات: الكشف عن البيئة الديناميكية وتطور جزيئات السكر" . مجلة البروتينات . 135 : 90-100 . doi : 10.1016/j.jprot.2015.11.022 . PMC 4762723. PMID 26626628 .  
  25. ↑ وو سي واي، وونغ سي إتش (يونيو 2011). "الكيمياء وعلم الأحياء السكرية". الاتصالات الكيميائية . 47 (22): 6201-6207 . doi : 10.1039/c0cc04359a . PMID 21503322 . 
  26. ^ "مجموعة بيرتوزي" . مجموعة بيرتوزي . تم الاسترجاع في 4 ديسمبر 2023 .
  27. ↑ ليو ر، لي إكس، لام كيه إس (يونيو 2017). "الكيمياء التوافقية في اكتشاف الأدوية" . الرأي الحالي في البيولوجيا الكيميائية . 38 : 117-126 . doi : 10.1016/j.cbpa.2017.03.017 . PMC 5645069. PMID 28494316 .  
  28. ↑ كينيدي جيه بي، ويليامز إل، بريدجز تي إم، دانيلز آر إن، ويفر دي، ليندزلي سي دبليو (1 مايو 2008). "تطبيق علم الكيمياء التجميعية في اكتشاف الأدوية الحديثة". مجلة الكيمياء التجميعية . 10 (3): 345-354 . doi : 10.1021/cc700187t . PMID 18220367 . 
  29. ↑ وونغ د، روبرتسون ج (ديسمبر 2004). "تطبيق الكيمياء والبيولوجيا التوافقية على أبحاث الغذاء". مجلة الكيمياء الزراعية والغذائية . 52 (24): 7187-7198 . doi : 10.1021/jf040140i . PMID 15563194 . 
  30. ↑ رامازي س، ظاهري ج (أبريل 2021). " التعديلات اللاحقة للترجمة في البروتينات: الموارد والأدوات وطرق التنبؤ" . قاعدة البيانات . 2021. doi : 10.1093/database/baab012 . PMC 8040245. PMID 33826699 .  
  31. ↑ أدهيكاري أ، بهاتاراي ب ر، أريال أ ، ثابا ن، كي سي ب، أدهيكاري أ، وآخرون . (نوفمبر 2021). "إعادة برمجة البروتينات الطبيعية باستخدام الأحماض الأمينية غير الطبيعية" . RSC Advances . 11 (60): 38126–38145 . Bibcode : 2021RSCAd..1138126A . doi : 10.1039/D1RA07028B . PMC 9044140. PMID 35498070 .   
  32. ↑ تشاندرو إس، سيميرسكا ب، توث آي (أبريل 2013). " الأساليب الكيميائية لإنتاج الببتيدات والبروتينات" . مجلة Molecules . 18 (4): 4373-4388 . doi : 10.3390/molecules18044373 . PMC 6270108. PMID 23584057 .  
  33. ↑ سيسترون، ب. أ.، بيرد، م. ج.، فلود، د. ت.، سيلفستري، أ. ب.، هينتزن، ج. س.، طومسون، د. أ.، داوسون، ب. إ. (مارس 2019). "الربط الكيميائي الطبيعي للببتيدات والبروتينات" . البروتوكولات الحالية في البيولوجيا الكيميائية . 11 (1): e61. doi : 10.1002 /cpch.61 . PMC 6384150. PMID 30645048 .  
  34. ↑ هيرمانسون، جي تي (يناير 2013). "الفصل 3 - تفاعلات الاقتران الحيوي". في: هيرمانسون، جي تي (محرر). تقنيات الاقتران الحيوي ( الطبعة الثالثة). بوسطن: أكاديميك برس. الصفحات 229-258 . doi : 10.1016/b978-0-12-382239-0.00003-0 . ISBN   978-0-12-382239-0.
  35. ↑ موير، تي دبليو، وسوندي، دي، وكول ، بي إيه (يونيو 1998). "ربط البروتينات المُعبَّر عنها: طريقة عامة لهندسة البروتينات" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 95 (12): 6705-6710 . Bibcode : 1998PNAS...95.6705M . doi : 10.1073/pnas.95.12.6705 . PMC 22605. PMID 9618476 .  
