بروتين

الموسوعة الحرة

تمثيل ثلاثي الأبعاد لبنية بروتين الميوغلوبين، يظهر فيه حلزونات ألفا باللون الفيروزي . كان هذا البروتين أول بروتين تُحدد بنيته باستخدام تقنية علم البلورات بالأشعة السينية . باتجاه يمين مركز الحلزونات، توجد مجموعة اصطناعية تُسمى مجموعة الهيم (موضحة باللون الرمادي) مرتبطة بجزيء أكسجين (باللون الأحمر).

البروتينات جزيئات حيوية كبيرة تتكون من سلسلة واحدة أو أكثر من الأحماض الأمينية . تؤدي البروتينات مجموعة واسعة من الوظائف داخل الكائنات الحية، بما في ذلك تحفيز التفاعلات الأيضية ، وتضاعف الحمض النووي ، والاستجابة للمؤثرات ، وتوفير البنية للخلايا والكائنات الحية ، ونقل الجزيئات من مكان إلى آخر. تختلف البروتينات فيما بينها بشكل أساسي في تسلسل الأحماض الأمينية، والذي تحدده تسلسلات النيوكليوتيدات في جيناتها ، وينتج عنه عادةً طي البروتين إلى بنية ثلاثية الأبعاد محددة تحدد نشاطه.

تُسمى السلسلة الخطية من بقايا الأحماض الأمينية عديد الببتيد . يحتوي البروتين على عديد ببتيد واحد طويل على الأقل. أما عديدات الببتيد القصيرة، التي تحتوي على أقل من 20-30 حمضًا أمينيًا، فنادرًا ما تُعتبر بروتينات، وتُسمى عادةً ببتيدات . ترتبط بقايا الأحماض الأمينية الفردية معًا بروابط ببتيدية، وكذلك بقايا الأحماض الأمينية المتجاورة. يُحدد تسلسل بقايا الأحماض الأمينية في البروتين بتسلسل الجين، المُشفّر في الشفرة الوراثية . بشكل عام، تُحدد الشفرة الوراثية 20 حمضًا أمينيًا قياسيًا؛ ولكن في بعض الكائنات الحية، قد تشمل الشفرة الوراثية السيلينوسيستين ، وفي بعض أنواع العتائق ، البيروليسين . بعد فترة وجيزة من عملية التخليق، أو حتى أثناءها، غالبًا ما تخضع بقايا البروتين لتعديلات كيميائية تُعرف بالتعديل ما بعد الترجمة ، مما يُغير الخصائص الفيزيائية والكيميائية، والطي، والاستقرار، والنشاط، وفي النهاية، وظيفة البروتينات. تتطلب بعض البروتينات مركبًا كيميائيًا أو أيونًا غير بروتيني للنشاط البيولوجي، وتُعرف هذه المركبات بالعوامل المساعدة . يمكن للبروتينات أن تعمل معًا لتحقيق وظيفة معينة، وغالبًا ما تتحد لتكوين مركبات بروتينية مستقرة .

بمجرد تكوّنها، لا تدوم البروتينات إلا لفترة محددة، ثم تُحلَّل وتُعاد تدويرها بواسطة آليات الخلية من خلال عملية دوران البروتين . يُقاس عمر البروتين بنصف عمره ، وهو يتراوح ضمن نطاق واسع. فقد تبقى البروتينات لدقائق أو سنوات، بمتوسط ​​عمر يتراوح بين يوم ويومين في خلايا الثدييات. أما البروتينات غير الطبيعية أو المطوية بشكل خاطئ، فتُحلَّل بسرعة أكبر، غالبًا بواسطة البروتيازوم ، وهو عبارة عن تجمّع بروتيني ضخم. تُحلَّل هذه البروتينات إما بسبب استهدافها ( حيث يمكن لإنزيمات يوبيكويتين ليغاز أن تُعلِّم البروتين للتدمير) أو بسبب عدم استقرارها أو تلفها.

على غرار الجزيئات الحيوية الكبيرة الأخرى، كالسكريات المتعددة والأحماض النووية ، تُعدّ البروتينات مكونات أساسية للكائنات الحية، وتشارك في جميع العمليات تقريبًا داخل الخلايا . العديد من البروتينات عبارة عن إنزيمات تحفز التفاعلات الكيميائية الحيوية، وهي ضرورية لعمليات الأيض . بعض البروتينات لها وظائف هيكلية أو ميكانيكية، مثل الأكتين والميوسين في العضلات، وبروتينات الهيكل الخلوي التي تُحافظ على شكل الخلية. بروتينات أخرى مهمة في الإشارات الخلوية، والاستجابات المناعية ، والتصاق الخلايا ، ودورة الخلية . في الحيوانات، تُعدّ البروتينات ضرورية في النظام الغذائي لتوفير الأحماض الأمينية الأساسية التي لا يستطيع الجسم تصنيعها. تُهضم البروتينات الغذائية إلى أحماض أمينية لتجديد مخزون الأحماض الأمينية الحرة في الجسم، والذي يُستخدم في الغالب لتكوين بروتينات جديدة، ولكنه أيضًا بالغ الأهمية لإنتاج الطاقة وتكوين جزيئات حيوية أخرى تحتوي على النيتروجين.

التاريخ وأصل الكلمات

الاكتشاف والدراسات المبكرة

دُرست البروتينات ووُجدت منذ القرن الثامن عشر الميلادي على يد أنطوان فوركروي وآخرين، [ 1 ] [ 2 ] الذين أطلقوا عليها مجتمعةً اسم " الألبومينات " أو "المواد الألبومينية" ( Eiweisskörper ، بالألمانية). [ 2 ] فعلى سبيل المثال، فُصل الغلوتين لأول مرة عن القمح في بحث منشور حوالي عام 1747، ثم تبين لاحقًا وجوده في العديد من النباتات. [ 1 ] وفي عام 1789، ميّز أنطوان فوركروي ثلاثة أنواع متميزة من البروتينات الحيوانية: الألبومين ، والفيبرين ، والجيلاتين . [ 3 ] وشملت البروتينات النباتية التي دُرست في أواخر القرن الثامن عشر وأوائل القرن التاسع عشر الميلادي الغلوتين ، وألبومين النبات ، والغليادين ، والليغومين . [ 1 ]

وُصفت البروتينات لأول مرة على يد الكيميائي الهولندي جيراردوس يوهانس مولدر، وأطلق عليها الكيميائي السويدي يونس جاكوب بيرزيليوس هذا الاسم عام 1838. [ 4 ] [ 5 ] أجرى مولدر تحليلًا عنصريًا للبروتينات الشائعة ، ووجد أن جميع البروتينات تقريبًا لها نفس الصيغة التجريبية : C400H620N100O120P1S1 . [ 6 ] وخلص إلى استنتاج خاطئ مفاده أنها قد تتكون من نوع واحد من الجزيئات ( الكبيرة جدًا). ​​اقترح بيرزيليوس ، زميل مولدر ، مصطلح " بروتين" لوصف هذه الجزيئات؛ وكلمة "بروتين" مشتقة من الكلمة اليونانية πρώτειος ( بروتيوس ) ، والتي تعني "أولي" [ 7 ] أو "في المقدمة" [ 2 ] ، مضافًا إليها اللاحقة " -in " . وواصل مولدر تحديد نواتج تحلل البروتين مثل الحمض الأميني الليوسين، والذي وجد له وزنًا جزيئيًا (صحيحًا تقريبًا) قدره131 دا  . [ 6 ]

اعتقد علماء التغذية الأوائل، مثل الألماني كارل فون فويت، أن البروتين هو أهم عنصر غذائي للحفاظ على بنية الجسم، إذ كان يُعتقد عمومًا أن "اللحم يُكوّن اللحم". [ 8 ] في حوالي عام 1862، عزل كارل هاينريش ريتهاوزن حمض الجلوتاميك الأميني . [ 9 ] جمع توماس بور أوزبورن مراجعةً تفصيليةً للبروتينات النباتية في محطة التجارب الزراعية في كونيتيكت . وقد حدد أوزبورن، بالتعاون مع لافاييت مندل ، العديد من الأحماض الأمينية الأساسية من خلال تجارب تغذية على فئران المختبر. [ 10 ] إن الأنظمة الغذائية التي تفتقر إلى حمض أميني أساسي تُعيق نمو الفئران، بما يتوافق مع قانون ليبيغ للحد الأدنى . [ 11 ] أما آخر حمض أميني أساسي تم اكتشافه، وهو الثريونين ، فقد حدده ويليام كامينغ روز . [ 12 ]

أعاقت صعوبة تنقية البروتينات عمل علماء الكيمياء الحيوية البروتينية الأوائل. كان من الممكن الحصول على البروتينات بكميات كبيرة من الدم وبياض البيض والكيراتين ، لكن البروتينات الفردية لم تكن متوفرة. في خمسينيات القرن الماضي، قامت شركة "أرمور هوت دوغ" بتنقية كيلوغرام واحد من ريبونوكلياز A  البنكرياسي البقري، وأتاحته مجانًا للعلماء. ساهمت هذه الخطوة في جعل ريبونوكلياز A هدفًا رئيسيًا للدراسات البيوكيميائية على مدى العقود التالية. [ 6 ]

عديدات الببتيد

عديد الببتيد

جاء فهم البروتينات على أنها عديدات ببتيد ، أو سلاسل من الأحماض الأمينية، بفضل عمل فرانز هوفمايستر وهيرمان إميل فيشر عام 1902. [ 13 ] [ 14 ] ولم يُدرك الدور المحوري للبروتينات كإنزيمات في الكائنات الحية التي تحفز التفاعلات بشكل كامل حتى عام 1926، عندما أثبت جيمس ب. سومنر أن إنزيم اليورياز هو في الواقع بروتين. [ 15 ]

يُنسب الفضل إلى لينوس باولينغ في التنبؤ الناجح بالبنى الثانوية المنتظمة للبروتينات بناءً على الروابط الهيدروجينية ، وهي فكرة طرحها ويليام أستبري لأول مرة عام 1933. [ 16 ] وقد ساهمت أعمال والتر كاوزمان اللاحقة حول التمسخ ، [ 17 ] [ 18 ] والتي استندت جزئيًا إلى دراسات سابقة لكاج ليندرستروم-لانغ ، [ 19 ] في فهم طي البروتين وبنيته بوساطة التفاعلات الكارهة للماء . [ 20 ]

كان الأنسولين أول بروتين يتم تحديد تسلسل أحماضه الأمينية ، وذلك على يد فريدريك سانجر عام 1949. وقد حدد سانجر بدقة تسلسل الأحماض الأمينية للأنسولين، مُثبتًا بذلك بشكل قاطع أن البروتينات تتكون من بوليمرات خطية من الأحماض الأمينية، وليست سلاسل متفرعة أو غرويات أو سيكلوهكسيلات . [ 21 ] وقد فاز بجائزة نوبل عن هذا الإنجاز عام 1958. [ 22 ] أما دراسات كريستيان أنفينسن حول عملية الطي التأكسدي للريبونيوكلياز A، والتي نال عنها جائزة نوبل عام 1972، فقد رسخت الفرضية الديناميكية الحرارية لطي البروتين، والتي تنص على أن الشكل المطوي للبروتين يمثل الحد الأدنى من طاقته الحرة . [ 23 ] [ 24 ]

بناء

جون كيندرو مع نموذج الميوغلوبين قيد الإنشاء

مع تطور تقنية علم البلورات بالأشعة السينية ، أصبح من الممكن تحديد بنية البروتينات وتسلسلها. [ 25 ] كانت بنية الهيموجلوبين، التي حددها ماكس بيروتز، وبنية الميوغلوبين، التي حددها جون كيندرو ، أول بنيتين بروتينيتين تم حلهما في عام 1958. [ 26 ] [ 27 ] وقد ساهم استخدام الحواسيب وتزايد قدرتها الحاسوبية في دعم تسلسل البروتينات المعقدة. ففي عام 1999، قام روجر كورنبرغ بتسلسل البنية شديدة التعقيد لإنزيم بوليميراز الحمض النووي الريبي باستخدام أشعة سينية عالية الكثافة من السنكروترونات . [ 25 ]

منذ ذلك الحين، تم تطوير المجهر الإلكتروني فائق البرودة (cryo-EM) لدراسة التجمعات الجزيئية الكبيرة [ 28 ] . يستخدم هذا المجهر عينات بروتينية مجمدة بدلاً من البلورات، وحزمًا من الإلكترونات بدلاً من الأشعة السينية. يُلحق هذا المجهر ضررًا أقل بالعينة، مما يسمح للعلماء بالحصول على مزيد من المعلومات وتحليل تراكيب أكبر. [ 25 ] وقد ساعد التنبؤ الحاسوبي ببنية البروتين للمجالات البنيوية الصغيرة [ 29 ] الباحثين على الاقتراب من دقة على المستوى الذري في دراسة بنى البروتين. اعتبارًا من أبريل 2024يحتوي بنك بيانات البروتين على 181,018 بنية بروتينية تم تحديدها بالأشعة السينية، و19,809 بنية بروتينية تم تحديدها بالمجهر الإلكتروني، و12,697 بنية بروتينية تم تحديدها بالرنين المغناطيسي النووي . [ 30 ]

تصنيف

تُصنَّف البروتينات في المقام الأول حسب تسلسلها وبنيتها، مع وجود تصنيفات أخرى شائعة الاستخدام. ويُوفِّر نظام أرقام EC، خاصةً للإنزيمات، مخططًا للتصنيف الوظيفي. [ 31 ] وبالمثل، يُصنِّف علم الجينات كلاً من الجينات والبروتينات حسب وظيفتها البيولوجية والكيميائية الحيوية، وموقعها داخل الخلية. [ 32 ]

