بروتين

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 29 صور
الموسوعة الحرة

تمثيل للبنية ثلاثية الأبعاد لبروتين الميوغلوبين يظهر حلزونات ألفا الفيروزية . كان هذا البروتين أول بروتين تم حل بنيته باستخدام علم البلورات بالأشعة السينية . نحو اليمين الأوسط بين الملفات، مجموعة اصطناعية تسمى مجموعة الهيم (موضحة باللون الرمادي) مع جزيء أكسجين مرتبط (أحمر).

البروتينات هي جزيئات حيوية وجزيئات كبيرة تتألف من سلسلة طويلة واحدة أو أكثر من بقايا الأحماض الأمينية . تؤدي البروتينات مجموعة واسعة من الوظائف داخل الكائنات الحية، بما في ذلك تحفيز التفاعلات الأيضية ، وتكرار الحمض النووي ، والاستجابة للمحفزات ، وتوفير البنية للخلايا والكائنات الحية ، ونقل الجزيئات من مكان إلى آخر. تختلف البروتينات عن بعضها البعض بشكل أساسي في تسلسل الأحماض الأمينية، والذي تمليه تسلسل النوكليوتيدات في جيناتها ، والذي يؤدي عادةً إلى طي البروتين في بنية ثلاثية الأبعاد محددة تحدد نشاطه.

تسمى السلسلة الخطية من بقايا الأحماض الأمينية بولي ببتيد . يحتوي البروتين على بولي ببتيد طويل واحد على الأقل. نادرًا ما تعتبر البولي ببتيدات القصيرة، التي تحتوي على أقل من 20-30 بقايا، بروتينات وتسمى عادةً ببتيدات . ترتبط بقايا الأحماض الأمينية الفردية معًا بواسطة روابط ببتيدية وبقايا الأحماض الأمينية المجاورة. يتم تحديد تسلسل بقايا الأحماض الأمينية في البروتين من خلال تسلسل الجين، والذي يتم ترميزه في الشفرة الوراثية . بشكل عام، تحدد الشفرة الوراثية 20 حمضًا أمينيًا قياسيًا؛ ولكن في بعض الكائنات الحية يمكن أن تتضمن الشفرة الوراثية السيلينوسيستين و—في بعض العتائق — بيروليسين . بعد وقت قصير من التخليق أو حتى أثناءه، غالبًا ما يتم تعديل البقايا في البروتين كيميائيًا عن طريق التعديل بعد الترجمة ، والذي يغير الخصائص الفيزيائية والكيميائية، والطي، والاستقرار، والنشاط، وفي النهاية، وظيفة البروتينات. تحتوي بعض البروتينات على مجموعات غير ببتيدية مرتبطة بها، والتي يمكن أن تسمى مجموعات اصطناعية أو عوامل مساعدة . يمكن للبروتينات أيضًا أن تعمل معًا لتحقيق وظيفة معينة، وغالبًا ما ترتبط معًا لتكوين مجمعات بروتينية مستقرة .

بمجرد تكوينها، لا توجد البروتينات إلا لفترة معينة ثم تتحلل وتعاد تدويرها بواسطة آلية الخلية من خلال عملية دوران البروتين . يتم قياس عمر البروتين من حيث نصف عمره ويغطي نطاقًا واسعًا. يمكن أن توجد لمدة دقائق أو سنوات بمتوسط ​​عمر يتراوح من يوم إلى يومين في الخلايا الثديية. تتحلل البروتينات غير الطبيعية أو المشوهة بشكل أسرع إما بسبب استهدافها للتدمير أو بسبب عدم استقرارها.

مثل الجزيئات الحيوية الأخرى مثل السكريات المتعددة والأحماض النووية ، تعد البروتينات أجزاء أساسية من الكائنات الحية وتشارك في كل عملية تقريبًا داخل الخلايا . العديد من البروتينات عبارة عن إنزيمات تحفز التفاعلات الكيميائية الحيوية وهي حيوية لعملية التمثيل الغذائي . كما أن للبروتينات وظائف بنيوية أو ميكانيكية، مثل الأكتين والميوسين في العضلات والبروتينات في الهيكل الخلوي ، والتي تشكل نظامًا من السقالة يحافظ على شكل الخلية. البروتينات الأخرى مهمة في إشارات الخلايا والاستجابات المناعية والالتصاق الخلوي ودورة الخلية . في الحيوانات، هناك حاجة إلى البروتينات في النظام الغذائي لتوفير الأحماض الأمينية الأساسية التي لا يمكن تصنيعها . يحلل الهضم البروتينات للاستخدام الأيضي.

التاريخ وأصل الكلمة

الاكتشاف والدراسات المبكرة

تمت دراسة البروتينات والتعرف عليها منذ القرن الثامن عشر بواسطة أنطوان فوركروي وآخرين، [1] [2] والذين غالبًا ما أطلقوا عليها بشكل جماعي اسم " الألبومينات " أو "المواد الألبومينية" ( Eiweisskörper ، بالألمانية). [2] على سبيل المثال، تم فصل الجلوتين لأول مرة عن القمح في بحث منشور حوالي عام 1747، وتم تحديد وجوده لاحقًا في العديد من النباتات. [1] في عام 1789، تعرف أنطوان فوركروي على ثلاثة أنواع مميزة من البروتينات الحيوانية: الألبومين والفيبرين والجيلاتين . [3] شملت البروتينات النباتية (النباتية) التي تمت دراستها في أواخر القرن الثامن عشر وأوائل القرن التاسع عشر الجلوتين وألبومين النبات والغليادين والبقوليات . [1]

تم وصف البروتينات لأول مرة من قبل الكيميائي الهولندي جيراردوس يوهانس مولدر وتم تسميتها من قبل الكيميائي السويدي يونس جاكوب بيرزيليوس في عام 1838. [4] [5] [ بحاجة لمصدر أفضل ] أجرى مولدر تحليلًا أوليًا للبروتينات الشائعة ووجد أن جميع البروتينات تقريبًا لها نفس الصيغة التجريبية ، C 400 H 620 N 100 O 120 P 1 S 1. [6] توصل إلى استنتاج خاطئ مفاده أنها قد تتكون من نوع واحد من الجزيئات (الكبيرة جدًا). ​​اقترح بيرزيليوس، زميل مولدر، مصطلح "بروتين" لوصف هذه الجزيئات؛ البروتين مشتق من الكلمة اليونانية πρώτειος ( proteios ) ، والتي تعني "أساسي"، [7] "في المقدمة"، أو "الوقوف في المقدمة"، [2] + -in . واصل مولدر التعرف على منتجات تحلل البروتين مثل حمض الليوسين الأميني الذي وجد له وزنًا جزيئيًا (صحيحًا تقريبًا) يبلغ 131 دالتون . [6]

اعتقد علماء التغذية الأوائل مثل الألماني كارل فون فويت أن البروتين هو أهم عنصر غذائي للحفاظ على بنية الجسم، لأنه كان يُعتقد عمومًا أن "اللحم يصنع اللحم". [8] حوالي عام 1862، عزل كارل هاينريش ريتهوسن حمض الجلوتاميك الأميني . [9] جمع توماس بور أوزبورن مراجعة مفصلة للبروتينات النباتية في محطة التجارب الزراعية في كونيتيكت . بعد ذلك، بالعمل مع [ بحاجة لتوضيح ] لافاييت مندل وتطبيق قانون ليبيج للحد الأدنى ، الذي ينص على أن النمو محدود بالموارد الأكثر ندرة، على تغذية الفئران المعملية، تم تحديد الأحماض الأمينية الأساسية من الناحية الغذائية . استمر العمل ونقله ويليام كومينج روز .