  36. ↑ جين ك، لي ت، تشاو هـ ي، ليو هـ، لي إكس (نوفمبر 2017). "إزالة الكبريت من PB: طريقة تمكينية للتخليق الكيميائي للبروتين والديوتيريوم الموضعي". Angewandte Chemie . 56 (46): 14607–14611 . doi : 10.1002/anie.201709097 . PMID 28971554 . 
  37. ↑ نيلسون ، ب. ل.، سولنر، م. ب.، راينز، ر. ت. (1 يونيو 2005). "التخليق الكيميائي للبروتينات" . المراجعة السنوية للفيزياء الحيوية وبنية الجزيئات الحيوية . 34 (1): 91-118 . doi : 10.1146/annurev.biophys.34.040204.144700 . PMC 2845543. PMID 15869385 .  
  38. ↑ تشاو واي، جنسن أو إن (أكتوبر 2009). "علم البروتينات الخاص بالتعديلات: استراتيجيات لتوصيف التعديلات ما بعد الترجمة باستخدام تقنيات الإثراء" . علم البروتينات . 9 (20): 4632-4641 . doi : 10.1002/pmic.200900398 . PMC 2892724. PMID 19743430 .  
  39. ↑ لوبيز-أوتين سي، وأوفرول سي إم (يوليو 2002). " علم تحلل البروتياز: تحدٍ جديد لعلم البروتينات". مراجعات الطبيعة. بيولوجيا الخلية الجزيئية . 3 (7): 509-519 . doi : 10.1038/nrm858 . PMID 12094217. S2CID 7586786 .  
  40. ↑ آدم جي سي، كرافات بي إف، سورنسن إي جيه (يناير 2001). "تحديد خصائص التفاعل النوعي للبروتينات باستخدام مجسات غير موجهة تعتمد على النشاط" . الكيمياء والبيولوجيا . 8 (1): 81-95 . doi : 10.1016/S1074-5521(00)90060-7 . PMID 11182321 . 
  41. ↑ توريتشيك، ف. (يناير 2002). "مطيافية الكتلة مقترنةً بتقنية التقاط-إطلاق التقارب وعلامات التقارب المشفرة بالنظائر لتحليل البروتين الكمي". مجلة مطيافية الكتلة . 37 (1): 1-14 . Bibcode : 2002JMSp...37....1T . doi : 10.1002/jms.275 . PMID 11813306 . 
  42. ↑ بليثرو جيه، تشانغ سي، شوكات كيه إم، فايس إي إل (مايو 2004). "تصميم واستخدام كينازات البروتين الحساسة للنظائر". البروتوكولات الحالية في البيولوجيا الجزيئية . الفصل 18: الوحدة 18.11. doi : 10.1002/0471142727.mb1811s66 . PMID 18265343. S2CID 25869680 .  
  43. ↑ سيرماكوفا ك، هودجز إتش سي (أغسطس 2018). "أدوية ومجسات الجيل التالي لبيولوجيا الكروماتين: من التحلل البروتيني المستهدف إلى فصل الطور" . Molecules . 23 ( 8): 1958. doi : 10.3390/molecules23081958 . PMC 6102721. PMID 30082609 .  
  44. ↑ دانجال جيه كيه، مالك في، رادهاكريشنان إن، سيجار إم، كوماري إيه، سوندار دي (يناير 2019). "مناهج هندسة البروتين الحاسوبية للتصميم الفعال للجزيئات الجديدة" . في رانغاناثان إس، غريبسكوف إم، ناكاي كيه، شونباخ سي (محررون). موسوعة المعلوماتية الحيوية وعلم الأحياء الحاسوبي . أكسفورد: أكاديميك برس. الصفحات 631-643 . doi : 10.1016/b978-0-12-809633-8.20150-7 . ISBN  978-0-12-811432-2S2CID 196001607. تم الاسترجاع في 6 ديسمبر 2023 . 