تُستخدم مقارنة التسلسل لتصنيف البروتينات من حيث التشابه التطوري والوظيفي. ويمكن استخدام البروتينات الكاملة أو نطاقات البروتين ، خاصةً في البروتينات متعددة النطاقات . تسمح نطاقات البروتين بتصنيف البروتينات من خلال الجمع بين التسلسل والبنية والوظيفة، ويمكن دمجها بطرق عديدة. في دراسة مبكرة شملت 170,000 بروتين، تم تخصيص نطاق واحد على الأقل لحوالي ثلثي البروتينات، مع احتواء البروتينات الأكبر حجمًا على نطاقات أكثر (على سبيل المثال، تحتوي البروتينات التي يزيد طولها عن 600 حمض أميني على أكثر من 5 نطاقات في المتوسط). [ 33 ]

الكيمياء الحيوية

التركيب الكيميائي للرابطة الببتيدية (أسفل) والتركيب ثلاثي الأبعاد للرابطة الببتيدية بين الألانين وحمض أميني مجاور (أعلى/صورة مصغرة). تتكون الرابطة نفسها من عناصر الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين.
هياكل الرنين للرابطة الببتيدية التي تربط الأحماض الأمينية الفردية لتكوين بوليمر بروتيني

تتكون معظم البروتينات من بوليمرات خطية مبنية من سلاسل تصل إلى 20 حمضًا أمينيًا من نوع L-α . تشترك جميع الأحماض الأمينية المكونة للبروتينات في بنية أساسية واحدة، حيث ترتبط ذرة كربون ألفا بمجموعة أمينية ، ومجموعة كربوكسيل ، وسلسلة جانبية متغيرة . يختلف البرولين فقط عن هذه البنية الأساسية، إذ أن سلسلته الجانبية حلقية، وترتبط بالمجموعة الأمينية، مما يحد من مرونة سلسلة البروتين. [ 34 ] تتميز السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية القياسية بتنوع في بنيتها الكيميائية وخصائصها، ويُحدد التأثير المُجتمع لجميع الأحماض الأمينية بنيتها ثلاثية الأبعاد وتفاعليتها الكيميائية. [ 35 ]

ترتبط الأحماض الأمينية في سلسلة عديد الببتيد بروابط ببتيدية بين مجموعتي الأمين والكربوكسيل. يُطلق على كل حمض أميني في السلسلة اسم البقايا ، وتُعرف سلسلة ذرات الكربون والنيتروجين والأكسجين المرتبطة بها بالسلسلة الرئيسية أو العمود الفقري للبروتين . [ 36 ] : 19 للرابطة الببتيدية شكلان رنينيان يُضفيان على العمود الفقري بعض خصائص الرابطة المزدوجة . تقع ذرات الكربون ألفا تقريبًا في نفس المستوى مع النيتروجين ومجموعة الكربونيل (C=O). تحدد الزاويتان ثنائيتا السطوح الأخريان في الرابطة الببتيدية الشكل الموضعي الذي يتخذه العمود الفقري للبروتين. من نتائج خاصية الرابطة المزدوجة NC(O) أن البروتينات تتمتع بصلابة نسبية. [ 36 ] : 31 تنتهي سلسلة عديد الببتيد بمجموعة أمينية حرة، تُعرف باسم الطرف الأميني ( N-terminus )، ومجموعة كربوكسيل حرة، تُعرف باسم الطرف الكربوكسيلي ( C-terminus ) . [ 37 ] جرت العادة على كتابة تسلسلات الببتيدات من الطرف الأميني إلى الطرف الكربوكسيلي، بما يتوافق مع ترتيب تصنيع البروتينات بواسطة الريبوسومات . [ 37 ] [ 38 ]

تُعدّ مصطلحات البروتين ، والببتيد ، والببتيد غامضة بعض الشيء، وقد تتداخل معانيها. يُستخدم مصطلح البروتين عمومًا للإشارة إلى الجزيء البيولوجي الكامل في هيئة مستقرة ، بينما يُستخدم مصطلح الببتيد عادةً للإشارة إلى قليل الوحدات من الأحماض الأمينية، والتي غالبًا ما تفتقر إلى بنية ثلاثية الأبعاد مستقرة. إلا أن الحد الفاصل بينهما ليس واضحًا تمامًا، وعادةً ما يقع بين 20 و30 حمضًا أمينيًا. [ 39 ]

يمكن للبروتينات أن تتفاعل مع أنواع عديدة من الجزيئات والأيونات، بما في ذلك البروتينات الأخرى ، والدهون ، والكربوهيدرات ، والحمض النووي . [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]

وفرة في الخلايا

يُقدّر أن الخلية البكتيرية النموذجية ، مثل الإشريكية القولونية والمكورات العنقودية الذهبية ، تحتوي على حوالي مليوني بروتين. أما البكتيريا الأصغر حجمًا، مثل الميكوبلازما أو اللولبيات، فتحتوي على عدد أقل من الجزيئات، يتراوح بين 50,000 ومليون جزيء. في المقابل، الخلايا حقيقية النواة أكبر حجمًا، وبالتالي تحتوي على كمية أكبر بكثير من البروتين. على سبيل المثال، يُقدّر أن خلايا الخميرة تحتوي على حوالي 50 مليون جزيء بروتين، بينما تحتوي الخلايا البشرية على ما بين مليار إلى 3 مليارات جزيء بروتين. [ 43 ] يتراوح تركيز نسخ البروتين الفردية من بضعة جزيئات لكل خلية إلى 20 مليون جزيء. [ 44 ] لا تُعبّر جميع الجينات التي تُشفّر البروتينات في معظم الخلايا، ويعتمد عددها على عوامل مثل نوع الخلية والمؤثرات الخارجية. فعلى سبيل المثال، من بين حوالي 20,000 بروتين مُشفّر بواسطة الجينوم البشري، لا يُكتشف سوى 6,000 بروتين في الخلايا اللمفاوية . [ 45 ] يُعتقد أن البروتين الأكثر وفرة في الطبيعة هو روبيسكو ، وهو إنزيم يحفز دمج ثاني أكسيد الكربون في المادة العضوية في عملية التمثيل الضوئي . قد تحتوي النباتات على ما يصل إلى 1% من وزنها من هذا الإنزيم. [ 46 ]

توليف

التخليق الحيوي

يقوم الريبوسوم بإنتاج البروتين باستخدام الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) كقالب.
يُشفّر تسلسل الحمض النووي لجين ما تسلسل الأحماض الأمينية لبروتين ما

تُبنى البروتينات من الأحماض الأمينية باستخدام المعلومات المشفرة في الجينات. لكل بروتين تسلسل أحماض أمينية فريد خاص به، يُحدد بتسلسل النيوكليوتيدات في الجين المُشفِّر لهذا البروتين. الشفرة الوراثية عبارة عن مجموعة من ثلاث نيوكليوتيدات تُسمى الكودونات ، ويُشير كل تركيب من ثلاث نيوكليوتيدات إلى حمض أميني، على سبيل المثال، AUG ( أدينين - يوراسيل - جوانين ) هو رمز الميثيونين . ولأن الحمض النووي DNA يحتوي على أربعة نيوكليوتيدات، فإن العدد الإجمالي للكودونات الممكنة هو 64؛ لذا، يوجد بعض التكرار في الشفرة الوراثية، حيث يُحدد بعض الأحماض الأمينية بأكثر من كودون واحد. [ 42 ] : 1002-42. تُنسخ الجينات المشفرة في الحمض النووي DNA أولًا إلى الحمض النووي الريبوزي الرسول الأولي (pre-mRNA) بواسطة بروتينات مثل بوليميراز الحمض النووي الريبوزي . ثم تُعالج معظم الكائنات الحية الحمض النووي الريبوزي الرسول الأولي (pre-mRNA) ( النسخة الأولية ) باستخدام أشكال مختلفة من التعديلات ما بعد النسخ لتكوين الحمض النووي الريبوزي الرسول الناضج (mRNA)، والذي يُستخدم بعد ذلك كقالب لتخليق البروتين بواسطة الريبوسوم . في بدائيات النوى، قد يُستخدم الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) فور إنتاجه، أو يرتبط بالريبوسوم بعد ابتعاده عن النواة . في المقابل، تُنتج حقيقيات النوى الحمض النووي الريبوزي الرسول في نواة الخلية ، ثم تنقله عبر الغشاء النووي إلى السيتوبلازم ، حيث تتم عملية تخليق البروتين . معدل تخليق البروتين أعلى في بدائيات النوى منه في حقيقيات النوى، وقد يصل إلى 20 حمضًا أمينيًا في الثانية. [ 47 ]

تُعرف عملية تصنيع البروتين من قالب mRNA بالترجمة . يُحمّل mRNA على الريبوسوم، ويُقرأ ثلاث نيوكليوتيدات في كل مرة بمطابقة كل كودون مع مضاد الكودون الخاص به الموجود على جزيء tRNA ، والذي يحمل الحمض الأميني المقابل للكودون. يقوم إنزيم أمينو أسيل tRNA سينثيتاز بشحن جزيئات tRNA بالأحماض الأمينية الصحيحة. يُطلق على عديد الببتيد المتنامي غالبًا اسم السلسلة الوليدة . تُصنّع البروتينات دائمًا من الطرف الأميني (N-terminus) إلى الطرف الكربوكسيلي (C-terminus) . [ 42 ] : 1002–42

يمكن قياس حجم البروتين المُصنّع بعدد الأحماض الأمينية التي يحتويها وكتلته الجزيئية الكلية ، والتي تُقاس عادةً بوحدة دالتون (Da) أو مشتقتها كيلودالتون (kDa). يزداد متوسط ​​حجم البروتين من العتائق إلى البكتيريا ثم إلى حقيقيات النوى (283، 311، 438 حمضًا أمينيًا و31، 34، 49  كيلودالتون على التوالي) نظرًا لزيادة عدد نطاقات البروتين المكونة للبروتينات في الكائنات الحية العليا. [ 48 ] على سبيل المثال، يبلغ متوسط ​​طول بروتينات الخميرة 466 حمضًا أمينيًا وكتلتها 53 كيلودالتون. [ 39 ] أما أكبر البروتينات المعروفة فهي التيتينات ، وهي أحد مكونات الساركومير العضلي ، بكتلة جزيئية تقارب3000  كيلو دالتون وطول إجمالي يقارب27000 حمض أميني . [ 49 ]

التخليق الكيميائي

تخليق الببتيد

يمكن تصنيع البروتينات القصيرة كيميائيًا باستخدام مجموعة من طرق تصنيع الببتيدات . تعتمد هذه الطرق على تقنيات التخليق العضوي ، مثل الربط الكيميائي، لإنتاج الببتيدات بكميات كبيرة. [ 50 ] يسمح التخليق الكيميائي بإدخال أحماض أمينية غير طبيعية في سلاسل عديد الببتيد، مثل ربط المجسات الفلورية بالسلاسل الجانبية للأحماض الأمينية (ويمكن تحقيق ذلك أيضًا عن طريق الهندسة الوراثية عند إنتاج البروتينات المؤتلفة). [ 51 ] [ 52 ] تُعد هذه الطرق مفيدة في الكيمياء الحيوية المخبرية وعلم الأحياء الخلوي ، ولكنها غير مناسبة عمومًا للتطبيقات التجارية. يكون التخليق الكيميائي غير فعال لعديدات الببتيد التي يزيد طولها عن 300 حمض أميني تقريبًا، وقد لا تتخذ البروتينات المُصنّعة بنيتها الثلاثية الأصلية بسهولة . تبدأ معظم طرق التخليق الكيميائي من الطرف الكربوكسيلي (C) إلى الطرف الأميني (N)، عكس اتجاه التفاعل البيولوجي. [ 53 ]

بناء

التركيب البلوري للشابرونين ، وهو مركب بروتيني ضخم. تم تسليط الضوء على وحدة بروتينية واحدة. تساعد الشابرونينات في طي البروتينات.
ثلاثة تمثيلات محتملة للبنية ثلاثية الأبعاد لبروتين إيزوميراز ثلاثي فوسفات الفوسفور . اليسار : تمثيل لجميع الذرات مُلوّن حسب نوع الذرة. الوسط: تمثيل مُبسّط يوضح شكل الهيكل الأساسي، مُلوّن حسب البنية الثانوية. اليمين : تمثيل للسطح المُتاح للمذيب مُلوّن حسب نوع البقايا (البقايا الحمضية باللون الأحمر، والبقايا القاعدية باللون الأزرق، والبقايا القطبية باللون الأخضر، والبقايا غير القطبية باللون الأبيض).

تتخذ معظم البروتينات بنى ثلاثية الأبعاد فريدة. يُعرف الشكل الذي يتخذه البروتين بشكل طبيعي ببنيته الأصلية . [ 36 ] : 36 على الرغم من أن العديد من البروتينات يمكنها أن تتخذ بنيتها دون مساعدة، وذلك ببساطة من خلال الخصائص الكيميائية لأحماضها الأمينية، إلا أن بعضها الآخر يحتاج إلى مساعدة البروتينات المرافقة الجزيئية لتتخذ بنيتها الأصلية. [ 36 ] : 37 غالبًا ما يشير علماء الكيمياء الحيوية إلى أربعة جوانب متميزة لبنية البروتين: [ 36 ] : 30-34

البروتينات ليست جزيئات صلبة تمامًا. فبالإضافة إلى مستويات البنية هذه، قد تنتقل البروتينات بين عدة بنيات مترابطة أثناء أدائها لوظائفها. وفي سياق هذه التحولات الوظيفية، تُعرف هذه البنيات الثالثية أو الرباعية عادةً باسم " التشكيلات "، وتُسمى التحولات بينها بالتغيرات التشكيلية . غالبًا ما تحدث هذه التغيرات نتيجة ارتباط جزيء الركيزة بالموقع النشط للإنزيم ، أو المنطقة الفيزيائية للبروتين التي تشارك في التحفيز الكيميائي. في المحلول، تختلف بنيات البروتين بسبب الاهتزاز الحراري والتصادمات مع جزيئات أخرى. [ 42 ] : 368-375

السطح الجزيئي لعدة بروتينات يوضح أحجامها النسبية. من اليسار إلى اليمين: الغلوبولين المناعي G (IgG، وهو جسم مضاد )، والهيموغلوبين ، والأنسولين (هرمون)، وأدينيلات كيناز (إنزيم)، وغلوتامين سينثيتاز (إنزيم).