كانت صعوبة تنقية البروتينات بكميات كبيرة سبباً في صعوبة دراستها بالنسبة لعلماء الكيمياء الحيوية للبروتينات في وقت مبكر. ومن ثم، ركزت الدراسات المبكرة على البروتينات التي يمكن تنقيتها بكميات كبيرة، بما في ذلك بروتينات الدم وبياض البيض والسموم المختلفة، فضلاً عن الإنزيمات الهضمية والأيضية التي يتم الحصول عليها من المسالخ. [ بحاجة لتوضيح ] في الخمسينيات من القرن العشرين، قامت شركة Armour Hot Dog بتنقية 1 كجم من ريبونوكلياز البنكرياس البقري النقي وجعلته متاحًا مجانًا للعلماء؛ ساعدت هذه البادرة ريبونوكلياز A في أن يصبح هدفًا رئيسيًا للدراسات الكيميائية الحيوية للعقود التالية. [6]

البوليببتيدات

بولي ببتيد

جاء فهم البروتينات على أنها بولي ببتيدات ، أو سلاسل من الأحماض الأمينية، من خلال عمل فرانز هوفمايستر وهيرمان إميل فيشر في عام 1902. [10] [11] لم يتم تقدير الدور المركزي للبروتينات كإنزيمات في الكائنات الحية التي تحفز التفاعلات بشكل كامل حتى عام 1926، عندما أظهر جيمس ب. سامنر أن إنزيم اليورياز كان في الواقع بروتينًا. [12]

يعود الفضل إلى لينوس بولينج في التنبؤ الناجح بالهياكل الثانوية المنتظمة للبروتين بناءً على الرابطة الهيدروجينية ، وهي الفكرة التي طرحها ويليام أستبيري لأول مرة في عام 1933. [13] ساهمت الأعمال اللاحقة التي قام بها والتر كوزمان حول التحلل ، [14] [15] والتي استندت جزئيًا إلى دراسات سابقة أجراها كاج ليندرستروم لانج ، [16] في فهم طي البروتين وبنيته بوساطة التفاعلات الكارهة للماء .

كان أول بروتين تم تسلسل سلسلة الأحماض الأمينية الخاصة به هو الأنسولين ، بواسطة فريدريك سانجر ، في عام 1949. حدد سانجر بشكل صحيح تسلسل الأحماض الأمينية للأنسولين، وبالتالي أثبت بشكل قاطع أن البروتينات تتكون من بوليمرات خطية من الأحماض الأمينية بدلاً من السلاسل المتفرعة أو الغرويات أو السيكلولات . [17] فاز بجائزة نوبل لهذا الإنجاز في عام 1958. [18] عززت دراسات كريستيان أنفينسن لعملية الطي التأكسدي للريبونوكلياز أ، والتي فاز عنها بجائزة نوبل في عام 1972، الفرضية الديناميكية الحرارية لطي البروتين، والتي وفقًا لها يمثل الشكل المطوي للبروتين الحد الأدنى من الطاقة الحرة . [19] [20]

بناء

جون كندرو مع نموذج للميوغلوبين قيد التقدم

مع تطور علم البلورات بالأشعة السينية ، أصبح من الممكن تحديد هياكل البروتين وكذلك تسلسلاتها. [21] كانت أولى هياكل البروتين التي تم حلها هي الهيموجلوبين بواسطة ماكس بيروتز والميوغلوبين بواسطة جون كيندرو ، في عام 1958. [22] [23] كما دعم استخدام أجهزة الكمبيوتر وزيادة قوة الحوسبة تسلسل البروتينات المعقدة. في عام 1999، نجح روجر كورنبرج في تسلسل البنية شديدة التعقيد لبوليميراز الحمض النووي الريبي باستخدام الأشعة السينية عالية الكثافة من السنكروترونات . [21]

منذ ذلك الحين، تم تطوير المجهر الإلكتروني بالتبريد (cryo-EM) للتجمعات الجزيئية الكبيرة [24] . يستخدم المجهر الإلكتروني بالتبريد عينات بروتينية مجمدة بدلاً من البلورات، وحزم الإلكترونات بدلاً من الأشعة السينية. يتسبب في ضرر أقل للعينة، مما يسمح للعلماء بالحصول على مزيد من المعلومات وتحليل الهياكل الأكبر. [21] ساعد التنبؤ الحاسوبي ببنية البروتين للمجالات البنيوية البروتينية الصغيرة [25] الباحثين أيضًا على الاقتراب من دقة البنية البروتينية على المستوى الذري. اعتبارًا من أبريل 2024 ، يحتوي بنك بيانات البروتين على 181018 بنية بروتينية بالأشعة السينية و19809 EM و12697 NMR . [26]

تصنيف

يتم تصنيف البروتينات في المقام الأول حسب التسلسل والبنية، على الرغم من استخدام تصنيفات أخرى بشكل شائع. وخاصة بالنسبة للإنزيمات، يوفر نظام أرقام EC مخطط تصنيف وظيفي. وعلى نحو مماثل، يصنف علم الجينات الجينات والبروتينات حسب وظيفتها البيولوجية والكيميائية الحيوية، ولكن أيضًا حسب موقعها داخل الخلايا.