  45. ↑ كولمان ب، برادلي ب (نوفمبر 2019). "تطورات في التنبؤ ببنية البروتين وتصميمه" . مراجعات الطبيعة. بيولوجيا الخلية الجزيئية . 20 (11): 681-697 . doi : 10.1038/s41580-019-0163-x . PMC 7032036. PMID 31417196 .  
  46. ↑ جاكيل سي، كاست بي، هيلفرت دي (2008). "تصميم البروتين عن طريق التطور الموجه". المراجعة السنوية للفيزياء الحيوية . 37 : 153-173 . doi : 10.1146/annurev.biophys.37.032807.125832 . PMID 18573077 . 
  47. ↑ تايلور إس في، والتر كيه يو، كاست بي، هيلفرت دي (سبتمبر 2001). "البحث في فضاء التسلسل عن المحفزات البروتينية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 98 (19): 10596-10601 . Bibcode : 2001PNAS...9810596T . doi : 10.1073/pnas.191159298 . PMC 58511. PMID 11535813 .  
  48. ↑ Bittker JA, Le BV, Liu JM, Liu DR (مايو 2004). "التطور الموجه للإنزيمات البروتينية باستخدام إعادة التركيب العشوائي غير المتجانس" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 101 (18): 7011-7016 . Bibcode : 2004PNAS..101.7011B . doi : 10.1073/pnas.0402202101 . PMC 406457. PMID 15118093 .  
  49. ↑ أهاروني أ، غريفيثس أ.د، توفيق د.س (أبريل 2005). "الفحص عالي الإنتاجية واختيار الجينات المشفرة للإنزيمات". الرأي الحالي في البيولوجيا الكيميائية . 9 (2): 210-216 . doi : 10.1016/j.cbpa.2005.02.002 . PMID 15811807 . 
  50. ↑ ويلسون دي إس، كيف إيه دي، زوستاك جيه دبليو (مارس 2001). "استخدام عرض الحمض النووي الريبوزي المرسال لاختيار الببتيدات ذات الألفة العالية لربط البروتين" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 98 (7): 3750-3755 . Bibcode : 2001PNAS...98.3750W . doi : 10.1073/pnas.061028198 . PMC 31124. PMID 11274392 .  
  51. ↑ توفيق، د. س.، وغريفيث، أ. د. (يوليو 1998). "حجيرات شبيهة بالخلايا من صنع الإنسان للتطور الجزيئي". مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية . 16 (7): 652-656 . doi : 10.1038/nbt0798-652 . PMID 9661199. S2CID 25527137 .  
  52. ↑ "جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2018" . NobelPrize.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 أكتوبر 2018 .
  53. ↑ جونسون ، أ. ل.، روبرتس، م. أ.، كيابيس، ج. ل.، سكوت، ك. أ. (أكتوبر 2017). "الكيمياء الأساسية لعلماء الكيمياء الحيوية" . مقالات في الكيمياء الحيوية . 61 (4): 401-427 . doi : 10.1042/EBC20160094 . PMC 5869253. PMID 28951470 .  
  54. ↑ ألبرتس ب، جونسون أ، لويس ج، راف م، روبرتس ك، والتر ب (2002). "الحفز واستخدام الطاقة بواسطة الخلايا" . البيولوجيا الجزيئية للخلية ( الطبعة الرابعة). جارلاند ساينس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 ديسمبر 2023 . 
  55. ↑ تشين ك، تشين إكس (2010). " تصميم وتطوير مجسات التصوير الجزيئي" . المواضيع الحالية في الكيمياء الطبية . 10 (12): 1227-1236 . doi : 10.2174/156802610791384225 . PMC 3632640. PMID 20388106 .  
  56. ↑ كيلر م، زينجلر ك (فبراير 2004). "استكشاف التنوع الميكروبي". مراجعات الطبيعة. علم الأحياء الدقيقة . 2 (2): 141-150 . doi : 10.1038/nrmicro819 . PMID 15040261. S2CID 11512358 .  
  57. ↑ هاندلسمان ج، روندون إم آر، برادي إس إف، كلاردي ج، غودمان آر إم (أكتوبر 1998). "الوصول البيولوجي الجزيئي إلى كيمياء ميكروبات التربة غير المعروفة: أفق جديد للمنتجات الطبيعية" . الكيمياء والبيولوجيا . 5 (10): R245 –R249. doi : 10.1016/S1074-5521(98)90108-9 . PMID 9818143 . 