يمكن تقسيم البروتينات بشكل غير رسمي إلى ثلاث فئات رئيسية، تتوافق مع بنيتها الثلاثية النموذجية: البروتينات الكروية ، والبروتينات الليفية ، والبروتينات الغشائية . جميع البروتينات الكروية تقريبًا قابلة للذوبان ، والعديد منها إنزيمات. أما البروتينات الليفية، فهي غالبًا بروتينات هيكلية، مثل الكولاجين ، المكون الرئيسي للأنسجة الضامة، أو الكيراتين ، المكون البروتيني للشعر والأظافر. بينما تعمل البروتينات الغشائية غالبًا كمستقبلات أو توفر قنوات لمرور الجزيئات القطبية أو المشحونة عبر غشاء الخلية . [ 42 ] : 165-185

تُسمى حالة خاصة من الروابط الهيدروجينية داخل الجزيئات في البروتينات، والتي تكون محمية بشكل ضعيف من هجوم الماء وبالتالي تعزز جفافها الذاتي، بالديهيدرونات . [ 54 ]

نطاقات البروتين

تتكون العديد من البروتينات من عدة نطاقات بروتينية ، أي أجزاء من البروتين تتشكل في وحدات بنيوية متميزة. [ 55 ] : 134 عادةً ما يكون للنطاقات وظائف محددة، مثل الأنشطة الإنزيمية (مثل الكيناز ) أو أنها تعمل كوحدات ربط. [ 55 ] : 155-156

نطاقات البروتين مقابل الموتيفات . نطاقات البروتين (مثل نطاق EVH1 ) هي وحدات وظيفية داخل البروتينات، تتخذ شكل بنى ثلاثية الأبعاد محددة. أما الموتيفات، فهي عادةً تسلسلات قصيرة ذات وظائف محددة، ولكنها تفتقر إلى بنية ثلاثية الأبعاد مستقرة. العديد من الموتيفات هي مواقع ارتباط لبروتينات أخرى (مثل الشريطين الأحمر والأخضر الموضحين هنا في سياق بروتين VASP ). [ 56 ]

نمط التسلسل

غالبًا ما تعمل تسلسلات الأحماض الأمينية القصيرة داخل البروتينات كمواقع تعرف لبروتينات أخرى. [ 57 ] على سبيل المثال، ترتبط نطاقات SH3 عادةً بنمط PxxP قصير (أي برولينين [P]، يفصل بينهما حمضان أمينيان غير محددين [x]، على الرغم من أن الأحماض الأمينية المحيطة قد تحدد خصوصية الارتباط بدقة). وقد جُمعت العديد من هذه الأنماط في قاعدة بيانات الأنماط الخطية حقيقية النواة (ELM). [ 58 ]

الوظائف الخلوية

تُعدّ البروتينات العناصر الرئيسية داخل الخلية، إذ يُقال إنها تُنفّذ المهام المُحددة بالمعلومات المُشفّرة في الجينات. [ 39 ] وباستثناء أنواع مُعينة من الحمض النووي الريبوزي (RNA) ، فإنّ مُعظم الجزيئات البيولوجية الأخرى عناصر خاملة نسبيًا تتفاعل معها البروتينات. تُشكّل البروتينات نصف الوزن الجاف لخلية الإشريكية القولونية ، بينما تُشكّل الجزيئات الكبيرة الأخرى، مثل الحمض النووي (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA)، 3% و20% فقط على التوالي. [ 59 ] تُعرف مجموعة البروتينات المُعبَّر عنها في خلية مُعينة أو نوع مُعين من الخلايا باسم بروتيومها . [ 55 ] : 120

يُعرض إنزيم الهيكسوكيناز كنموذج جزيئي تقليدي باستخدام نموذج الكرة والعصا. وفي الزاوية العلوية اليمنى، يظهر اثنان من ركائزه، وهما الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) والجلوكوز ، وفقًا للمقياس .

إن السمة الرئيسية للبروتينات التي تتيح لها أداء وظائفها المتنوعة هي قدرتها على الارتباط بجزيئات أخرى بشكل انتقائي وقوي. تُعرف المنطقة المسؤولة عن ارتباط جزيء آخر في البروتين بموقع الارتباط ، وغالبًا ما تكون تجويفًا أو "جيبًا" على سطح الجزيء. وتتوسط هذه القدرة على الارتباط البنية الثالثية للبروتين، التي تحدد جيب موقع الارتباط، والخصائص الكيميائية للسلاسل الجانبية للأحماض الأمينية المحيطة. قد يكون ارتباط البروتين قويًا وانتقائيًا للغاية؛ فعلى سبيل المثال، يرتبط بروتين مثبط الريبونيوكلياز بالأنجيوجينين البشري بثابت تفكك دون الفيمتومولار (<  10⁻¹⁵ مولار)، ولكنه لا يرتبط إطلاقًا بنظيره البرمائي، الأونكوناز (> 1 مولار). وفي بعض الأحيان ، تكفي تغييرات كيميائية طفيفة للغاية، مثل إضافة مجموعة ميثيل واحدة إلى شريك الارتباط، للقضاء على الارتباط تقريبًا. على سبيل المثال، فإن إنزيم أمينو أسيل tRNA سينثيتاز الخاص بالحمض الأميني فالين يميز ضد السلسلة الجانبية المشابهة جدًا للحمض الأميني إيزولوسين . [ 60 ]   

يمكن للبروتينات أن ترتبط ببروتينات أخرى، وكذلك بركائز جزيئية صغيرة . عندما ترتبط البروتينات تحديدًا بنسخ أخرى من الجزيء نفسه، فإنها تتجمع لتكوين ألياف؛ وتحدث هذه العملية غالبًا في البروتينات التركيبية التي تتكون من وحدات أحادية كروية تتجمع ذاتيًا لتكوين ألياف صلبة. تنظم تفاعلات البروتين-بروتين النشاط الإنزيمي، وتتحكم في تقدم دورة الخلية ، وتسمح بتجميع معقدات بروتينية كبيرة تؤدي العديد من التفاعلات المترابطة ذات الوظيفة البيولوجية المشتركة. يمكن للبروتينات أن ترتبط بأغشية الخلايا أو أن تندمج فيها. تتيح قدرة البروتينات المرتبطة على إحداث تغييرات بنيوية في البروتينات بناء شبكات إشارات بالغة التعقيد. [ 42 ] : 830-49. نظرًا لأن التفاعلات بين البروتينات قابلة للانعكاس وتعتمد بشكل كبير على توافر مجموعات مختلفة من البروتينات الشريكة لتكوين تجمعات قادرة على أداء وظائف محددة، فإن دراسة التفاعلات بين بروتينات معينة تُعد مفتاحًا لفهم جوانب مهمة من وظائف الخلية، وفي نهاية المطاف، الخصائص التي تميز أنواعًا معينة من الخلايا. [ 61 ] [ 62 ]

الإنزيمات

الدور الأشهر للبروتينات في الخلية هو دورها كإنزيمات ، حيث تحفز التفاعلات الكيميائية. تتميز الإنزيمات عادةً بتخصصها العالي، إذ تُسرّع تفاعلاً كيميائياً واحداً أو بضعة تفاعلات فقط. تُجري الإنزيمات معظم التفاعلات المشاركة في عملية الأيض ، بالإضافة إلى تعديل الحمض النووي (DNA) في عمليات مثل تضاعف الحمض النووي ، وإصلاحه ، ونسخه . تعمل بعض الإنزيمات على بروتينات أخرى لإضافة أو إزالة مجموعات كيميائية في عملية تُعرف بالتعديل ما بعد الترجمة. من المعروف أن حوالي 4000 تفاعل تُحفزها الإنزيمات. [ 63 ] غالباً ما يكون تسارع معدل التفاعل الناتج عن التحفيز الإنزيمي هائلاً، إذ يصل إلى 10^ 17 ضعفاً مقارنةً بالتفاعل غير المحفز في حالة إنزيم أوروتات ديكاربوكسيلاز (78 مليون سنة بدون الإنزيم، و18 مللي ثانية فقط مع وجوده). [ 64 ]

تُسمى الجزيئات التي ترتبط بها الإنزيمات وتتأثر بها بالركائز . على الرغم من أن الإنزيمات قد تتكون من مئات الأحماض الأمينية، إلا أن جزءًا صغيرًا فقط من هذه البقايا هو الذي يتلامس مع الركيزة، وجزء أصغر - من ثلاثة إلى أربعة بقايا في المتوسط ​​- هو الذي يشارك مباشرةً في عملية التحفيز. [ 65 ] تُعرف المنطقة من الإنزيم التي ترتبط بالركيزة وتحتوي على البقايا التحفيزية بالموقع النشط . [ 55 ] : 389

البروتينات الموجهة هي أعضاء في فئة من البروتينات التي تحدد الكيمياء الفراغية لمركب يتم تصنيعه بواسطة إنزيمات أخرى. [ 66 ]

إشارات الخلية وربط الليجاند

رسم تخطيطي شريطي لجسم مضاد فأري ضد الكوليرا يرتبط بمستضد كربوهيدراتي

تشارك العديد من البروتينات في عملية الإشارات الخلوية ونقل الإشارات . بعض البروتينات، كالأنسولين ، هي بروتينات خارج خلوية تنقل الإشارة من الخلية التي صُنعت فيها إلى خلايا أخرى في أنسجة بعيدة . بينما بروتينات أخرى هي بروتينات غشائية تعمل كمستقبلات ، ووظيفتها الأساسية هي الارتباط بجزيء إشارة وتحفيز استجابة كيميائية حيوية في الخلية. تحتوي العديد من المستقبلات على موقع ارتباط مكشوف على سطح الخلية، ونطاق مُؤثر داخلها، قد يمتلك نشاطًا إنزيميًا أو قد يخضع لتغير بنيوي ترصده بروتينات أخرى داخل الخلية. [ 41 ] : 251-281

الأجسام المضادة هي مكونات بروتينية للجهاز المناعي التكيفي، ووظيفتها الرئيسية هي الارتباط بالمستضدات ، أو المواد الغريبة في الجسم، وتوجيهها لتدميرها. يمكن إفراز الأجسام المضادة في البيئة خارج الخلوية أو تثبيتها في أغشية خلايا بائية متخصصة تُعرف بالخلايا البلازمية . في حين أن الإنزيمات محدودة في قدرتها على الارتباط بركائزها بسبب ضرورة إتمام تفاعلها، فإن الأجسام المضادة لا تخضع لمثل هذه القيود. تتميز الأجسام المضادة بقدرة عالية للغاية على الارتباط بهدفها. [ 42 ] : 275-250

ترتبط العديد من بروتينات نقل الليجاند بجزيئات حيوية صغيرة محددة وتنقلها إلى مواقع أخرى في جسم الكائن متعدد الخلايا. يجب أن تتمتع هذه البروتينات بألفة ارتباط عالية عندما يكون الليجاند موجودًا بتركيزات عالية، وأن تُطلق الليجاند عندما يكون موجودًا بتركيزات منخفضة في الأنسجة المستهدفة. يُعد الهيموجلوبين مثالًا نموذجيًا لبروتين رابط لليجاند ، حيث ينقل الأكسجين من الرئتين إلى الأعضاء والأنسجة الأخرى في جميع الفقاريات ، وله نظائر قريبة في كل مملكة بيولوجية . [ 42 ] : 222-229. الليكتينات هي بروتينات رابطة للسكريات ، وتتميز بتخصصها العالي لجزيئات السكر. تلعب الليكتينات عادةً دورًا في ظواهر التعرف البيولوجي التي تشمل الخلايا والبروتينات. [ 67 ] المستقبلات هي بروتينات رابطة عالية التخصص، وتعمل العديد من الهرمونات عن طريق الارتباط بشكل خاص بمستقبلاتها. [ 68 ]

يمكن للبروتينات الغشائية أن تعمل كبروتينات ناقلة للروابط، حيث تُغير نفاذية غشاء الخلية للجزيئات الصغيرة والأيونات. يحتوي الغشاء وحده على لب كاره للماء لا تستطيع الجزيئات القطبية أو المشحونة الانتشار من خلاله . تحتوي البروتينات الغشائية على قنوات داخلية تسمح لهذه الجزيئات بالدخول والخروج من الخلية. تتخصص العديد من بروتينات قنوات الأيونات في انتقاء أيون معين فقط؛ فعلى سبيل المثال، غالبًا ما تميز قنوات البوتاسيوم والصوديوم بين أيون واحد فقط من هذين الأيونين. [ 41 ] : 232-234

البروتينات الهيكلية

بنية البروتين

تُضفي البروتينات البنيوية الصلابة والمتانة على المكونات البيولوجية السائلة. معظم هذه البروتينات ليفية ؛ فعلى سبيل المثال، يُعد الكولاجين والإيلاستين من المكونات الأساسية للأنسجة الضامة كالغضروف ، بينما يوجد الكيراتين في التراكيب الصلبة أو الخيطية كالشعر والأظافر والريش والحوافر وبعض أصداف الحيوانات . [ 42 ] : 178-181. تؤدي بعض البروتينات الكروية وظائف بنيوية، فالأكتين والتوبولين كرويان وقابلان للذوبان كجزيئات أحادية، لكنهما يتجمعان لتكوين ألياف طويلة وصلبة تُشكل الهيكل الخلوي ، مما يسمح للخلية بالحفاظ على شكلها وحجمها. [ 55 ] : 490

من البروتينات الأخرى التي تؤدي وظائف هيكلية، البروتينات الحركية مثل الميوسين والكينيسين والداينين ، القادرة على توليد قوى ميكانيكية. تُعد هذه البروتينات ضرورية لحركة الخلايا في الكائنات وحيدة الخلية، ولإنتاج الحيوانات المنوية في العديد من الكائنات متعددة الخلايا التي تتكاثر جنسيًا . فهي تولد القوى التي تُبذلها العضلات المنقبضة [ 42 ] : 258-264، 272 ، وتلعب أدوارًا أساسية في النقل داخل الخلايا [ 55 ] : 481، 490.