تُستخدم تشابهات التسلسل لتصنيف البروتينات من حيث التشابه التطوري والوظيفي. وقد يستخدم هذا إما البروتينات الكاملة أو المجالات البروتينية ، وخاصة في البروتينات متعددة المجالات . تسمح المجالات البروتينية بتصنيف البروتينات من خلال مزيج من التسلسل والبنية والوظيفة، ويمكن دمجها بطرق مختلفة عديدة. في دراسة مبكرة أجريت على 170.000 بروتين، تم تعيين حوالي ثلثي البروتينات على مجال واحد على الأقل، مع احتواء البروتينات الأكبر على المزيد من المجالات (على سبيل المثال، البروتينات التي يزيد حجمها عن 600 حمض أميني لها متوسط ​​أكثر من 5 مجالات). [27]

الكيمياء الحيوية

التركيب الكيميائي للرابطة الببتيدية (في الأسفل) والتركيب ثلاثي الأبعاد للرابطة الببتيدية بين الألانين والحمض الأميني المجاور (في الأعلى/الملحق). تتكون الرابطة نفسها من عناصر CHON .
هياكل الرنين للرابطة الببتيدية التي تربط الأحماض الأمينية الفردية لتشكيل بوليمر بروتيني

تتكون معظم البروتينات من بوليمرات خطية مبنية من سلسلة تصل إلى 20 حمضًا أمينيًا مختلفًا من نوع L-α-. تمتلك جميع الأحماض الأمينية البروتينية سمات بنيوية مشتركة، بما في ذلك ذرة كربون ألفا ترتبط بها مجموعة أمينية ومجموعة كربوكسيل وسلسلة جانبية متغيرة . يختلف البرولين فقط عن هذه البنية الأساسية لأنه يحتوي على حلقة غير عادية لمجموعة الأمين الطرفية N، مما يجبر مجموعة أميد CO-NH على تكوين ثابت. [28] تحتوي السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية القياسية، المفصلة في قائمة الأحماض الأمينية القياسية ، على مجموعة كبيرة ومتنوعة من الهياكل والخصائص الكيميائية؛ إنه التأثير المشترك لجميع السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية في البروتين الذي يحدد في النهاية بنيته ثلاثية الأبعاد وتفاعله الكيميائي. [29] ترتبط الأحماض الأمينية في سلسلة البولي ببتيد بروابط ببتيدية . بمجرد ربطها في سلسلة البروتين، يُطلق على الحمض الأميني الفردي بقايا، وتُعرف السلسلة المرتبطة من ذرات الكربون والنيتروجين والأكسجين باسم السلسلة الرئيسية أو العمود الفقري للبروتين. [30] : 19 

الرابطة الببتيدية لها شكلان رنينيان يساهمان في بعض خصائص الرابطة المزدوجة ويمنعان الدوران حول محورها، بحيث تكون ذرات الكربون ألفا مستوية تقريبًا . تحدد الزاويتان ثنائيتا السطوح الأخريان في الرابطة الببتيدية الشكل المحلي الذي يتخذه العمود الفقري للبروتين. [30] : 31  تُعرف النهاية التي تحتوي على مجموعة أمينية حرة باسم الطرف الأميني أو الطرف الأميني، بينما تُعرف نهاية البروتين التي تحتوي على مجموعة كربوكسيل حرة باسم الطرف الكربوكسيلي أو الطرف الكربوكسيلي (يتم كتابة تسلسل البروتين من الطرف الأميني إلى الطرف الكربوكسيلي، من اليسار إلى اليمين).

الكلمات البروتين والبولي ببتيد والببتيد غامضة بعض الشيء ويمكن أن تتداخل في المعنى. يستخدم البروتين عمومًا للإشارة إلى الجزيء البيولوجي الكامل في تكوين مستقر ، بينما يُخصص الببتيد عمومًا لمجموعة قصيرة من الأحماض الأمينية التي تفتقر غالبًا إلى بنية ثلاثية الأبعاد مستقرة. لكن الحدود بين الاثنين ليست محددة جيدًا وتقع عادةً بالقرب من 20-30 بقايا. [31] يمكن أن يشير البولي ببتيد إلى أي سلسلة خطية واحدة من الأحماض الأمينية، عادةً بغض النظر عن الطول، ولكنه غالبًا ما يعني عدم وجود تكوين محدد .

التفاعلات

يمكن للبروتينات التفاعل مع العديد من أنواع الجزيئات، بما في ذلك البروتينات الأخرى ، والدهون ، والكربوهيدرات ، والحمض النووي . [32] [33] [30] [34]

وفرة في الخلايا

تم تقدير أن البكتيريا متوسطة الحجم تحتوي على حوالي 2 مليون بروتين لكل خلية (على سبيل المثال E. coli و Staphylococcus aureus ). تحتوي البكتيريا الأصغر حجمًا، مثل الميكوبلازما أو اللولبيات على جزيئات أقل، في حدود 50000 إلى 1 مليون. على النقيض من ذلك، تكون الخلايا حقيقية النواة أكبر وبالتالي تحتوي على بروتين أكثر بكثير. على سبيل المثال، تم تقدير أن خلايا الخميرة تحتوي على حوالي 50 مليون بروتين والخلايا البشرية في حدود 1 إلى 3 مليارات. [35] يتراوح تركيز نسخ البروتين الفردية من بضعة جزيئات لكل خلية إلى 20 مليونًا. [36] لا يتم التعبير عن جميع الجينات التي تشفر البروتينات في معظم الخلايا ويعتمد عددها، على سبيل المثال، على نوع الخلية والمحفزات الخارجية. على سبيل المثال، من بين 20000 بروتين أو نحو ذلك مشفر بواسطة الجينوم البشري، يتم اكتشاف 6000 فقط في الخلايا الليمفاوية . [37]

توليف

التخليق الحيوي

ينتج الريبوسوم بروتينًا باستخدام mRNA كقالب
تسلسل الحمض النووي للجين يشفر تسلسل الأحماض الأمينية للبروتين

يتم تجميع البروتينات من الأحماض الأمينية باستخدام المعلومات المشفرة في الجينات. يحتوي كل بروتين على تسلسل فريد من الأحماض الأمينية يتم تحديده بواسطة تسلسل النوكليوتيدات للجين الذي يشفر هذا البروتين. الشفرة الوراثية عبارة عن مجموعة من مجموعات ثلاثية النوكليوتيدات تسمى الكودونات وكل مجموعة ثلاثية النوكليوتيدات تشير إلى حمض أميني، على سبيل المثال AUG ( أدينين - يوراسيل - جوانين ) هو رمز الميثيونين . نظرًا لأن الحمض النووي يحتوي على أربعة نيوكليوتيدات، فإن العدد الإجمالي للكودونات المحتملة هو 64؛ وبالتالي، هناك بعض التكرار في الشفرة الوراثية، مع تحديد بعض الأحماض الأمينية بأكثر من كودون واحد. [34] : 1002-42  يتم نسخ الجينات المشفرة في الحمض النووي أولاً إلى الحمض النووي الريبي الرسول (mRNA) بواسطة بروتينات مثل بوليميراز الحمض النووي الريبي . ثم تقوم معظم الكائنات الحية بمعالجة ما قبل الرنا المرسال (المعروف أيضًا باسم النسخة الأولية ) باستخدام أشكال مختلفة من التعديل ما بعد النسخ لتشكيل الرنا المرسال الناضج، والذي يستخدم بعد ذلك كقالب لتخليق البروتين بواسطة الريبوسوم . في بدائيات النوى، يمكن استخدام الرنا المرسال بمجرد إنتاجه، أو ربطه بالريبوسوم بعد ابتعاده عن النواة . على النقيض من ذلك، تصنع حقيقيات النوى الرنا المرسال في نواة الخلية ثم تنقله عبر الغشاء النووي إلى السيتوبلازم ، حيث يحدث تخليق البروتين بعد ذلك. يكون معدل تخليق البروتين أعلى في بدائيات النوى منه في حقيقيات النوى ويمكن أن يصل إلى 20 حمضًا أمينيًا في الثانية. [38]