  58. 1 2 بانيك جيه جيه، برادي إس إف (أكتوبر 2010). "التطبيق الحديث لأساليب الميتاجينوميك لاكتشاف مضادات الميكروبات والجزيئات الصغيرة النشطة بيولوجيًا الأخرى" . الرأي الحالي في علم الأحياء الدقيقة . 13 (5): 603-609 . doi : 10.1016/j.mib.2010.08.012 . PMC 3111150. PMID 20884282 .  
  59. 1 2 دانيال ر (يونيو 2005). " علم الجينوم البيئي للتربة". مراجعات الطبيعة. علم الأحياء الدقيقة . 3 (6): 470-478 . doi : 10.1038/nrmicro1160 . PMID 15931165. S2CID 32604394 .  
  60. ↑ بونترنجسوك ب، كانوكراتانا ب، ثونجارام ت، تانابونجبيبات س، أونجويتوانيت ت، راشداوونج س، وآخرون (2010). "تحديد وتوصيف الإنزيمات المحللة للدهون من الميتاجينوم الخاص بتربة غابة مستنقعات الخث" . العلوم الحيوية، والتكنولوجيا الحيوية، والكيمياء الحيوية . 74 (9): 1848-1854 . doi : 10.1271/bbb.100249 . PMID 20834152 .  
  61. ↑ لي ب، شير د، كيلي ل، شي ي، هوانغ ك، كنير ب ج، وآخرون . (يونيو 2010). "تعددية التحفيز في التخليق الحيوي للمستقلبات الثانوية من الببتيدات الحلقية في البكتيريا الزرقاء البحرية العوالقية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 107 (23): 10430-10435 . Bibcode : 2010PNAS..10710430L . doi : 10.1073 / pnas.0913677107 . PMC 2890784. PMID 20479271 .   
  62. ↑ تارانت إم كيه، كول بي إيه (2009). " الكيمياء الحيوية لفسفرة البروتين" . المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . 78 : 797-825 . doi : 10.1146/annurev.biochem.78.070907.103047 . PMC 3074175. PMID 19489734 .  
  63. ↑ ويلسون كيه بي، مكافري بي جي، هسياو كيه، بازانيسامي إس، غالولو في، بيميس جي دبليو، وآخرون (يونيو 1997). "الأساس البنيوي لخصوصية مثبطات بيريدينيل إيميدازول لكيناز البروتين المنشط بالمايتوجين p38" . الكيمياء والبيولوجيا . 4 (6): 423-431 . doi : 10.1016/S1074-5521(97)90194-0 . PMID 9224565 .  
  64. ↑ بارجيليس سي، تونغ إل، تشرشل إل، سيريلو بي إف، جيلمور تي، غراهام إيه جي، وآخرون . (أبريل 2002). "تثبيط كيناز البروتين المنشط بالمايتوجين p38 باستخدام موقع ارتباط ألوستيري جديد". مجلة نيتشر للبيولوجيا التركيبية . 9 (4): 268-272 . doi : 10.1038/nsb770 . PMID 11896401. S2CID 22680843 .   
  65. ↑ شيندلر تي، بورنمان دبليو، بيليسينا بي، ميلر دبليو تي، كلاركسون بي، كوريان جيه (سبتمبر 2000). "الآلية البنيوية لتثبيط STI-571 لكيناز التيروزين أبيلسون". مجلة ساينس . 289 (5486): 1938-1942 . Bibcode : 2000Sci...289.1938S . doi : 10.1126/science.289.5486.1938 . PMID 10988075. S2CID 957274 .  
  66. ↑ بارانغ ك، تيل جيه إتش، أبلوغلو إيه جيه، كوهانسكي آر إيه، هوبارد إس آر، كول بي إيه (يناير 2001) . "تصميم مثبط لبروتين كيناز قائم على الآلية". مجلة نيتشر للبيولوجيا التركيبية . 8 (1): 37-41 . doi : 10.1038/83028 . PMID 11135668. S2CID 12994600 .  