أساليب الدراسة

تشمل الطرق الشائعة لدراسة بنية البروتين ووظيفته : الكيمياء المناعية النسيجية ، والطفرات الموجهة للموقع ، وعلم البلورات بالأشعة السينية ، والرنين المغناطيسي النووي ، وقياس الطيف الكتلي . يمكن فحص أنشطة البروتينات وبنيتها في المختبر ، وفي الكائنات الحية ، وباستخدام المحاكاة الحاسوبية . تُعد الدراسات المختبرية للبروتينات النقية في بيئات مضبوطة مفيدة لفهم كيفية أداء البروتين لوظيفته: [ 69 ] على سبيل المثال، تستكشف دراسات حركية الإنزيم الآلية الكيميائية للنشاط التحفيزي للإنزيم ومدى انجذابه النسبي لجزيئات الركيزة المختلفة. [ 70 ] في المقابل، يمكن أن توفر التجارب في الكائنات الحية معلومات حول الدور الفسيولوجي للبروتين في سياق الخلية أو حتى الكائن الحي بأكمله ، وغالبًا ما توفر معلومات أكثر حول سلوك البروتين في سياقات مختلفة. [ 71 ] تستخدم الدراسات الحاسوبية أساليب حسابية لدراسة البروتينات. [ 72 ]

تنقية البروتين

يمكن تنقية البروتينات من مكونات الخلية الأخرى باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات مثل الطرد المركزي الفائق ، والترسيب ، والرحلان الكهربائي ، والكروماتوغرافيا ؛ [ 36 ] : 21-24 وقد أتاح ظهور الهندسة الوراثية عددًا من الطرق لتسهيل عملية التنقية. [ 73 ]

لإجراء التحليل المختبري ، يجب تنقية البروتين من مكونات الخلية الأخرى. تبدأ هذه العملية عادةً بتحلل الخلية ، حيث يتم تمزيق غشاء الخلية وإطلاق محتوياتها الداخلية في محلول يُعرف باسم المستخلص الخام . يمكن تنقية الخليط الناتج باستخدام الطرد المركزي الفائق ، الذي يفصل مكونات الخلية المختلفة إلى أجزاء تحتوي على بروتينات ذائبة، ودهون وبروتينات غشائية، وعضيات خلوية ، وأحماض نووية . يمكن تركيز البروتينات من هذا المستخلص عن طريق الترسيب الملحي . بعد ذلك، تُستخدم أنواع مختلفة من الكروماتوغرافيا لعزل البروتين أو البروتينات المطلوبة بناءً على خصائص مثل الوزن الجزيئي، والشحنة الصافية، وقوة الارتباط. [ 36 ] : 21-24 يمكن مراقبة مستوى التنقية باستخدام أنواع مختلفة من الرحلان الكهربائي الهلامي إذا كان الوزن الجزيئي ونقطة التعادل الكهربائي للبروتين المطلوب معروفين، أو باستخدام التحليل الطيفي إذا كان للبروتين خصائص طيفية مميزة، أو باستخدام فحوصات الإنزيم إذا كان للبروتين نشاط إنزيمي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن عزل البروتينات وفقًا لشحنتها باستخدام التركيز الكهربائي . [ 74 ]

بالنسبة للبروتينات الطبيعية، قد تكون هناك حاجة إلى سلسلة من خطوات التنقية للحصول على بروتين نقي بدرجة كافية للتطبيقات المختبرية. ولتبسيط هذه العملية، تُستخدم الهندسة الوراثية غالبًا لإضافة خصائص كيميائية إلى البروتينات تُسهّل تنقيتها دون التأثير على بنيتها أو نشاطها. في هذه العملية، تُضاف علامة تتكون من تسلسل محدد من الأحماض الأمينية، غالبًا ما يكون سلسلة من بقايا الهيستيدين ( علامة His )، إلى أحد طرفي البروتين. ونتيجة لذلك، عند تمرير المستخلص عبر عمود كروماتوغرافي يحتوي على النيكل ، ترتبط بقايا الهيستيدين بالنيكل وتلتصق بالعمود، بينما تمر مكونات المستخلص غير الموسومة دون عائق. وقد طُوّر عدد من العلامات لمساعدة الباحثين على تنقية بروتينات محددة من مخاليط معقدة. [ 73 ]

التوطين الخلوي

بروتينات في مختلف الحجيرات والهياكل الخلوية موسومة ببروتين فلوري أخضر (هنا، أبيض)

غالبًا ما تُعنى دراسة البروتينات داخل الكائنات الحية بتخليق البروتين وتحديد موقعه داخل الخلية. ورغم أن العديد من البروتينات داخل الخلايا تُصنّع في السيتوبلازم ، والبروتينات المرتبطة بالغشاء أو المُفرزة في الشبكة الإندوبلازمية ، فإن تفاصيل كيفية توجيه البروتينات إلى عضيات أو تراكيب خلوية محددة غالبًا ما تكون غير واضحة. ومن التقنيات المفيدة لتقييم التموضع الخلوي استخدام الهندسة الوراثية للتعبير في الخلية عن بروتين مُدمج أو بروتين هجين يتكون من البروتين الطبيعي المراد دراسته مرتبطًا ببروتين مُؤشّر ، مثل البروتين الفلوري الأخضر (GFP). [ 75 ] ويمكن بعد ذلك تصوير موقع البروتين المُدمج داخل الخلية بدقة وكفاءة باستخدام المجهر . [ 76 ]

تتطلب طرق أخرى لتحديد الموقع الخلوي للبروتينات استخدام علامات محددة معروفة لمناطق مثل الشبكة الإندوبلازمية، وجهاز جولجي، والجسيمات الحالة، والفجوات، والميتوكوندريا، والبلاستيدات الخضراء، والغشاء البلازمي، وغيرها. وباستخدام نسخ موسومة بصبغات فلورية من هذه العلامات، أو باستخدام أجسام مضادة لعلامات معروفة، يصبح تحديد موقع البروتين المطلوب أسهل بكثير. على سبيل المثال، يسمح التألق المناعي غير المباشر بتحديد الموقع المشترك للفلورة وإثبات الموقع. وتُستخدم الأصباغ الفلورية لوسم الحجيرات الخلوية لغرض مماثل. [ 77 ]

توجد احتمالات أخرى أيضًا. على سبيل المثال، تستخدم تقنية الكيمياء المناعية عادةً أجسامًا مضادة لبروتين واحد أو أكثر من البروتينات المستهدفة، مرتبطة بإنزيمات تُنتج إشارات ضوئية أو لونية يمكن مقارنتها بين العينات، مما يسمح بتحديد موقعها. [ 78 ] ومن التقنيات الأخرى القابلة للتطبيق التجزئة المشتركة في تدرجات السكروز (أو مواد أخرى) باستخدام الطرد المركزي متساوي الكثافة . [ 79 ] مع أن هذه التقنية لا تثبت التموضع المشترك لحيز ذي كثافة معروفة والبروتين المستهدف، إلا أنها تشير إلى احتمالية متزايدة. [ 79 ]

أخيرًا، تُعدّ المجهرية الإلكترونية المناعية المعيار الذهبي لتحديد موقع البروتينات داخل الخلايا . تستخدم هذه التقنية أجسامًا مضادة للبروتين المراد دراسته، إلى جانب تقنيات المجهر الإلكتروني التقليدية. تُحضّر العينة للفحص المجهري الإلكتروني العادي، ثم تُعالج بجسم مضاد للبروتين المراد دراسته مُرتبط بمادة شديدة الكثافة الكهربائية، عادةً ما تكون الذهب. يتيح ذلك تحديد موقع كلٍّ من التفاصيل الدقيقة للبنية والبروتين المراد دراسته. [ 80 ]

من خلال تطبيق آخر للهندسة الوراثية يُعرف باسم الطفرات الموجهة للموقع ، يستطيع الباحثون تغيير تسلسل البروتين، وبالتالي بنيته وموقعه الخلوي ومدى استجابته للتنظيم. وتتيح هذه التقنية أيضًا دمج الأحماض الأمينية غير الطبيعية في البروتينات، باستخدام الحمض النووي الريبوزي الناقل المعدل [ 81 ] ، وقد تسمح بالتصميم العقلاني لبروتينات جديدة ذات خصائص مبتكرة [ 82 ] .

علم البروتينات

تُعرف المجموعة الكاملة من البروتينات الموجودة في خلية أو نوع خلوي معين باسم البروتيوم ، وتُعرف دراسة مجموعات البيانات واسعة النطاق هذه باسم علم البروتينات ، الذي سُمي قياسًا على علم الجينوم . تشمل التقنيات التجريبية الرئيسية في علم البروتينات: الفصل الكهربائي ثنائي الأبعاد [ 83 ] ، الذي يسمح بفصل العديد من البروتينات، وقياس الطيف الكتلي [ 84 ] ، الذي يسمح بالتعرف السريع وعالي الإنتاجية على البروتينات وتسلسل الببتيدات (غالبًا بعد الهضم داخل الهلام )، والمصفوفات الدقيقة للبروتينات ، التي تسمح بالكشف عن المستويات النسبية للبروتينات المختلفة الموجودة في الخلية، وفحص التفاعل الثنائي ، الذي يسمح بالاستكشاف المنهجي لتفاعلات البروتين-بروتين [ 85 ] . تُعرف المجموعة الكاملة من هذه التفاعلات الممكنة بيولوجيًا باسم الإنتركتوم [ 86 ] . تُعرف المحاولة المنهجية لتحديد هياكل البروتينات التي تمثل كل طي ممكن باسم علم الجينوم البنيوي [ 87 ] .

تحديد البنية

يُمكن أن يُوفّر اكتشاف البنية الثالثية للبروتين، أو البنية الرباعية لمركباته، أدلةً مهمةً حول كيفية أداء البروتين لوظيفته وكيفية تأثره، كما هو الحال في تصميم الأدوية . ولأن البروتينات صغيرة جدًا بحيث لا يُمكن رؤيتها بالمجهر الضوئي ، فلا بد من استخدام طرق أخرى لتحديد بنيتها. تشمل الطرق التجريبية الشائعة علم البلورات بالأشعة السينية وطيف الرنين النووي المغناطيسي ، وكلاهما يُوفّر معلومات هيكلية بدقة ذرية . مع ذلك، تُتيح تجارب الرنين النووي المغناطيسي معلوماتٍ يُمكن من خلالها تقدير مجموعة فرعية من المسافات بين أزواج الذرات، ويتم تحديد التكوينات النهائية المُحتملة للبروتين عن طريق حلّ مسألة هندسة المسافة . يُعدّ قياس التداخل ثنائي الاستقطاب طريقة تحليلية كمية لقياس التكوين الكلي للبروتين والتغيرات التكوينية الناتجة عن التفاعلات أو غيرها من المؤثرات. يُعدّ قياس الاستقطاب الدائري تقنيةً مخبريةً أخرى لتحديد التركيب الداخلي للبروتينات من حيث الصفائح بيتا/الحلزونات ألفا. يُستخدم المجهر الإلكتروني فائق البرودة لإنتاج معلومات هيكلية منخفضة الدقة حول معقدات بروتينية كبيرة جدًا، بما في ذلك الفيروسات المُجمَّعة ؛ [ 41 ] : 340-341. ويمكن لتقنية أخرى تُعرف باسم علم البلورات الإلكتروني أن تُنتج معلومات عالية الدقة في بعض الحالات، لا سيما بالنسبة للبلورات ثنائية الأبعاد للبروتينات الغشائية. [ 88 ] عادةً ما تُودَع الهياكل المُحَلَّلة في بنك بيانات البروتين (PDB)، وهو مصدر متاح مجانًا يُمكن من خلاله الحصول على بيانات هيكلية حول آلاف البروتينات على شكل إحداثيات ديكارتية لكل ذرة في البروتين. [ 89 ]

يُعرف عدد أكبر بكثير من تسلسلات الجينات مقارنةً ببنية البروتينات. علاوة على ذلك، فإن مجموعة البنى المحلولة تميل نحو البروتينات التي يسهل إخضاعها للشروط المطلوبة في علم البلورات بالأشعة السينية ، وهي إحدى الطرق الرئيسية لتحديد البنية. على وجه الخصوص، يسهل نسبيًا بلورة البروتينات الكروية استعدادًا لعلم البلورات بالأشعة السينية. في المقابل، يصعب بلورة البروتينات الغشائية والمعقدات البروتينية الكبيرة، وهي ممثلة تمثيلًا ناقصًا في بنك بيانات البروتينات (PDB). [ 90 ] سعت مبادرات علم الجينوم البنيوي إلى معالجة هذه النواقص من خلال الحل المنهجي للبنى التمثيلية لفئات الطي الرئيسية. تحاول طرق التنبؤ ببنية البروتين توفير وسيلة لتوليد بنية معقولة للبروتينات التي لم تُحدد بنيتها تجريبيًا. [ 91 ]

التنبؤ بالبنية

يمكن تحليل الأحماض الأمينية المكونة للبروتين للتنبؤ بالبنية الثانوية والثالثية والرباعية للبروتين، وفي هذه الحالة الهيموجلوبين الذي يحتوي على وحدات الهيم .