تُعرف عملية تخليق البروتين من قالب mRNA بالترجمة . يتم تحميل mRNA على الريبوسوم ويتم قراءته بثلاثة نيوكليوتيدات في كل مرة عن طريق مطابقة كل كودون مع الكودون المضاد للاقتران القاعدي الموجود على جزيء RNA الناقل ، والذي يحمل الحمض الأميني المقابل للكودون الذي يتعرف عليه. يقوم إنزيم aminoacyl tRNA synthetase "بشحن" جزيئات tRNA بالأحماض الأمينية الصحيحة. غالبًا ما يُطلق على البوليببتيد النامي السلسلة الناشئة . يتم تخليق البروتينات دائمًا من الطرف الأميني إلى الطرف الكربوكسيلي . [34] : 1002–42 

يمكن قياس حجم البروتين المُصنَّع من خلال عدد الأحماض الأمينية التي يحتوي عليها ومن خلال كتلته الجزيئية الكلية ، والتي يتم الإبلاغ عنها عادةً بوحدات دالتون (مرادفة لوحدات الكتلة الذرية )، أو وحدة الكيلو دالتون المشتقة (كيلو دالتون). يزداد متوسط ​​حجم البروتين من العتائق إلى البكتيريا إلى حقيقيات النوى (283، 311، 438 بقايا و31، 34، 49 كيلو دالتون على التوالي) بسبب العدد الأكبر من المجالات البروتينية التي تشكل البروتينات في الكائنات الحية العليا. [39] على سبيل المثال، يبلغ متوسط ​​طول بروتينات الخميرة 466 حمضًا أمينيًا و53 كيلو دالتون في الكتلة. [31] أكبر البروتينات المعروفة هي التيتينات ، أحد مكونات ساركومير العضلات ، بكتلة جزيئية تبلغ حوالي 3000 كيلو دالتون وطول إجمالي يبلغ حوالي 27000 حمض أميني. [40]

التركيب الكيميائي

تخليق الببتيد

يمكن أيضًا تصنيع البروتينات القصيرة كيميائيًا من خلال مجموعة من الطرق المعروفة باسم تصنيع الببتيد ، والتي تعتمد على تقنيات التصنيع العضوي مثل الربط الكيميائي لإنتاج الببتيدات بكميات كبيرة. [41] يسمح التصنيع الكيميائي بإدخال الأحماض الأمينية غير الطبيعية في سلاسل البولي ببتيد، مثل ربط المجسات الفلورية بالسلاسل الجانبية للأحماض الأمينية. [42] هذه الطرق مفيدة في الكيمياء الحيوية المعملية وعلم الأحياء الخلوية ، على الرغم من أنها ليست مفيدة بشكل عام للتطبيقات التجارية. التصنيع الكيميائي غير فعال للببتيدات الأطول من حوالي 300 حمض أميني، وقد لا تكتسب البروتينات المصنعة بسهولة بنيتها الثلاثية الأصلية . تنتقل معظم طرق التصنيع الكيميائي من الطرف C إلى الطرف N، على عكس التفاعل البيولوجي. [43]

بناء

البنية البلورية للشابيرونين ، وهو مركب بروتيني ضخم. يتم تسليط الضوء على وحدة بروتينية واحدة. تساعد الشابيرونينات في طي البروتين.
ثلاثة تمثيلات محتملة للبنية ثلاثية الأبعاد لإيزوميراز فوسفات ثلاثي البروتين . على اليسار : تمثيل لجميع الذرات ملون حسب نوع الذرة. في المنتصف: تمثيل مبسط يوضح تكوين العمود الفقري، ملون حسب البنية الثانوية. على اليمين : تمثيل سطح يمكن الوصول إليه بالمذيبات ملون حسب نوع البقايا (بقايا حمضية حمراء، بقايا قاعدية زرقاء، بقايا قطبية خضراء، بقايا غير قطبية بيضاء).

تنطوي معظم البروتينات في هياكل ثلاثية الأبعاد فريدة من نوعها. يُعرف الشكل الذي ينطوي عليه البروتين بشكل طبيعي باسم تكوينه الأصلي . [30] : 36  على الرغم من أن العديد من البروتينات يمكن أن تنطوي دون مساعدة، وذلك ببساطة من خلال الخصائص الكيميائية لأحماضها الأمينية، إلا أن البعض الآخر يتطلب مساعدة مرافقي الجزيئات للطي إلى حالاتها الأصلية. [30] : 37  غالبًا ما يشير علماء الكيمياء الحيوية إلى أربعة جوانب مميزة لبنية البروتين: [30] : 30–34 

البروتينات ليست جزيئات صلبة تمامًا. بالإضافة إلى هذه المستويات من البنية، قد تنتقل البروتينات بين عدة هياكل ذات صلة أثناء قيامها بوظائفها. في سياق هذه الترتيبات الوظيفية، يشار عادةً إلى هذه الهياكل الثلاثية أو الرباعية باسم " التكوينات "، وتسمى الانتقالات بينها بالتغيرات التكوينية. غالبًا ما تحدث مثل هذه التغييرات عن طريق ربط جزيء الركيزة بموقع نشط للإنزيم ، أو المنطقة الفيزيائية للبروتين التي تشارك في التحفيز الكيميائي. في المحلول، تخضع البروتينات أيضًا لتغير في البنية من خلال الاهتزاز الحراري والاصطدام بجزيئات أخرى. [34] : 368–75 

السطح الجزيئي للعديد من البروتينات يظهر أحجامها المقارنة. من اليسار إلى اليمين: الغلوبولين المناعي G (IgG، جسم مضاد )، الهيموجلوبين ، الأنسولين (هرمون)، أدينيلات كيناز (إنزيم)، وجلوتامين سينثيتاز (إنزيم).