  67. ↑ فودة، أ. إ.، وفلوم ، م. ك. (أغسطس 2015). "نظير ATP قابل للنفاذ الخلوي لعملية البيوتين المحفزة بواسطة الكيناز" . Angewandte Chemie . 54 (33): 9618-9621 . doi : 10.1002/anie.201503041 . PMC 4551444. PMID 26119262 .  
  68. ↑ سينيفيراتني سي، إمبوجاما دي إم، أنتوني تي إيه، فودة إيه إي، بفلوم إم كيه (يناير 2016). "عمومية البيوتينيلية المحفزة بالكيناز" . الكيمياء العضوية الحيوية والطبية . 24 (1): 12-19 . doi : 10.1016/j.bmc.2015.11.029 . PMC 4921744. PMID 26672511 .  
  69. ↑ أنتوني تي إم، ديديغاما-أراشيج بي إم، إمبوغاما دي إم، فانر تي آر، فودة إيه إي، بفلوم إم كيه (2015). "نظائر الأدينوسين ثلاثي الفوسفات في أبحاث بروتين كيناز". في: كراتز إتش بي، سانيلا إم (محرران). علم الكينوميات: المناهج والتطبيقات . وايلي. ص 137-168 . doi : 10.1002/9783527683031.ch6 . ISBN  978-3-527-68303-1.
  70. ↑ موير، تي دبليو، وسوندي، دي، وكول ، بي إيه (يونيو 1998). "ربط البروتينات المُعبَّر عنها: طريقة عامة لهندسة البروتينات" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 95 (12): 6705-6710 . Bibcode : 1998PNAS...95.6705M . doi : 10.1073/pnas.95.12.6705 . PMC 22605. PMID 9618476 .  
  71. ↑ نورين سي جيه، أنتوني-كاهيل إس جيه، غريفيث إم سي، شولتز بي جي (أبريل 1989). "طريقة عامة لإدخال الأحماض الأمينية غير الطبيعية في البروتينات في مواقع محددة". مجلة ساينس . 244 (4901): 182-188 . Bibcode : 1989Sci...244..182N . doi : 10.1126/science.2649980 . PMID 2649980 . 
  72. ↑ وانغ إل، شي جيه، شولتز بي جي (2006). "توسيع الشفرة الوراثية". المراجعة السنوية للفيزياء الحيوية وبنية الجزيئات الحيوية . 35 : 225-249 . doi : 10.1146/annurev.biophys.35.101105.121507 . PMID 16689635 . 
  73. ↑ شارما، ف.، وانغ، ك.، لورانس، د.س. (يناير 2008). "مجسات فلورية قائمة على الببتيدات لنشاط بروتين كيناز: التصميم والتطبيقات" . مجلة بيوشيميكا وبيوفيزيكا أكتا (BBA) - البروتينات والبروتيوميات . 1784 (1): 94-99 . doi : 10.1016/j.bbapap.2007.07.016 . PMC 2684651. PMID 17881302 .  
  74. ↑ فيولين جيه دي، تشانغ جيه، تسين آر واي، نيوتن إيه سي (يونيو 2003). "مؤشر فلوري مشفر جينيًا يكشف عن فسفرة متذبذبة بواسطة بروتين كيناز سي" . مجلة بيولوجيا الخلية . 161 (5): 899-909 . doi : 10.1083/jcb.200302125 . PMC 2172956. PMID 12782683 .  
  75. ↑ فيرفير بي جيه، ووترز إف إس، رينولدز إيه آر، باستيانس بي آي (نوفمبر 2000). "التصوير الكمي لانتشار إشارة مستقبلات ErbB1 الجانبية في غشاء البلازما". مجلة ساينس . 290 (5496): 1567-1570 . رمز Bibcode : 2000Sci...290.1567V . doi : 10.1126/science.290.5496.1567 . PMID 11090353 . 