يُكمّل مجال التنبؤ ببنية البروتين مجالَ علم الجينوم البنيوي، إذ يُطوّر نماذج رياضية فعّالة للبروتينات للتنبؤ بالتكوينات الجزيئية نظريًا، بدلًا من رصد البنى من خلال الملاحظة المختبرية. [ 92 ] يعتمد أنجح أنواع التنبؤ بالبنية، والمعروف بنمذجة التماثل ، على وجود بنية "نموذجية" ذات تسلسل مشابه للبروتين المراد نمذجته؛ ويهدف علم الجينوم البنيوي إلى توفير تمثيل كافٍ في البنى المحلولة لنمذجة معظم البنى المتبقية. [ 93 ] على الرغم من أن إنتاج نماذج دقيقة لا يزال يُمثّل تحديًا عند توفر بنى نموذجية ذات صلة بعيدة فقط، فقد اقتُرح أن محاذاة التسلسل هي العائق الرئيسي في هذه العملية، إذ يُمكن إنتاج نماذج دقيقة جدًا إذا كانت محاذاة التسلسل "مثالية". [ 94 ] ساهمت العديد من طرق التنبؤ بالبنية في إثراء مجال هندسة البروتين الناشئ ، حيث صُممت طيات بروتينية جديدة بالفعل. [ 95 ] تحتوي العديد من البروتينات (حوالي 33% في حقيقيات النوى) على أجزاء كبيرة غير مُهيكلة ولكنها وظيفية بيولوجيًا، ويمكن تصنيفها على أنها بروتينات غير مُنظمة جوهريًا . يُعد التنبؤ باضطراب البروتين وتحليله جزءًا مهمًا من توصيف بنية البروتين. [ 96 ]

محاكاة العمليات الديناميكية باستخدام الحاسوب

تُعدّ التنبؤات بالتفاعلات بين الجزيئات، كما في الالتحام الجزيئي [ 97 ] ، وطَيّ البروتينات ، وتفاعلات البروتينات، والتفاعلات الكيميائية، من المشكلات الحسابية الأكثر تعقيدًا. وتتضمن النماذج الرياضية لمحاكاة هذه العمليات الديناميكية الميكانيكا الجزيئية ، ولا سيما الديناميكا الجزيئية . وفي هذا السياق، كشفت المحاكاة الحاسوبية عن طي نطاقات بروتينية صغيرة حلزونية ألفا، مثل رأس الفيلين [ 98 ] ، والبروتين المساعد لفيروس نقص المناعة البشرية [ 99 ]. كما استكشفت طرق هجينة تجمع بين الديناميكا الجزيئية القياسية ورياضيات ميكانيكا الكم الحالات الإلكترونية للرودوبسينات [ 100 ] .

إلى جانب ديناميكيات الجزيئات الكلاسيكية، تتيح طرق ديناميكيات الكم محاكاة البروتينات بتفاصيل ذرية مع وصف دقيق للتأثيرات الكمومية. ومن الأمثلة على ذلك طريقة هارتري متعددة الطبقات ومتعددة التكوينات المعتمدة على الزمن، ومنهج معادلات الحركة الهرمية ، واللتان طُبقتا على كريبتوكرومات النباتات [ 101 ] ومجمعات حصاد الضوء في البكتيريا [ 102 ] على التوالي. تتطلب كل من محاكاة الأنظمة البيولوجية، سواء الكمومية أو الكلاسيكية، قدرة حسابية هائلة، لذا تُسهّل مبادرات الحوسبة الموزعة ، مثل مشروع Folding@home، نمذجة الجزيئات من خلال الاستفادة من التطورات في المعالجة المتوازية لوحدات معالجة الرسومات (GPU) وتقنيات مونت كارلو . [ 103 ] [ 104 ]

التحليل الكيميائي

يتكون محتوى النيتروجين الكلي في المادة العضوية بشكل رئيسي من مجموعات الأمين في البروتينات. يُعدّ النيتروجين الكلي بطريقة كيلدال (TKN) مقياسًا شائع الاستخدام للنيتروجين في تحليل المياه (مياه الصرف الصحي)، والتربة، والأغذية، والأعلاف، والمواد العضوية بشكل عام. وكما يوحي الاسم، تُطبّق طريقة كيلدال . وتتوفر طرق أكثر حساسية. [ 105 ] [ 106 ]

الهضم

تحلل البروتين. X = حمض الهيدروكلوريك والحرارة للتحلل البروتيني الصناعي. X = إنزيم البروتياز للتحلل البروتيني البيولوجي

في غياب المحفزات، تتحلل البروتينات ببطء . [ 107 ] يُعدّ تحلل البروتينات إلى ببتيدات صغيرة وأحماض أمينية ( التحلل البروتيني ) خطوةً في عملية الهضم ؛ ثم تُمتصّ نواتج التحلل هذه في الأمعاء الدقيقة . [ 108 ] يعتمد تحلل البروتينات على إنزيمات تُسمى البروتيازات أو الببتيدازات. وتأتي البروتيازات، وهي بروتينات بحد ذاتها، في أنواع عديدة وفقًا لروابط الببتيد التي تقطعها، بالإضافة إلى ميلها لقطع روابط الببتيد في نهاية البروتين (إكسوببتيدازات) مقابل روابط الببتيد في داخل البروتين (إندو ببتيدازات). [ 109 ] يُعدّ البيبسين إندو ببتيدازًا في المعدة. بعد المعدة ، يُفرز البنكرياس بروتيازات أخرى لإتمام عملية التحلل، ومنها التربسين والكيموتريبسين . [ 110 ]

تُستخدم عملية تحلل البروتين تجارياً كوسيلة لإنتاج الأحماض الأمينية من مصادر البروتين بكميات كبيرة، مثل مسحوق الدم والريش والكيراتين. تُعالج هذه المواد بحمض الهيدروكلوريك الساخن ، مما يؤدي إلى تحلل الروابط الببتيدية. [ 111 ]

الخواص الميكانيكية

تتسم الخصائص الميكانيكية للبروتينات بتنوعها الكبير، وغالبًا ما تكون أساسية لوظائفها البيولوجية، كما هو الحال مع بروتينات مثل الكيراتين والكولاجين . [ 112 ] فعلى سبيل المثال ، ترتبط قدرة الأنسجة العضلية على التمدد والانقباض باستمرار ارتباطًا مباشرًا بالخصائص المرنة لتكوينها البروتيني الأساسي. [ 113 ] [ 114 ] وبالإضافة إلى البروتينات الليفية، فإن الديناميكيات التركيبية للإنزيمات [ 115 ] وبنية الأغشية البيولوجية ، من بين وظائف بيولوجية أخرى، تخضع للخصائص الميكانيكية للبروتينات. وخارج سياقها البيولوجي، جعلت الخصائص الميكانيكية الفريدة للعديد من البروتينات، إلى جانب استدامتها النسبية مقارنةً بالبوليمرات الاصطناعية ، منها أهدافًا مرغوبة لتصميم مواد الجيل القادم. [ 116 ] [ 117 ]

يُحسب معامل يونغ ، E ، كنسبة الإجهاد المحوري σ إلى الانفعال الناتج ε . وهو مقياس للصلابة النسبية للمادة . في سياق البروتينات، غالبًا ما ترتبط هذه الصلابة ارتباطًا مباشرًا بالوظيفة البيولوجية. على سبيل المثال، لوحظ أن الكولاجين ، الموجود في الأنسجة الضامة والعظام والغضاريف ، والكيراتين ، الموجود في الأظافر والمخالب والشعر، يتمتعان بصلابة أعلى بعدة مراتب من صلابة الإيلاستين ، [ 118 ] الذي يُعتقد أنه يُكسب المرونة لهياكل مثل الأوعية الدموية وأنسجة الرئة وأنسجة المثانة ، وغيرها. [ 119 ] [ 120 ] بالمقارنة، فإن البروتينات الكروية ، مثل ألبومين مصل البقر ، التي تطفو بحرية نسبية في السيتوسول وغالبًا ما تعمل كإنزيمات (وبالتالي تخضع لتغيرات بنيوية متكررة)، لها معاملات يونغ أقل بكثير. [ 121 ] [ 122 ]

يمكن إيجاد معامل يونغ لبروتين واحد من خلال محاكاة الديناميكا الجزيئية . باستخدام مجالات القوى الذرية، مثل CHARMM أو GROMOS ، أو مجالات القوى التقريبية مثل Martini، [ 123 ] يمكن شد جزيء بروتين واحد بقوة أحادية المحور، مع تسجيل التمدد الناتج لحساب الإجهاد. [ 124 ] [ 125 ] عمليًا، يمكن استخدام طرق مثل مجهر القوة الذرية للحصول على بيانات مماثلة. [ 126 ] تتضمن الديناميكا الداخلية للبروتينات تشوهات مرنة وبلاستيكية دقيقة ناتجة عن قوى اللزوجة المرنة ، والتي يمكن دراستها بتقنيات علم الريولوجيا النانوية . [ 127 ]

على المستوى العياني، يمكن الحصول على معامل يونغ لشبكات البروتين المتشابكة من خلال الاختبارات الميكانيكية التقليدية . ويمكن الاطلاع أدناه على القيم التي تم رصدها تجريبياً لبعض البروتينات.