يمكن تقسيم البروتينات بشكل غير رسمي إلى ثلاث فئات رئيسية، والتي ترتبط بالهياكل الثلاثية النموذجية: البروتينات الكروية ، والبروتينات الليفية ، والبروتينات الغشائية . جميع البروتينات الكروية تقريبًا قابلة للذوبان والعديد منها عبارة عن إنزيمات. غالبًا ما تكون البروتينات الليفية هيكلية، مثل الكولاجين ، المكون الرئيسي للنسيج الضام، أو الكيراتين ، المكون البروتيني للشعر والأظافر. غالبًا ما تعمل البروتينات الغشائية كمستقبلات أو توفر قنوات للجزيئات القطبية أو المشحونة للمرور عبر غشاء الخلية . [34] : 165-85 

حالة خاصة من الروابط الهيدروجينية داخل الجزيئات داخل البروتينات، والتي تكون محمية بشكل سيئ من هجوم الماء وبالتالي تعزز جفافها ، تسمى ديهيدرونات . [44]

المجالات البروتينية

تتكون العديد من البروتينات من عدة مجالات بروتينية ، أي أجزاء من البروتين تطوى إلى وحدات بنيوية مميزة. وعادة ما يكون للمجالات وظائف محددة، مثل الأنشطة الأنزيمية (مثل الكيناز ) أو تعمل كوحدات ربط (على سبيل المثال، يرتبط مجال SH3 بتسلسلات غنية بالبرولين في بروتينات أخرى).

نمط التسلسل

غالبًا ما تعمل تسلسلات الأحماض الأمينية القصيرة داخل البروتينات كمواقع للتعرف على البروتينات الأخرى. [45] على سبيل المثال، ترتبط مجالات SH3 عادةً بأنماط PxxP القصيرة (أي 2 برولين [P]، مفصولين بحمضين أمينيين غير محددين [x]، على الرغم من أن الأحماض الأمينية المحيطة قد تحدد خصوصية الارتباط الدقيقة). تم جمع العديد من هذه الأنماط في قاعدة بيانات Eukaryotic Linear Motif (ELM).

طوبولوجيا البروتين

يصف طوبولوجيا البروتين تشابك العمود الفقري وترتيب نقاط الاتصال داخل السلسلة المطوية. [46] تم تطبيق إطارين نظريين لنظرية العقدة وطوبولوجيا الدائرة لتوصيف طوبولوجيا البروتين. إن القدرة على وصف طوبولوجيا البروتين تفتح مسارات جديدة للهندسة البروتينية وتطوير الأدوية، وتضيف إلى فهمنا لأمراض طي البروتين الخاطئ مثل الاضطرابات العصبية العضلية والسرطان.

وظائف الخلية

البروتينات هي الجهات الفاعلة الرئيسية داخل الخلية، ويقال إنها تنفذ المهام المحددة بالمعلومات المشفرة في الجينات. [31] باستثناء أنواع معينة من الحمض النووي الريبي ، فإن معظم الجزيئات البيولوجية الأخرى هي عناصر خاملة نسبيًا تعمل عليها البروتينات. تشكل البروتينات نصف الوزن الجاف لخلية الإشريكية القولونية ، في حين تشكل الجزيئات الكبيرة الأخرى مثل الحمض النووي الريبي والحمض النووي الريبي 3٪ و20٪ فقط على التوالي. [47] تُعرف مجموعة البروتينات المعبر عنها في خلية معينة أو نوع خلية باسم بروتيومها .

يظهر إنزيم الهكسوكيناز على هيئة نموذج جزيئي تقليدي على شكل كرة وعصا. وللقياس في الزاوية اليمنى العليا، يظهر اثنان من ركائزه ، ATP والجلوكوز .

إن السمة الرئيسية للبروتينات والتي تسمح لها أيضًا بمجموعة متنوعة من الوظائف هي قدرتها على ربط جزيئات أخرى بشكل محدد ومحكم. تُعرف منطقة البروتين المسؤولة عن ربط جزيء آخر بموقع الربط وغالبًا ما تكون منخفضًا أو "جيبًا" على السطح الجزيئي. تتوسط هذه القدرة على الارتباط البنية الثلاثية للبروتين، والتي تحدد جيب موقع الارتباط، والخصائص الكيميائية للسلاسل الجانبية للأحماض الأمينية المحيطة. يمكن أن يكون ارتباط البروتين محكمًا ومحددًا بشكل غير عادي؛ على سبيل المثال، يرتبط بروتين مثبط الريبونوكلياز بالأنجيوجينين البشري بثابت تفكك أقل من فمتومول (<10 −15 M) ولكنه لا يرتبط على الإطلاق بنظيره البرمائي أونكوناز (> 1 M). يمكن أن تكون التغييرات الكيميائية البسيطة للغاية مثل إضافة مجموعة ميثيل واحدة إلى شريك الارتباط كافية أحيانًا للقضاء تقريبًا على الارتباط؛ على سبيل المثال، يقوم إنزيم أمينوآسيل تي آر إن إيه سينثيتاز الخاص بحمض أميني فالين بالتمييز ضد السلسلة الجانبية المتشابهة جدًا لحمض أميني إيزوليوسين . [48]

يمكن للبروتينات أن ترتبط ببروتينات أخرى وكذلك بركائز جزيئية صغيرة . عندما ترتبط البروتينات بشكل خاص بنسخ أخرى من نفس الجزيء، يمكن أن تتجمع لتكوين ألياف؛ تحدث هذه العملية غالبًا في البروتينات البنيوية التي تتكون من مونومرات كروية ترتبط ذاتيًا لتكوين ألياف صلبة. تعمل تفاعلات البروتين-البروتين أيضًا على تنظيم النشاط الأنزيمي، والتحكم في التقدم خلال دورة الخلية ، والسماح بتجميع مجمعات بروتينية كبيرة تنفذ العديد من التفاعلات وثيقة الصلة بوظيفة بيولوجية مشتركة. يمكن للبروتينات أيضًا أن ترتبط بأغشية الخلايا أو حتى تندمج فيها. تسمح قدرة شركاء الارتباط على إحداث تغييرات تكوينية في البروتينات ببناء شبكات إشارات معقدة للغاية . [34] : 830–49  نظرًا لأن التفاعلات بين البروتينات قابلة للعكس، وتعتمد بشكل كبير على توافر مجموعات مختلفة من البروتينات الشريكة لتشكيل مجموعات قادرة على تنفيذ مجموعات منفصلة من الوظائف، فإن دراسة التفاعلات بين البروتينات المحددة هي مفتاح لفهم الجوانب المهمة لوظيفة الخلية، وفي النهاية الخصائص التي تميز أنواعًا معينة من الخلايا. [49] [50]