  76. ↑ مولر إس، ديموتز إس، بوليارد سي، فاليتوتي إس (يونيو 1999). "حركية ومدى تنشيط بروتين التيروزين كيناز في الخلايا التائية الفردية عند التحفيز المستضدي" . علم المناعة . 97 (2): 287-293 . doi : 10.1046/j.1365-2567.1999.00767.x . PMC 2326824. PMID 10447744 .  
  77. ↑ جيبمانز، بي. إن.، آدامز، إس. آر.، إليسمان، إم. إتش.، تسين، آر. واي. (أبريل 2006). "مجموعة أدوات التألق لتقييم موقع البروتين ووظيفته". مجلة ساينس . 312 (5771): 217-224 . رمز Bibcode : 2006Sci...312..217G . doi : 10.1126/science.1124618 . PMID 16614209. S2CID 1288600 .  
  78. ↑ ميشاليه إكس، بينو إف إف، بينتوليلا إل إيه، تساي جيه إم، دوس إس، لي جيه جيه، وآخرون . (يناير 2005). "النقاط الكمومية للخلايا الحية ، والتصوير الحيوي، والتشخيص" . مجلة ساينس . 307 (5709): 538-544 . Bibcode : 2005Sci...307..538M . doi : 10.1126/science.1104274 . PMC 1201471. PMID 15681376 .   
  79. ↑ تيراي تي، ناغانو تي (أكتوبر 2008). "المجسات الفلورية لتطبيقات التصوير الحيوي". الرأي الحالي في البيولوجيا الكيميائية . 12 (5): 515-521 . doi : 10.1016/j.cbpa.2008.08.007 . PMID 18771748 . 
  80. ↑ بيجلي، تي بي (أكتوبر 2005). "علم الأحياء الكيميائي: تحدٍّ تعليمي لأقسام الكيمياء". مجلة نيتشر لعلم الأحياء الكيميائي . 1 (5): 236-238 . doi : 10.1038/nchembio1005-236 . PMID 16408045. S2CID 30591672 .  
  81. ↑ "المقرر الدراسي" . الجمعية الكيميائية الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 ديسمبر 2023 .
  82. ↑ "الكيمياء 461: البيولوجيا الكيميائية التركيبية | قسم الكيمياء بجامعة كولومبيا البريطانية" . www.chem.ubc.ca. تاريخ الاطلاع: 2 ديسمبر 2023 .

للمزيد من القراءة

المجلات

  • مجلة ACS للكيمياء الحيوية – مجلة الكيمياء الحيوية الجديدة الصادرة عن الجمعية الكيميائية الأمريكية.
  • الكيمياء الحيوية العضوية والطبية – مجلة تيتراهيدرون للبحوث على مفترق طرق الكيمياء والبيولوجيا
  • ChemBioChem – مجلة أوروبية للكيمياء الحيوية
  • علم الأحياء الكيميائي – نقطة وصول إلى أخبار وأبحاث علم الأحياء الكيميائي من جميع أنحاء دار نشر الجمعية الملكية للكيمياء
  • مجلة بيولوجيا الخلية الكيميائية – مجلة متعددة التخصصات تنشر أبحاثًا ذات أهمية استثنائية في جميع المجالات التي تقع على مفترق طرق الكيمياء والبيولوجيا. chembiol.com
  • مجلة البيولوجيا الكيميائية – مجلة جديدة تنشر أعمالًا مبتكرة ومراجعات في مجال التداخل بين البيولوجيا والعلوم الفيزيائية، تصدرها دار نشر سبرينغر. رابط
  • مجلة الجمعية الملكية للعلوم البينية – منشور متعدد التخصصات يشجع البحث على مستوى التفاعل بين العلوم الفيزيائية وعلوم الحياة
  • Molecular BioSystems – مجلة بيولوجيا كيميائية مع تركيز خاص على العلاقة بين الكيمياء وعلوم الأوميكس وبيولوجيا الأنظمة.
  • Nature Chemical Biology – مجلة شهرية متعددة التخصصات توفر منتدى دوليًا للنشر في الوقت المناسب للأبحاث الجديدة الهامة على مستوى التفاعل بين الكيمياء وعلم الأحياء.
  • رابط موسوعة وايلي للكيمياء الحيوية