مرونة البروتينات المختلفة
بروتينفئة البروتيناتمعامل يونغ
الكيراتين (المتشابك)ليفي1.5–10  جيجا باسكال [ 128 ]
الإيلاستين (المتشابك)ليفي1  ميجا باسكال [ 118 ]
الفيبرين (المتشابك)ليفي1-10  ميجا باسكال [ 118 ]
الكولاجين (المتشابك)ليفي5–7.5  جيجا باسكال [ 118 ] [ 129 ]
ريزيلين (متشابك)ليفي1-2  ميجا باسكال [ 118 ]
ألبومين مصل البقر (المتشابك)كروي2.5–15  كيلو باسكال [ 121 ]
بروتينات الغشاء الخارجي ذات الشكل البرميلي بيتاغشاء20–45  جيجا باسكال [ 130 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 أوزبورن تي بي (1909). "التاريخ" . البروتينات النباتية . ص 1-6 . 
  2. 1 2 3 رينولدز، جيه إيه، وتانفورد، سي (2003). روبوتات الطبيعة: تاريخ البروتينات (أكسفورد بيبرباكس) . نيويورك، نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد. ص 15. ISBN  978-0-19-860694-9.
  3. ↑ تانفورد، سي (2001). روبوتات الطبيعة: تاريخ البروتينات . أرشيف الإنترنت. أكسفورد؛ تورنتو: مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 978-0-19-850466-5.
  4. ^ مولدر جي جي (1838). "Sur la تكوين بعض المواد الحيوانية" . نشرة العلوم الفيزيائية والطبيعية في نيرلاند : 104.
  5. ↑ هارتلي هـ (أغسطس 1951). "أصل كلمة 'بروتين'"" . Nature . 168 (4267): 244. Bibcode : 1951Natur.168..244H . doi : 10.1038 / 168244a0 . PMID 14875059. S2CID 4271525 .  
  6. 1 2 3 بيريت د (أغسطس 2007). " من 'البروتين' إلى بدايات علم البروتينات السريري". علم البروتينات. التطبيقات السريرية . 1 (8): 720-738 . doi : 10.1002/prca.200700525 . PMID 21136729. S2CID 32843102 .  
  7. ↑ "بروتين، اسم". بروتين (اسم) . قاموس أكسفورد الإنجليزي . يوليو 2023. doi : 10.1093/OED/5657543824 .
  8. ^ بيشوف تي إل، فويت سي (1860). Die Gesetze der Ernaehrung des Pflanzenfressers durch neue Unter suchungen festgestellt (بالألمانية). لايبزيغ، هايدلبرغ: CF Winter'sche Verlagshandlung.
  9. ↑ أوزبورن، تي بي (أبريل 1913). "في ذكرى هاينريش ريتهاوزن" . النشرة البيوكيميائية . 2 (7). جمعية الكيمياء الحيوية بجامعة كولومبيا : 338. تم الاطلاع عليه في 1 يناير 2016 .، محفوظة في مكتبة التراث البيولوجي
  10. ↑ سيموني آر دي، هيل آر إل، فوغان إم (2002-05-03). "الكيمياء الحيوية الغذائية وتركيب الأحماض الأمينية للبروتينات: السنوات الأولى لكيمياء البروتين، أعمال توماس ب. أوزبورن ولافييت ب. مندل" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 277 (18): 14-15 . doi : 10.1016/S0021-9258(19)35800-4 .
  11. ↑ أوزبورن تي بي، مندل إل بي، فيري إي إل، ويكمان إيه جيه (1916). "الحد الأدنى من الأحماض الأمينية اللازمة للصيانة والنمو، كما يتضح من خلال تجارب إضافية على الليسين والتريبتوفان" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 25 (1): 1-12 . doi : 10.1016/S0021-9258(18)87509-3 .
  12. ↑ سيموني آر دي، هيل آر إل، فوغان إم (13 سبتمبر 2002). "اكتشاف الحمض الأميني ثريونين: عمل ويليام سي روز" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 277 (37): 56-58 . doi : 10.1016/S0021-9258(20)74369-3 .
  13. ↑ "هوفمايستر، فرانز" . encyclopedia.com. مؤرشف من الأصل في 5 أبريل 2017. تم الاطلاع عليه في 4 أبريل 2017 .
  14. ↑ كوشلاند دي إي، هاوروويتز إف. "البروتين، قسم: تصنيف البروتين" . britannica.com. مؤرشف من الأصل في 4 أبريل 2017. تم الاطلاع عليه في 4 أبريل 2017 .
  15. ↑ سومنر، ج. ب. (أغسطس 1926). "عزل وتبلور إنزيم اليورياز" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 69 (2): 435-441 . Bibcode : 1926JBiCh..69..435S . doi : 10.1016/S0021-9258(18)84560-4 .
  16. ↑ بولينغ إل، كوري آر بي (مايو 1951). "الإحداثيات الذرية وعوامل البنية لتكوينين حلزونيين لسلاسل عديد الببتيد" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 37 (5): 235-240 . Bibcode : 1951PNAS...37..235P . doi : 10.1073/pnas.37.5.235 . PMC 1063348. PMID 14834145 .  
  17. ↑ كوزمان دبليو (مايو 1956). "العوامل البنيوية في تمسخ البروتين". مجلة علم وظائف الخلايا. ملحق . 47 (ملحق 1): 113-131 . doi : 10.1002/jcp.1030470410 . PMID 13332017 . 
  18. ↑ كوزمان، دبليو (1959). "بعض العوامل في تفسير تمسخ البروتين". في: أنفينسن الابن، سي، أنسون، إم، بيلي، كيه، إدسال، جيه تي (محررون). التقدم في كيمياء البروتين . المجلد 14. إلسيفير. الصفحات 1-63 . doi : 10.1016/s0065-3233(08)60608-7 . ISBN   978-0-12-034214-3PMID 14404936. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-04-2025 . {{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  19. ↑ كالمان إس إم، ليندرستروم-لانغ ك، أوتيسن إم، ريتشاردز إف إم (فبراير 1955). "تحلل الريبونيوكلياز بواسطة سوبتيليزين". بيوشيميكا إت بيوفيزيكا أكتا . 16 (2): 297-299 . doi : 10.1016/0006-3002(55)90224-9 . PMID 14363272 . 
  20. ↑ ديل، ك. أ. (1990). "القوى المهيمنة في طي البروتين" . الكيمياء الحيوية . 29 (31): 7133-7155 . doi : 10.1021/bi00483a001 . PMID 2207096 . 
  21. ↑ سانجر ف (1949). " الببتيدات الطرفية للأنسولين" . المجلة البيوكيميائية . 45 (5): 563-574 . doi : 10.1042/bj0450563 . PMC 1275055. PMID 15396627 .  
  22. ↑ سانجر، ف. (1958)، محاضرة نوبل: كيمياء الأنسولين (ملف PDF) ، Nobelprize.org، مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 19-03-2013 ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 09-02-2016
  23. ↑ ريتشاردز، إف إم (1972). "جائزة نوبل في الكيمياء لعام 1972". مجلة ساينس . 178 (4060): 492-493 . رمز Bibcode : 1972Sci...178..492R . doi : 10.1126/science.178.4060.492 . PMID 17754377 . 
  24. ↑ مارشال جي آر، فينغ جيه إيه، كاستر دي جيه (2008). "العودة إلى المستقبل: ريبونوكلياز أ" . البوليمرات الحيوية . 90 (3): 259-277 . doi : 10.1002/bip.20845 . PMID 17868092 . 
  25. 1 2 3 ستودارت سي (1 مارس 2022). "علم الأحياء البنيوي: كيف حصلت البروتينات على صورتها المقربة" . مجلة Knowable . doi : 10.1146/knowable-022822-1 .
  26. ↑ مويرهيد هـ، بيروتز إم إف (أغسطس 1963). "بنية الهيموجلوبين. توليف فورييه ثلاثي الأبعاد للهيموجلوبين البشري المختزل بدقة 5.5 أنغستروم". نيتشر . 199 ( 4894): 633-638 . Bibcode : 1963Natur.199..633M . doi : 10.1038/199633a0 . PMID 14074546. S2CID 4257461 .  
  27. ↑ كيندرو جيه سي، بودو جي، دينتزيس إتش إم، باريش آر جي، ويكوف إتش، فيليبس دي سي (مارس 1958). "نموذج ثلاثي الأبعاد لجزيء الميوغلوبين تم الحصول عليه بواسطة تحليل الأشعة السينية". نيتشر . 181 ( 4610): 662-666 . Bibcode : 1958Natur.181..662K . doi : 10.1038/181662a0 . PMID 13517261. S2CID 4162786 .  
  28. ↑ تشو، ز.هـ. (أبريل 2008). " نحو تحديد البنية بدقة ذرية باستخدام المجهر الإلكتروني فائق البرودة أحادي الجسيم" . الرأي الحالي في علم الأحياء البنيوي . 18 (2): 218-228 . doi : 10.1016/j.sbi.2008.03.004 . PMC 2714865. PMID 18403197 .  
  29. ↑ كسكين، أ.، تونجباغ، ن.، غورسوي، أ. (أبريل 2008). "توصيف وتوقع واجهات البروتين لاستنتاج شبكات تفاعل البروتين-البروتين". التكنولوجيا الحيوية الصيدلانية الحالية . 9 (2): 67-76 . doi : 10.2174/138920108783955191 . hdl : 11511/32640 . PMID 18393863 . 
  30. ↑ "إحصائيات موجزة" . RCSB PDB . تم الاسترجاع في 2024-04-20 .
  31. ↑ ماكدونالد إيه جي، تيبتون كيه إف (2023). "تسمية وتصنيف الإنزيمات: أحدث ما توصل إليه العلم" . مجلة FEBS . 290 (9): 2214-2231 . doi : 10.1111/febs.16274 . ISSN 1742-464X . PMID 34773359 .  
  32. ↑ اتحاد علم الجينات (يناير 2008). " مشروع علم الجينات في عام 2008" . أبحاث الأحماض النووية . 36 (عدد قواعد البيانات): D440–4. doi : 10.1093/nar/gkm883 . PMC 2238979. PMID 17984083 .  
  33. ↑ إيكمان د، بيوركلوند أ.ك، فراي-سكوت ج، إيلوفسون أ (أبريل 2005). "البروتينات متعددة المجالات في ممالك الحياة الثلاث: المجالات اليتيمة والمناطق الأخرى غير المصنفة". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 348 (1): 231-243 . Bibcode : 2005JMBio.348..231E . doi : 10.1016/j.jmb.2005.02.007 . PMID 15808866 . 
  34. ↑ نيلسون دي إل، كوكس إم إم (2005). مبادئ لينينجر في الكيمياء الحيوية ( الطبعة الرابعة). نيويورك، نيويورك: دبليو إتش فريمان وشركاه. رمز Bibcode : 2005lpbc.book.....N . 
  35. ↑ غوتيريدج أ، ثورنتون جيه إم (نوفمبر 2005). "فهم الأدوات التحفيزية الطبيعية". اتجاهات في العلوم البيوكيميائية . 30 (11): 622-629 . doi : 10.1016/j.tibs.2005.09.006 . PMID 16214343 . 
  36. 1 2 3 4 5 6 7 موراي آر إف، هاربر إتش دبليو، غرانر دي كيه، مايز بي إيه، رودويل في دبليو (2006). الكيمياء الحيوية المصورة لهاربر . نيويورك: كتب لانج الطبية/ماكجرو هيل. ISBN 978-0-07-146197-9.
  37. 1 2 رويش دبليو (5 مايو 2013). "الببتيدات والبروتينات" . قسم الكيمياء بجامعة ولاية ميشيغان .
  38. ↑ ستراير، ل. (2002). الكيمياء الحيوية ( الطبعة الخامسة). دبليو إتش فريمان وشركاه . ص 826. ISBN   0-7167-4684-0.
  39. 1 2 3 لوديش إتش، بيرك إيه، ماتسودايرا بي، كايزر سي إيه، كريجر إم، سكوت إم بي، وآخرون . (2004). بيولوجيا الخلية الجزيئية ( الطبعة الخامسة). نيويورك، نيويورك: دبليو إتش فريمان وشركاه.  
  40. ↑ أردجاني، إم إس، باورز، إي تي، كيلي، جيه دبليو (أغسطس 2017). "استخدام الببتيدات المطوية بشكل تعاوني لقياس طاقات التفاعل والميول التشكيلية" . مجلة أبحاث الكيمياء . 50 (8): 1875-1882 . doi : 10.1021/acs.accounts.7b00195 . PMC 5584629. PMID 28723063 .  
  41. 1 2 3 4 براندن سي، توز جيه (1999). مقدمة في بنية البروتين . نيويورك: دار نشر جارلاند. ISBN 978-0-8153-2305-1.
  42. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 فان هولد كي إي، ماثيوز سي كي (1996). الكيمياء الحيوية . مينلو بارك، كاليفورنيا: بنجامين/كومينغز. ISBN 978-0-8053-3931-4.
  43. ↑ ميلو ر (ديسمبر 2013). "ما هو العدد الإجمالي لجزيئات البروتين لكل وحدة حجم خلية؟ دعوة لإعادة النظر في بعض القيم المنشورة" . BioEssays . 35 ( 12): 1050-1055 . doi : 10.1002/bies.201300066 . PMC 3910158. PMID 24114984 .  
  44. ↑ بيك م، شميدت أ، مالمستروم ج، كلاسين م، أوري أ، شيمبورسكا أ، وآخرون . (نوفمبر 2011). " البروتيوم الكمي لخط خلوي بشري" . بيولوجيا الأنظمة الجزيئية . 7 549. doi : 10.1038/msb.2011.82 . PMC 3261713. PMID 22068332 .   
  45. ↑ وو إل، كانديل إس آي، تشوي واي، شي دي، جيانغ إل، لي-بوك-ثان جيه، وآخرون . (يوليو 2013). "التنوع والتحكم الجيني في وفرة البروتين لدى البشر" . نيتشر . 499 (7456): 79-82 . Bibcode : 2013Natur.499...79W . doi : 10.1038/ nature12223 . PMC 3789121. PMID 23676674 .   
  46. ↑ إليس ر (1979). "البروتين الأكثر وفرة في العالم". اتجاهات في العلوم البيوكيميائية . 4 (11): 241-244 . doi : 10.1016/0968-0004(79)90212-3 .
  47. ↑ دوبسون، سي إم (2000). "طبيعة وأهمية طي البروتين". في: باين، آر إتش (محرر). آليات طي البروتين . أكسفورد، أوكسفوردشاير: مطبعة جامعة أكسفورد. ص 1-28 . ISBN  978-0-19-963789-8.
  48. ↑ كوزلوفسكي إل بي (يناير 2017). "Proteome-pI: قاعدة بيانات نقطة التساوي الكهربائي للبروتينات" . أبحاث الأحماض النووية . 45 (D1): D1112– D1116 . doi : 10.1093/nar/gkw978 . PMC 5210655. PMID 27789699 .  
  49. ↑ فولتون، أ.ب.، وإسحاق ، و.ب. (أبريل 1991). "التيتين، بروتين ساركوميري ضخم ومرن ذو دور محتمل في التكوين الشكلي". BioEssays . 13 (4): 157-161 . doi : 10.1002/bies.950130403 . PMID 1859393. S2CID 20237314 .  
  50. ↑ بروكدورفر تي، ماردر أو، ألبريسيو إف (فبراير 2004). "من إنتاج الببتيدات بكميات بالمليغرام لأغراض البحث إلى كميات متعددة الأطنان لأدوية المستقبل". التكنولوجيا الحيوية الصيدلانية الحالية . 5 (1): 29-43 . doi : 10.2174/1389201043489620 . PMID 14965208 . 
  51. ↑ أوفا هـ، ووالس ك (2014-04-01). "إدخال الأحماض الأمينية غير الطبيعية في الإشريكية القولونية: التطبيقات الحالية والمستقبلية في تصميم البروتينات العلاجية" . مجلة فرونتيرز إن كيمستري . 2 : 15. Bibcode : 2014FrCh....2...15O . doi : 10.3389/fchem.2014.00015 . ISSN 2296-2646 . PMC 3982533. PMID 24790983 .   
  52. ↑ شوارزر د، كول ب.أ. (ديسمبر 2005). "التخليق الجزئي للبروتين وربط البروتين المُعبَّر عنه: مطاردة ذيل البروتين". الرأي الحالي في البيولوجيا الكيميائية . 9 (6): 561-569 . doi : 10.1016/j.cbpa.2005.09.018 . PMID 16226484 . 
  53. ↑ كينت ، إس. بي. (فبراير 2009). "التخليق الكيميائي الكامل للبروتينات". مراجعات الجمعية الكيميائية . 38 (2): 338-351 . Bibcode : 2009CSRev..38..338K . doi : 10.1039/b700141j . PMID 19169452. S2CID 5432012 .  
  54. ↑ فرنانديز أ، سكوت ر (سبتمبر 2003). "ديهيدرون: إشارة مشفرة بنيويًا لتفاعل البروتين" . مجلة الفيزياء الحيوية . 85 (3): 1914-1928 . Bibcode : 2003BpJ....85.1914F . doi : 10.1016/ S0006-3495 (03)74619-0 . PMC 1303363. PMID 12944304 .  
  55. 1 2 3 4 5 6 غاريت ر، غريشام سي إم (2010). الكيمياء الحيوية ( الطبعة الرابعة). بيلمونت، كاليفورنيا: بروكس/كول، سينغيج ليرنينغ. ISBN  978-0-495-10935-8.
  56. ↑ دريس ف، جيرتلر ف ب (2008-02-01). "Ena/VASP: بروتينات في قمة الجهاز العصبي" . الرأي الحالي في علم الأحياء العصبي . التطور. 18 (1): 53-59 . doi : 10.1016/j.conb.2008.05.007 . PMC 2515615. PMID 18508258 .  
  57. ^ ديفي ني، فان روي ك، ويذريت آر جيه، تودت جي، أويار ب، ألتنبرغ ب، وآخرون . (يناير 2012). “سمات الزخارف الخطية القصيرة”. النظم الحيوية الجزيئية . 8 (1): 268-281 . دوى : 10.1039 / c1mb05231d . بميد 21909575 .  
  58. ↑ كومار م، غو م، مايكل س، سامانو-سانشيز هـ، بانكسا ر، غلافينا ج، وآخرون . (2020-01-08). "ELM - مورد الزخارف الخطية حقيقية النواة في عام 2020" . أبحاث الأحماض النووية . 48 (D1): D296– D306 . doi : 10.1093/nar/gkz1030 . PMC 7145657. PMID 31680160 .   
  59. ^ فويت د، فويت جي جي. (2004). الكيمياء الحيوية المجلد 1 الطبعة الثالثة. وايلي: هوبوكين، نيوجيرسي.
  60. ^ سانكارانارايانان آر، موراس د (2001). ""الإخلاص في ترجمة الشفرة الوراثية"" . اكتا بيوتشيميكا بولونيكا . 48 (2): 323-335 . دوى : 10.18388/abp.2001_3918 . بميد 11732604 . 
  61. ↑ كوبلاند، جيه. إيه.، وشيفيلد-مور، إم.، وكولدزيتش-زيفانوفيتش، إن.، وجينتري، إس.، ولامبرو، جي.، وتزورتزاتو-ستاثوبولو، إف.، وآخرون . (يونيو 2009). "مستقبلات الهرمونات الجنسية في تمايز الهيكل العظمي والأورام الظهارية: هل التدخل النسيجي المحدد ممكن؟". مقالات بيولوجية . 31 (6): 629-641 . doi : 10.1002/bies.200800138 . PMID 19382224. S2CID 205469320 .   
  62. ↑ سامارين س، نصرت أ (يناير 2009). "تنظيم معقد الوصلات القمية الظهارية بواسطة بروتينات GTPases من عائلة Rho" . مجلة Frontiers in Bioscience . 14 (3): 1129-1142 . doi : 10.2741/3298 . PMID 19273120 . 
  63. ↑ بايروش أ (يناير 2000). " قاعدة بيانات الإنزيمات في عام 2000" . أبحاث الأحماض النووية . 28 (1): 304-305 . doi : 10.1093/nar/28.1.304 . PMC 102465. PMID 10592255 .  
  64. ↑ رادزيكا أ، وولفندن ر (يناير 1995). "إنزيم كفء". مجلة ساينس . 267 (5194): 90-93 . Bibcode : 1995Sci...267...90R . doi : 10.1126/science.7809611 . PMID 7809611 . 
  65. ↑ خدمات EBI الخارجية (20 يناير 2010). "أطلس المواقع التحفيزية في المعهد الأوروبي للمعلوماتية الحيوية" . Ebi.ac.uk. مؤرشف من الأصل بتاريخ 3 أغسطس 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 يناير 2011 .
  66. ↑ بيكل ب، شالر أ (أكتوبر 2013). " البروتينات الموجهة: الخصائص الجزيئية والتطبيقات البيوتكنولوجية المحتملة". علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والتكنولوجيا الحيوية . 97 (19): 8427-8438 . doi : 10.1007/s00253-013-5167-4 . PMID 23989917. S2CID 1896003 .  
  67. ↑ روديجر هـ، سيبرت هـ س، سوليس د، خيمينيز-باربيرو ج، روميرو أ، فون دير ليث س و، وآخرون (أبريل 2000). "الكيمياء الطبية القائمة على الشفرة السكرية: أساسيات علم الليكتينات والاستراتيجيات التجريبية باستخدام الليكتينات كأهداف". الكيمياء الطبية الحالية . 7 (4): 389-416 . doi : 10.2174/0929867003375164 . PMID 10702616 .  
  68. ↑ كوبر جي إم (2000). "جزيئات الإشارة ومستقبلاتها". الخلية: مدخل جزيئي ( الطبعة الثانية). سندرلاند، ماساتشوستس: سيناور أسوشيتس. 
  69. ↑ "تصاميم الدراسات التجريبية على الحيوانات وفي المختبر" ، تقييم التعرض للمواد الكيميائية وغيرها من العوامل من حيث السمية التناسلية والنمائية ، مطبعة الأكاديميات الوطنية، 2001 ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-12-2024
  70. ↑ ريكارد ج، كورنيش-باودن أ (يوليو 1987). "الإنزيمات التعاونية والتنظيمية: بعد 20 عامًا" . المجلة الأوروبية للكيمياء الحيوية . 166 (2): 255-272 . doi : 10.1111/j.1432-1033.1987.tb13510.x . PMID 3301336 . 
  71. ↑ ليبينسكي سي، هوبكنز أ (ديسمبر 2004). "استكشاف الفضاء الكيميائي في علم الأحياء والطب" . مجلة نيتشر . 432 (7019): 855-861 . Bibcode : 2004Natur.432..855L . doi : 10.1038/nature03193 . PMID 15602551 . 