الانزيمات

الدور الأكثر شهرة للبروتينات في الخلية هو أنها تعمل كإنزيمات ، والتي تحفز التفاعلات الكيميائية. عادة ما تكون الإنزيمات عالية التخصص وتسرع تفاعلًا كيميائيًا واحدًا أو عددًا قليلاً فقط من التفاعلات الكيميائية. تنفذ الإنزيمات معظم التفاعلات المشاركة في التمثيل الغذائي ، بالإضافة إلى التلاعب بالحمض النووي في عمليات مثل تكرار الحمض النووي وإصلاح الحمض النووي والنسخ . تعمل بعض الإنزيمات على بروتينات أخرى لإضافة أو إزالة مجموعات كيميائية في عملية تُعرف باسم التعديل بعد الترجمة. ومن المعروف أن حوالي 4000 تفاعل يتم تحفيزها بواسطة الإنزيمات. [51] غالبًا ما يكون تسارع المعدل الذي يمنحه التحفيز الأنزيمي هائلاً - ما يصل إلى 10 17 ضعفًا زيادة في المعدل عن التفاعل غير المحفز في حالة أوروتات ديكاربوكسيلاز (78 مليون سنة بدون الإنزيم، 18 ميلي ثانية مع الإنزيم). [52]

تسمى الجزيئات المرتبطة بالإنزيمات والتي تعمل عليها بالركائز . وعلى الرغم من أن الإنزيمات يمكن أن تتكون من مئات الأحماض الأمينية، إلا أن جزءًا صغيرًا فقط من البقايا عادة ما يتلامس مع الركيزة، وجزء أصغر - ثلاثة إلى أربعة بقايا في المتوسط ​​- يشارك بشكل مباشر في التحفيز. [53] تُعرف منطقة الإنزيم التي ترتبط بالركيزة وتحتوي على البقايا الحفزية بالموقع النشط .

البروتينات الموجهة هي أعضاء في فئة من البروتينات التي تملي الكيمياء الفراغية للمركب الذي يتم تصنيعه بواسطة إنزيمات أخرى. [54]

إشارات الخلية وربط الربيطة

مخطط شريطي لجسم مضاد للفأر ضد الكوليرا يرتبط بمستضد الكربوهيدرات

تشارك العديد من البروتينات في عملية إرسال الإشارات الخلوية ونقلها . بعض البروتينات ، مثل الأنسولين ، هي بروتينات خارج الخلية تنقل إشارة من الخلية التي تم تصنيعها فيها إلى خلايا أخرى في أنسجة بعيدة . والبعض الآخر عبارة عن بروتينات غشائية تعمل كمستقبلات وظيفتها الرئيسية هي ربط جزيء الإشارة وتحفيز استجابة كيميائية حيوية في الخلية. تحتوي العديد من المستقبلات على موقع ارتباط مكشوف على سطح الخلية ومجال مؤثر داخل الخلية، والذي قد يكون له نشاط إنزيمي أو قد يخضع لتغيير تكويني يتم اكتشافه بواسطة بروتينات أخرى داخل الخلية. [33] : 251–81 

الأجسام المضادة هي مكونات بروتينية لنظام مناعي تكيفي وظيفتها الرئيسية هي ربط المستضدات أو المواد الغريبة في الجسم واستهدافها للتدمير. يمكن إفراز الأجسام المضادة في البيئة خارج الخلية أو تثبيتها في أغشية الخلايا البائية المتخصصة المعروفة باسم الخلايا البلازمية . في حين أن الإنزيمات محدودة في تقاربها مع ركائزها بسبب ضرورة إجراء تفاعلها، فإن الأجسام المضادة لا تخضع لمثل هذه القيود. إن تقارب الجسم المضاد لهدفه مرتفع بشكل غير عادي. [34] : 275-50 

ترتبط العديد من بروتينات نقل الربيطة بجزيئات حيوية صغيرة معينة وتنقلها إلى أماكن أخرى في جسم الكائن الحي متعدد الخلايا. يجب أن تتمتع هذه البروتينات بألفة ارتباط عالية عندما يكون ربيطةها موجودًا بتركيزات عالية، ولكن يجب أيضًا أن تطلق الربيطة عندما تكون موجودة بتركيزات منخفضة في الأنسجة المستهدفة. المثال التقليدي لبروتين ربط الربيطة هو الهيموجلوبين ، الذي ينقل الأكسجين من الرئتين إلى أعضاء وأنسجة أخرى في جميع الفقاريات وله نظائر قريبة في كل مملكة بيولوجية . [34] : 222-29  الليكتينات هي بروتينات ربط السكر وهي شديدة التحديد لجزيئات السكر الخاصة بها. تلعب الليكتينات عادةً دورًا في ظاهرة التعرف البيولوجي التي تنطوي على الخلايا والبروتينات. [55] المستقبلات والهرمونات هي بروتينات ربط شديدة التحديد.

يمكن أن تعمل البروتينات عبر الغشاء أيضًا كبروتينات نقل للربيطة التي تغير نفاذية غشاء الخلية للجزيئات والأيونات الصغيرة . يحتوي الغشاء وحده على قلب كاره للماء لا يمكن للجزيئات القطبية أو المشحونة الانتشار من خلاله . تحتوي البروتينات الغشائية على قنوات داخلية تسمح لمثل هذه الجزيئات بالدخول والخروج من الخلية. تتخصص العديد من بروتينات القنوات الأيونية في اختيار أيون معين فقط؛ على سبيل المثال، غالبًا ما تميز قنوات البوتاسيوم والصوديوم بين أيونين فقط. [33] : 232-34 

البروتينات البنيوية

بنية البروتين

تمنح البروتينات البنيوية الصلابة والصلابة للمكونات البيولوجية السائلة. معظم البروتينات البنيوية هي بروتينات ليفية ؛ على سبيل المثال، الكولاجين والإيلاستين من المكونات الأساسية للنسيج الضام مثل الغضاريف ، ويوجد الكيراتين في الهياكل الصلبة أو الخيطية مثل الشعر والأظافر والريش والحوافر وبعض أصداف الحيوانات . [34] : 178-81  يمكن لبعض البروتينات الكروية أيضًا أن تلعب وظائف بنيوية، على سبيل المثال، الأكتين والتوبولين كرويان وقابلان للذوبان كوحدات أحادية، لكنهما يتبلمران لتكوين ألياف طويلة وصلبة تشكل الهيكل الخلوي ، مما يسمح للخلية بالحفاظ على شكلها وحجمها.

البروتينات الأخرى التي تؤدي وظائف بنيوية هي البروتينات الحركية مثل الميوسين والكينيسين والدينين ، والتي هي قادرة على توليد قوى ميكانيكية. هذه البروتينات ضرورية للحركة الخلوية للكائنات وحيدة الخلية والحيوانات المنوية للعديد من الكائنات متعددة الخلايا التي تتكاثر جنسياً . كما أنها تولد القوى التي تمارسها العضلات المتقلصة [34] : 258-64، 272  وتلعب أدوارًا أساسية في النقل داخل الخلايا.

تطور البروتين

السؤال الرئيسي في علم الأحياء الجزيئي هو كيف تتطور البروتينات، أي كيف يمكن للطفرات (أو بالأحرى التغييرات في تسلسل الأحماض الأمينية ) أن تؤدي إلى هياكل ووظائف جديدة؟ يمكن تغيير معظم الأحماض الأمينية في البروتين دون تعطيل النشاط أو الوظيفة، كما يمكن رؤيته من العديد من البروتينات المتجانسة عبر الأنواع (كما تم جمعها في قواعد البيانات المتخصصة لعائلات البروتين ، على سبيل المثال PFAM ). [56] من أجل منع العواقب الوخيمة للطفرات، قد يتم مضاعفة الجين قبل أن يتمكن من التحور بحرية. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي هذا أيضًا إلى فقدان كامل لوظيفة الجين وبالتالي الجينات الزائفة . [57] والأكثر شيوعًا، أن يكون للتغيرات في الأحماض الأمينية الفردية عواقب محدودة على الرغم من أن بعضها يمكن أن يغير وظيفة البروتين بشكل كبير، وخاصة في الإنزيمات . على سبيل المثال، يمكن للعديد من الإنزيمات تغيير خصوصية الركيزة الخاصة بها عن طريق طفرة واحدة أو بضع طفرة. [58] يتم تسهيل التغييرات في خصوصية الركيزة من خلال اختلاط الركيزة ، أي قدرة العديد من الإنزيمات على ربط ومعالجة ركائز متعددة . عندما تحدث الطفرات، يمكن أن تزيد (أو تقل) خصوصية الإنزيم وبالتالي نشاطه الأنزيمي. [58] وبالتالي، يمكن للبكتيريا (أو الكائنات الحية الأخرى) التكيف مع مصادر الغذاء المختلفة، بما في ذلك الركائز غير الطبيعية مثل البلاستيك. [59]

طرق الدراسة

تشمل الطرق المستخدمة عادة لدراسة بنية البروتين ووظيفته المناعة الكيميائية ، والطفرات الموجهة للموقع ، وعلم البلورات بالأشعة السينية ، والرنين النووي المغناطيسي ، وقياس الطيف الكتلي .

يمكن فحص أنشطة وهياكل البروتينات في المختبر ، وفي الجسم الحي ، وفي الحاسوب . تعد الدراسات المختبرية للبروتينات النقية في بيئات خاضعة للرقابة مفيدة لتعلم كيفية قيام البروتين بوظيفته: على سبيل المثال، تستكشف دراسات حركية الإنزيم الآلية الكيميائية للنشاط التحفيزي للإنزيم وتقاربه النسبي لجزيئات الركيزة المختلفة المحتملة. على النقيض من ذلك، يمكن للتجارب في الجسم الحي أن توفر معلومات حول الدور الفسيولوجي للبروتين في سياق الخلية أو حتى الكائن الحي بأكمله . تستخدم الدراسات الحاسوبية أساليب حسابية لدراسة البروتينات.

تنقية البروتين

يمكن تنقية البروتينات من مكونات خلوية أخرى باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات مثل الطرد المركزي الفائق ، والترسيب ، والرحلان الكهربائي ، والكروماتوغرافيا ؛ وقد أتاح ظهور الهندسة الوراثية عددًا من الطرق لتسهيل التنقية.

لإجراء التحليل المختبري ، يجب تنقية البروتين بعيدًا عن المكونات الخلوية الأخرى. تبدأ هذه العملية عادةً بتحلل الخلايا ، حيث يتم تعطيل غشاء الخلية وإطلاق محتوياته الداخلية في محلول يُعرف باسم محلول خام . يمكن تنقية الخليط الناتج باستخدام الطرد المركزي الفائق ، الذي يجزئ المكونات الخلوية المختلفة إلى كسور تحتوي على بروتينات قابلة للذوبان؛ ودهون الغشاء والبروتينات؛ والعضيات الخلوية ، والأحماض النووية . يمكن للترسيب بطريقة تُعرف باسم التمليح أن يركز البروتينات من هذا المحلول. ثم تُستخدم أنواع مختلفة من الكروماتوغرافيا لعزل البروتين أو البروتينات ذات الأهمية بناءً على خصائص مثل الوزن الجزيئي والشحنة الصافية وتقارب الارتباط. [30] : 21–24  يمكن مراقبة مستوى التنقية باستخدام أنواع مختلفة من الرحلان الكهربائي للهلام إذا كان الوزن الجزيئي للبروتين المطلوب ونقطة التساوي الكهربائي معروفين، أو عن طريق التحليل الطيفي إذا كان البروتين يحتوي على سمات طيفية مميزة، أو عن طريق اختبارات الإنزيم إذا كان البروتين يحتوي على نشاط إنزيمي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن عزل البروتينات وفقًا لشحنتها باستخدام التركيز الكهربائي . [60]

بالنسبة للبروتينات الطبيعية، قد تكون سلسلة من خطوات التنقية ضرورية للحصول على بروتين نقي بدرجة كافية للتطبيقات المعملية. لتبسيط هذه العملية، غالبًا ما تُستخدم الهندسة الوراثية لإضافة سمات كيميائية إلى البروتينات تجعل تنقيتها أسهل دون التأثير على بنيتها أو نشاطها. هنا، يتم ربط "علامة" تتكون من تسلسل أحماض أمينية معين، غالبًا ما تكون سلسلة من بقايا الهيستيدين (" علامة الهيستيدين ")، بطرف واحد من البروتين. ونتيجة لذلك، عندما يمر المحلول عبر عمود كروماتوغرافيا يحتوي على النيكل ، فإن بقايا الهيستيدين تربط النيكل وتلتصق بالعمود بينما تمر المكونات غير الموسومة للمحلول دون عوائق. تم تطوير عدد من العلامات المختلفة لمساعدة الباحثين على تنقية بروتينات معينة من مخاليط معقدة. [61]

تحديد موقع الخلية

البروتينات في حجرات وهياكل خلوية مختلفة مُوسومة ببروتين فلوري أخضر (هنا، باللون الأبيض)

غالبًا ما تهتم دراسة البروتينات في الجسم الحي بتركيب البروتين وتحديد موقعه داخل الخلية. على الرغم من أن العديد من البروتينات داخل الخلايا يتم تصنيعها في السيتوبلازم والبروتينات المرتبطة بالغشاء أو المفرزة في الشبكة الإندوبلازمية ، إلا أن تفاصيل كيفية استهداف البروتينات لعضيات أو هياكل خلوية معينة غالبًا ما تكون غير واضحة. تستخدم إحدى التقنيات المفيدة لتقييم تحديد موقع الخلايا الهندسة الوراثية للتعبير في الخلية عن بروتين اندماجي أو كيميرا يتكون من البروتين الطبيعي المطلوب المرتبط بـ " مراسل " مثل البروتين الفلوري الأخضر (GFP). [62] يمكن بعد ذلك تصور موضع البروتين المندمج داخل الخلية بشكل نظيف وفعال باستخدام المجهر ، [63] كما هو موضح في الشكل المقابل.