  72. ↑ دانشان أ، ميديج س، غاسكويل أ، سولدانو هـ، هينو أ (1991). "من بنوك البيانات إلى قواعد البيانات" . بحث في علم الأحياء الدقيقة . 142 ( 7-8 ): 913-916 . doi : 10.1016/0923-2508(91)90073-J . PMID 1784830 . 
  73. 1 2 تيربي ك (يناير 2003). " نظرة عامة على اندماجات البروتينات الموسومة: من الأسس الجزيئية والكيميائية الحيوية إلى الأنظمة التجارية". علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والتكنولوجيا الحيوية . 60 (5): 523-533 . doi : 10.1007/s00253-002-1158-6 . PMID 12536251. S2CID 206934268 .  
  74. ↑ هي جيه، بوش إيه، كوهين إيه، ليو إن، هاربرز إيه (2008). "تجزئة مخاليط البروتينات المعقدة بواسطة التركيز الكهربائي المتساوي في الطور السائل". الرحلان الكهربائي ثنائي الأبعاد: تحضير العينات وتجزئتها . طرق في البيولوجيا الجزيئية. المجلد 424. الصفحات 225-239 . doi : 10.1007/978-1-60327-064-9_19 . ISBN   978-1-58829-722-8PMID 18369866​​ 
  75. ↑ ستيبانينكو، أو. في.، فيرخوشا، في. في.، كوزنتسوفا، آي. إم.، أوفيرسكي، في. إن.، توروفيروف، ك. ك. (أغسطس 2008). "البروتينات الفلورية كعلامات حيوية ومستشعرات حيوية: إلقاء الضوء على العمليات الجزيئية والخلوية" . مجلة علوم البروتين والببتيد الحالية . 9 (4): 338-369 . doi : 10.2174/138920308785132668 . PMC 2904242. PMID 18691124 .  
  76. ↑ يوست ر (ديسمبر 2005). "المجهر الفلوري اليوم". نيتشر ميثودز . 2 ( 12): 902-904 . Bibcode : 2005NatCB...2..902Y . doi : 10.1038/ nmeth1205-902 . PMID 16299474. S2CID 205418407 .  
  77. ↑ مارغولين دبليو (يناير 2000). "البروتين الفلوري الأخضر كمؤشر لتحديد موقع الجزيئات الكبيرة في الخلايا البكتيرية". طرق . 20 (1): 62-72 . doi : 10.1006/meth.1999.0906 . PMID 10610805 . 
  78. ↑ هريساج س (17 أكتوبر 2023). "علم المناعة النسيجية: الأصول، والنصائح، ونظرة إلى المستقبل" . مجلة ساينتست . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 ديسمبر 2024 .
  79. 1 2 ووكر جيه إتش، ويلسون كيه (2000). مبادئ وتقنيات الكيمياء الحيوية العملية . كامبريدج، المملكة المتحدة: مطبعة جامعة كامبريدج. ص 287-289 . ISBN  978-0-521-65873-7.
  80. ↑ مايهيو تي إم، لوكوك جيه إم (أغسطس 2008). "تطورات في بيولوجيا الخلية للمجهر الإلكتروني المناعي الكمي القائم على المقاطع الرقيقة: مراجعة" . علم الأنسجة وبيولوجيا الخلية . 130 (2) 299: 299-313 . doi : 10.1007/s00418-008-0451-6 . PMC 2491712. PMID 18553098 .  
  81. ↑ هوهساكا تي، سيسيدو إم (ديسمبر 2002). "دمج الأحماض الأمينية غير الطبيعية في البروتينات". الرأي الحالي في البيولوجيا الكيميائية . 6 (6): 809-815 . doi : 10.1016/S1367-5931(02)00376-9 . PMID 12470735 . 
  82. ↑ سيدرون إف، مينيز إيه، كيمينور إي (أغسطس 2000). "تصميم وظائف إنزيمية جديدة من خلال إعادة تصميم عقلانية". الرأي الحالي في البيولوجيا الهيكلية . 10 (4): 405-410 . doi : 10.1016/S0959-440X(00)00106-8 . PMID 10981626 . 
  83. ↑ جورج أ، فايس و، دان إم جيه (ديسمبر 2004). "التقنية الحالية للرحلان الكهربائي ثنائي الأبعاد في علم البروتينات". علم البروتينات . 4 (12): 3665-3685 . doi : 10.1002/pmic.200401031 . PMID 15543535. S2CID 28594824 .  
  84. ↑ كونروتو ب، سوتشيلنيتسكي س (سبتمبر 2008). "مناهج البروتينات في العلوم البيولوجية والطبية: المبادئ والتطبيقات". علم الأورام التجريبي . 30 (3): 171-180 . PMID 18806738 . 
  85. ↑ كوجل م، أوتز ب (ديسمبر 2007). "تحسين أنظمة فحص التفاعل الثنائي في الخميرة". موجزات في علم الجينوم الوظيفي وعلم البروتينات . 6 (4): 302-312 . doi : 10.1093/bfgp/elm035 . PMID 18218650 . 
  86. ↑ بليفتشينسكي د، جينالسكي ك (2009). "التفاعل البروتيني: التنبؤ بالتفاعلات بين البروتينات في الخلايا" . رسائل البيولوجيا الخلوية والجزيئية . 14 (1): 1-22 . doi : 10.2478/s11658-008-0024-7 . PMC 6275871. PMID 18839074 .  
  87. ↑ تشانغ سي، كيم إس إتش (فبراير 2003). "نظرة عامة على علم الجينوم البنيوي: من البنية إلى الوظيفة" . الرأي الحالي في البيولوجيا الكيميائية . 7 (1): 28-32 . doi : 10.1016/S1367-5931(02)00015-7 . PMID 12547423 . 
  88. ↑ غونين تي، تشينغ واي، سلييز بي، هيروآكي واي، فوجيوشي واي، هاريسون إس سي، وآخرون . (ديسمبر 2005). "تفاعلات البروتين مع الدهون في بلورات AQP0 ثنائية الأبعاد ذات الطبقات المزدوجة" . نيتشر . 438 ( 7068): 633-638 . Bibcode : 2005Natur.438..633G . doi : 10.1038/nature04321 . PMC 1350984. PMID 16319884 .   
  89. ↑ ستاندلي دي إم، كينجو إيه آر، كينوشيتا كيه، ناكامورا إتش (يوليو 2008). "قواعد بيانات بنية البروتين مع خدمات ويب جديدة لعلم الأحياء البنيوي والبحوث الطبية الحيوية" . موجزات في المعلوماتية الحيوية . 9 (4): 276-285 . doi : 10.1093/bib/bbn015 . PMID 18430752 . 
  90. ↑ واليان ب، كروس ت.أ، جاب ب.ك (2004). "علم الجينوم البنيوي للبروتينات الغشائية" . علم الأحياء الجينومي . 5 (4): 215. doi : 10.1186 / gb-2004-5-4-215 . PMC 395774. PMID 15059248 .  
  91. ↑ سليتور، آر. دي. (2012). "التنبؤ بوظائف البروتين". علم الجينوم الوظيفي . مناهج في البيولوجيا الجزيئية. المجلد 815. الصفحات 15-24 . doi : 10.1007/978-1-61779-424-7_2 . ISBN   978-1-61779-423-0PMID 22130980​​ 
  92. ↑ تشانغ ي (يونيو 2008). "التقدم والتحديات في التنبؤ ببنية البروتين" . الرأي الحالي في البيولوجيا الهيكلية . 18 (3): 342-348 . doi : 10.1016/ j.sbi.2008.02.004 . PMC 2680823. PMID 18436442 .  
  93. ↑ شيانغ ز (يونيو 2006). "تطورات في نمذجة بنية البروتين المتماثل" . مجلة علوم البروتين والببتيد الحالية . 7 (3): 217-227 . doi : 10.2174/138920306777452312 . PMC 1839925. PMID 16787261 .  
  94. ↑ تشانغ واي، سكولنيك جيه (يناير 2005). "يمكن حل مشكلة التنبؤ ببنية البروتين باستخدام مكتبة PDB الحالية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 102 (4): 1029-1034 . Bibcode : 2005PNAS..102.1029Z . doi : 10.1073/pnas.0407152101 . PMC 545829. PMID 15653774 .  
  95. ↑ كولمان ب، دانتاس ج، إيريتون ج.س، فاراني ج، ستودارد ب.ل، بيكر د (نوفمبر 2003). "تصميم طية بروتينية كروية جديدة بدقة على المستوى الذري". مجلة ساينس . 302 (5649): 1364-1368 . رمز Bibcode : 2003Sci...302.1364K . doi : 10.1126/science.1089427 . PMID 14631033. S2CID 1939390 .  
  96. ↑ وارد جيه جيه، سودي جيه إس، ماكغوفين إل جيه، بوكستون بي إف، جونز دي تي (مارس 2004). "التنبؤ والتحليل الوظيفي للاضطراب الأصلي في البروتينات من ممالك الحياة الثلاث". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 337 (3): 635-645 . Bibcode : 2004JMBio.337..635W . CiteSeerX 10.1.1.120.5605 . doi : 10.1016/j.jmb.2004.02.002 . PMID 15019783 .  
  97. ↑ ريتشي، د. و. (فبراير 2008). "التقدم الأخير والاتجاهات المستقبلية في مجال الالتحام بين البروتينات". مجلة علوم البروتين والببتيد الحالية . 9 (1): 1-15 . CiteSeerX 10.1.1.211.4946 . doi : 10.2174/138920308783565741 . PMID 18336319 .  
  98. ↑ زاغروفيتش ب، سنو سي دي، شيرتس إم آر، باندي في إس (نوفمبر 2002). "محاكاة طي بروتين صغير حلزوني ألفا بتفاصيل ذرية باستخدام الحوسبة الموزعة عالميًا". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 323 (5): 927-937 . Bibcode : 2002JMBio.323..927Z . CiteSeerX 10.1.1.142.8664 . doi : 10.1016/S0022-2836(02)00997-X . PMID 12417204 .  
  99. ↑ هيرجيس تي، وينزل دبليو (يناير 2005). "الطي الحاسوبي لبروتين ثلاثي الحلزونات وتوصيف سطح طاقة جيبس ​​الحرة في مجال قوة ذري كامل". رسائل المراجعة الفيزيائية . 94 (1) 018101. arXiv : physics/0310146 . Bibcode : 2005PhRvL..94a8101H . doi : 10.1103/PhysRevLett.94.018101 . PMID 15698135. S2CID 1477100 .  
  100. ↑ هوفمان م، وانكو م، سترودل ب، كونيغ ب هـ، فراونهايم ت، شولتن ك، وآخرون . (أغسطس 2006). "ضبط اللون في الرودوبسينات: آلية التحول الطيفي بين البكتيريورودوبسين والرودوبسين الحسي II". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 128 (33): 10808-10818 . Bibcode : 2006JAChS.12810808H . doi : 10.1021/ja062082i . PMID 16910676 .  
  101. ↑ مينديف-تابيا د، مانغود إي، فيرمينو ت، دي لا لاند أ، ديسوتر-ليكونت م، ماير إتش دي، وآخرون . (يناير 2018). "النمذجة الميكانيكية الكمية متعددة الأبعاد لانتقال الإلكترون والتماسك الإلكتروني في كريبتوكرومات النبات: دور ظروف الحمام الأولية". مجلة الكيمياء الفيزيائية ب . 122 (1): 126-136 . Bibcode : 2018JPCB..122..126M . doi : 10.1021/acs.jpcb.7b10412 . PMID 29216421 .  
  102. ↑ سترومبفر ج، شولتن ك (أغسطس 2012). "حسابات ديناميكيات الكم المفتوحة باستخدام معادلات الحركة الهرمية على الحواسيب المتوازية" . مجلة نظرية الحساب الكيميائي . 8 (8): 2808-2816 . Bibcode : 2012JCTC....8.2808S . doi : 10.1021/ct3003833 . PMC 3480185. PMID 23105920 .  
  103. ↑ شيرغا، هـ. أ.، خليلي، م.، ليوو، أ. (2007). "ديناميكيات طي البروتين: نظرة عامة على تقنيات المحاكاة الجزيئية". المراجعة السنوية للكيمياء الفيزيائية . 58 : 57-83 . Bibcode : 2007ARPC...58...57S . doi : 10.1146/annurev.physchem.58.032806.104614 . PMID 17034338 . 
  104. ↑ Zheng S, Javidpour L, Sahimi M, Shing KS, Nakano A (2020). "sDMD: برنامج مفتوح المصدر لمحاكاة ديناميكيات الجزيئات غير المتصلة لطي البروتين وتجمعه". Computer Physics Communications . 247 106873. Bibcode : 2020CoPhC.24706873Z . doi : 10.1016/j.cpc.2019.106873 .
  105. ↑ مونوز-هويرتا، آر. إف.، غيفارا-غونزاليس، آر. جي.، كونتريراس-ميدينا، إل. إم.، توريس-باتشيكو، آي.، برادو-أوليفاريز، ج.، أوكامبو-فيلازكيز، آر. في. (أغسطس 2013). " مراجعة لطرق استشعار حالة النيتروجين في النباتات: المزايا والعيوب والتطورات الحديثة" . مجلة الحساسات . 13 (8): 10823-10843 . Bibcode : 2013Senso..1310823M . doi : 10.3390/s130810823 . PMC 3812630. PMID 23959242 .  
  106. ↑ مارتن، ب. د.، مالي، د. ف.، مانينغ، ج.، فولر، ل. (نوفمبر 2002). "تحديد الكربون العضوي والنيتروجين في التربة على مستوى الحقل باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء القريبة". المجلة الكندية لعلوم التربة . 82 (4): 413-422 . Bibcode : 2002CaJSS..82..413M . doi : 10.4141/S01-054 .
  107. ↑ رادزيكا أ، وولفندن ر (1 يناير 1996). "معدلات التحلل المائي غير المحفز لرابطة الببتيد في المحلول المتعادل وتقارب حالة الانتقال للبروتيازات". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 118 (26): 6105-6109 . Bibcode : 1996JAChS.118.6105R . doi : 10.1021/ja954077c .
  108. ↑ كيلر ج (2013). "الهضم والامتصاص في الجهاز الهضمي". موسوعة الكيمياء الحيوية . إلسيفير. ص 354-359 . doi : 10.1016/b978-0-12-378630-2.00106-7 . ISBN  978-0-12-378631-9.
  109. ↑ أودا ك (2012). "عائلات جديدة من ببتيدازات الكربوكسيل: ببتيدازات سيرين-كربوكسيل وببتيدازات الغلوتاميك" . مجلة الكيمياء الحيوية . 151 (1): 13-25 . doi : 10.1093/jb/mvr129 . PMID 22016395 . 
  110. ↑ سويتزار إل، جيرا إم، نيسن دبليو إم (1 مارس 2013). "هضم البروتين: نظرة عامة على التقنيات المتاحة والتطورات الحديثة". مجلة أبحاث البروتينات . 12 (3): 1067-1077 . doi : 10.1021/pr301201x . PMID 23368288 . 
  111. ^ Drauz K، Grayson I، Kleemann A، Krimmer HP، Leuchtenberger W، Weckbecker C (2007). "الأحماض الأمينية". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . دوى : 10.1002/14356007.a02_057.pub2 . رقم ISBN 978-3-527-30385-4.
  112. ↑ جوسلين ج، ليلي م، كارينجتون إي، جيريت ب، أورتليب س، سافاج ك (فبراير 2002). بيلي إيه جيه، ماكميلان جيه، شروري بي آر، تاتام إيه إس (محررون). "البروتينات المرنة: أدوارها البيولوجية وخصائصها الميكانيكية" . المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية في لندن. السلسلة ب، العلوم البيولوجية . 357 (1418): 121-132 . doi : 10.1098/rstb.2001.1022 . PMC 1692928. PMID 11911769 .  
  113. ↑ ماروياما ك، ناتوري ر، نونومورا ي (يوليو 1976). "بروتين مرن جديد من العضلات". نيتشر . 262 (5563): 58-60 . Bibcode : 1976Natur.262...58M . doi : 10.1038/262058a0 . PMID 934326 . 
  114. ↑ تسخوفريبوفا ل، ترينيك ج (فبراير 2012). "جعل العضلات مرنة: الأساس البنيوي لتمدد الميوميسين" . مجلة PLOS Biology . 10 (2) e1001264. doi : 10.1371/journal.pbio.1001264 . PMC 3279349. PMID 22347814 .  
  115. ↑ مزراجي إي، أسيرينزا إل، لين جيه (نوفمبر 1987). "نماذج اللزوجة المرنة للإنزيمات ذات الحالات التكوينية المتعددة". مجلة البيولوجيا النظرية . 129 (2): 163-175 . Bibcode : 1987JThBi.129..163M . doi : 10.1016/s0022-5193(87)80010-3 . PMID 3455460 . 
  116. ↑ شيلر تي، شيبيل تي (18 أبريل 2024). "الألياف البروتينية المستوحاة من الطبيعة والمحاكية لها وتطبيقاتها" . مواد الاتصالات . 5 (1) 56. Bibcode : 2024CoMat...5...56S . doi : 10.1038/s43246-024-00488-2 .
  117. ↑ صن جيه، هي إتش، تشاو كيه، تشنغ دبليو، لي واي، تشانغ بي، وآخرون . (سبتمبر 2023). "ألياف بروتينية ذات خصائص ميكانيكية ذاتية الاستعادة عبر كيمياء الإيمين الديناميكية" . نيتشر كوميونيكيشنز . 14 (1) 5348. Bibcode : 2023NatCo..14.5348S . doi : 10.1038/ s41467-023-41084-1 . PMC 10475138. PMID 37660126 .   
  118. 1 2 3 4 5 غوتهولد م، ليو و، سباركس إي أ، جاورث ل م، بينغ ل، فالفو م، وآخرون . (2007-10-02). "مقارنة الخصائص الميكانيكية والبنيوية لألياف الفيبرين مع ألياف بروتينية أخرى" . الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية الخلوية . 49 (3): 165-181 . doi : 10.1007/ s12013-007-9001-4 . PMC 3010386. PMID 17952642 .   
  119. ↑ وانغ ك، مينغ إكس، غو زد (2021). " بنية الإيلاستين، وتخليقه، وآلية تنظيمه، وعلاقته بأمراض القلب والأوعية الدموية" . مجلة فرونتيرز في بيولوجيا الخلية والتطور . 9 596702. doi : 10.3389/fcell.2021.596702 . PMC 8670233. PMID 34917605 .  
  120. ↑ ديبيل إل، تامبورو إيه إم (فبراير 1999). "الإيلاستين: الوصف الجزيئي والوظيفة". المجلة الدولية للكيمياء الحيوية وبيولوجيا الخلية . 31 (2): 261-272 . doi : 10.1016/S1357-2725(98)00098-3 . PMID 10216959 . 
  121. 1 2 خوري، ل. ر.، وبوبا، إ. (نوفمبر 2019). "التفكك الكيميائي لمجالات البروتين يحفز تغيير الشكل في الهيدروجيلات البروتينية المبرمجة" . نيتشر كوميونيكيشنز . 10 (1) 5439. Bibcode : 2019NatCo..10.5439K . doi : 10.1038/ s41467-019-13312-0 . PMC 6884551. PMID 31784506 .  
  122. ↑ تان ر، شين ج، هيو ج، كول ب د، هونغ ج، جانغ ي (أكتوبر 2020). "ضبط السلامة الهيكلية والخواص الميكانيكية للحويصلات البروتينية الكروية عن طريق مزج وحدات بناء قابلة للربط المتقاطع وغير قابلة للربط المتقاطع". الجزيئات الحيوية الكبيرة . 21 (10): 4336-4344 . doi : 10.1021/acs.biomac.0c01147 . PMID 32955862 . 
  123. ↑ سوزا، بي سي، أليساندري، آر، بارنود، جيه، ثالماير، إس، فاوستينو، آي، غرونيفالد، إف، وآخرون . (أبريل 2021). "مارتيني 3: مجال قوة عام لديناميكيات الجزيئات الخشنة" (ملف PDF) . مجلة Nature Methods . 18 (4): 382-388 . Bibcode : 2021NatCB..18..382S . doi : 10.1038/s41592-021-01098-3 . PMC 12554258. PMID 33782607 .   
  124. ^ "الصفحة الرئيسية لبيوتر شيمشاك" . www.fuw.edu.pl . تم الاسترجاع 2024-05-13 .
  125. ↑ مابلبيك إس، بوث جيه، شالاشيلين دي (أغسطس 2021). "محاكاة ديناميكيات سحب البروتين على نطاق زمني ثانٍ باستخدام ديناميكيات جزيئية محصورة" . مجلة الفيزياء الكيميائية . 155 (8) 085101. Bibcode : 2021JChPh.155h5101M . doi : 10.1063/5.0059321 . PMID 34470356 . 
  126. ↑ كاريون-فازكيز م، مارشاليك ب.إ، أوبرهاوزر أ.ف، فرنانديز ج.م (سبتمبر 1999). "مجهر القوة الذرية يرصد الأنماط الظاهرية للطول في البروتينات المفردة" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 96 (20): 11288-11292 . Bibcode : 1999PNAS...9611288C . doi : 10.1073/pnas.96.20.11288 . PMC 18026. PMID 10500169 .  
  127. ↑ واينريب إي، ماكبرايد جيه إم، سيك إم، روجيمونت جيه، رينو آر، بيليج واي، وآخرون . (28-03-2025). "الإنزيمات كآلات تحفيزية لزجة مرنة" . مجلة نيتشر فيزيكس . 21 (5): 787-798 . رمز Bibcode : 2025NatPh..21..787W . doi : 10.1038/s41567-025-02825-9 . ISSN 1745-2481 .  
  128. ^ McKittrick J، Chen PY، Bodde SG، Yang W، Novitskaya EE، Meyers MA (2012/04/03). "بنية الكيراتين ووظائفه وخواصه الميكانيكية" . جوم . 64 (4): 449– 468. بيب كود : 2012JOM....64d.449M . دوى : 10.1007/s11837-012-0302-8 .
  129. ^ يانغ إل، فان دير ويرف كو، فيتييه سي إف، بينينك إم إل، ديكسترا بي جيه، فيجين جيه (مارس 2008). "الخصائص الميكانيكية للألياف الكولاجينية الأصلية والمترابطة من النوع الأول" . مجلة البيوفيزيائية . 94 (6): 2204–2211 . بيب كود : 2008BpJ....94.2204Y . دوى : 10.1529/biophysj.107.111013 . بمك 2257912 . بميد 18032556 .  
  130. ↑ ليسن إتش جيه، فليمنج بي جيه، فليمنج كيه جي، سودت إيه جيه (أغسطس 2018). "اللبنات الأساسية للغشاء الخارجي: حساب نموذج عام للطاقة المرنة لبروتينات الغشاء ذات البنية الأسطوانية بيتا" . مجلة نظرية الحساب الكيميائي . 14 (8): 4487-4497 . Bibcode : 2018JCTC...14.4487L . doi : 10.1021/acs.jctc.8b00377 . PMC 6191857. PMID 29979594 .  

للمزيد من القراءة

الكتب الدراسية
  • براندن سي، توز جيه (1999). مقدمة في بنية البروتين . نيويورك: دار نشر جارلاند. رقم ISBN 978-0-8153-2305-1.
  • موراي آر إف، هاربر إتش دبليو، غرانر دي كيه، مايز بي إيه، رودويل في دبليو (2006). الكيمياء الحيوية المصورة لهاربر . نيويورك: لانج ميديكال بوكس/ماكجرو هيل. ISBN 978-0-07-146197-9.
  • فان هولد، ك. إي.، وماثيوز، س. ك. (1996). الكيمياء الحيوية . مينلو بارك، كاليفورنيا: شركة بنجامين/كومينغز للنشر. رقم ISBN 978-0-8053-3931-4.
تاريخ
  • تانفورد سي، رينولدز جيه إيه (2001). روبوتات الطبيعة: تاريخ البروتينات . أكسفورد، نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد، الولايات المتحدة الأمريكية. ISBN 978-0-19-850466-5.

قواعد البيانات والمشاريع

الدروس التعليمية والمواقع الإلكترونية التعليمية

  • "مقدمة عن البروتينات" من مشروع HOPES (مشروع التوعية بمرض هنتنغتون للتعليم في جامعة ستانفورد)
  • البروتينات: من التكوين الحيوي إلى التحلل – المكتبة الافتراضية للكيمياء الحيوية وبيولوجيا الخلية