تتطلب الطرق الأخرى لتوضيح الموقع الخلوي للبروتينات استخدام علامات مقصورات معروفة لمناطق مثل الشبكة الإندوبلازمية، وجهاز جولجي، والليزوزومات أو الفجوات، والميتوكوندريا، والبلاستيدات الخضراء، والغشاء البلازمي، وما إلى ذلك. ومع استخدام إصدارات مُوسومة بالفلورسنت من هذه العلامات أو الأجسام المضادة للعلامات المعروفة، يصبح تحديد موقع البروتين محل الاهتمام أسهل كثيرًا. على سبيل المثال، تسمح المناعة الفلورية غير المباشرة بتحديد موقع الفلورسنت وإثبات الموقع. تُستخدم الأصباغ الفلورية لتمييز المقصورات الخلوية لغرض مماثل. [64]

توجد احتمالات أخرى أيضًا. على سبيل المثال، تستخدم المناعة الكيميائية عادةً جسمًا مضادًا لبروتين واحد أو أكثر من البروتينات ذات الأهمية والتي يتم ربطها بإنزيمات تنتج إشارات مضيئة أو كروموجينية يمكن مقارنتها بين العينات، مما يسمح بمعلومات التوطين. هناك تقنية أخرى قابلة للتطبيق وهي التجزئة المشتركة في تدرجات السكروز (أو مادة أخرى) باستخدام الطرد المركزي المتساوي الكثافة . [65] في حين أن هذه التقنية لا تثبت التوطين المشترك لحجرة ذات كثافة معروفة والبروتين المطلوب، إلا أنها تزيد من الاحتمالية، وهي أكثر ملاءمة للدراسات واسعة النطاق.

أخيرًا، الطريقة القياسية الذهبية لتحديد موقع الخلايا هي المجهر الإلكتروني المناعي . تستخدم هذه التقنية أيضًا جسمًا مضادًا للبروتين المطلوب، جنبًا إلى جنب مع تقنيات المجهر الإلكتروني الكلاسيكية. يتم تحضير العينة للفحص المجهري الإلكتروني العادي، ثم معالجتها بجسم مضاد للبروتين المطلوب مقترن بمادة كثيفة جدًا من حيث الكهروضوئية، وعادةً ما تكون من الذهب. يسمح هذا بتحديد موقع كل من التفاصيل الدقيقة وكذلك البروتين المطلوب. [66]

ومن خلال تطبيق آخر للهندسة الوراثية يُعرف باسم الطفرات الموجهة للموقع ، يستطيع الباحثون تغيير تسلسل البروتين وبالتالي بنيته وموقعه الخلوي وقابليته للتنظيم. وتسمح هذه التقنية أيضًا بدمج الأحماض الأمينية غير الطبيعية في البروتينات، باستخدام الحمض النووي الريبوزي الناقل المعدل، [67] وقد تسمح بالتصميم العقلاني لبروتينات جديدة ذات خصائص جديدة. [68]

تحليل البروتينات

يُعرف المكمل الكلي للبروتينات الموجودة في وقت ما في خلية أو نوع من الخلايا باسم بروتيومها ، وتُعرف دراسة مثل هذه المجموعات الكبيرة من البيانات بمجال علم البروتينات ، والذي يُسمى قياسًا على مجال علم الجينوم ذي الصلة . تشمل التقنيات التجريبية الرئيسية في علم البروتينات الرحلان الكهربائي ثنائي الأبعاد ، [69] والذي يسمح بفصل العديد من البروتينات، ومطياف الكتلة ، [70] والذي يسمح بالتعرف السريع عالي الإنتاجية على البروتينات وتسلسل الببتيدات (غالبًا بعد الهضم داخل الجل )، ومصفوفات البروتين الدقيقة ، والتي تسمح باكتشاف المستويات النسبية للبروتينات المختلفة الموجودة في الخلية، والفحص الهجين المزدوج ، والذي يسمح بالاستكشاف المنهجي للتفاعلات بين البروتينات . [71] يُعرف المكمل الكلي لمثل هذه التفاعلات المحتملة بيولوجيًا باسم إنتراكتوم . [72] تُعرف المحاولة المنهجية لتحديد هياكل البروتينات التي تمثل كل طية ممكنة باسم علم الجينوم البنيوي . [73]

تحديد الهيكل

إن اكتشاف البنية الثلاثية للبروتين، أو البنية الرباعية لمجمعاته، يمكن أن يوفر أدلة مهمة حول كيفية أداء البروتين لوظيفته وكيف يمكن أن تتأثر، أي في تصميم الأدوية . ونظرًا لأن البروتينات صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها تحت المجهر الضوئي ، فيجب استخدام طرق أخرى لتحديد بنيتها. تشمل الطرق التجريبية الشائعة علم البلورات بالأشعة السينية وقياس طيف الرنين النووي المغناطيسي ، وكلاهما يمكن أن ينتج معلومات هيكلية بدقة ذرية . ومع ذلك، فإن تجارب الرنين النووي المغناطيسي قادرة على توفير معلومات يمكن من خلالها تقدير مجموعة فرعية من المسافات بين أزواج الذرات، وتحديد التكوينات المحتملة النهائية للبروتين من خلال حل مشكلة هندسة المسافة . تُعد قياس التداخل ثنائي الاستقطاب طريقة تحليلية كمية لقياس تكوين البروتين الكلي والتغيرات التكوينية بسبب التفاعلات أو المحفزات الأخرى. تعد ثنائية اللون الدائرية تقنية معملية أخرى لتحديد التركيب الداخلي للصفائح بيتا / اللولبية ألفا للبروتينات. تُستخدم المجهرية الإلكترونية المبردة لإنتاج معلومات بنيوية منخفضة الدقة حول مجمعات بروتينية كبيرة جدًا، بما في ذلك الفيروسات المجمعة ؛ [33] : 340-41  يمكن أن ينتج أيضًا متغير يُعرف باسم علم البلورات الإلكتروني معلومات عالية الدقة في بعض الحالات، وخاصةً بالنسبة للبلورات ثنائية الأبعاد لبروتينات الغشاء. [74] عادةً ما يتم إيداع الهياكل المحلولة في بنك بيانات البروتين (PDB)، وهو مورد متاح مجانًا يمكن من خلاله الحصول على بيانات بنيوية حول آلاف البروتينات في شكل إحداثيات ديكارتية لكل ذرة في البروتين. [75]

إن العديد من تسلسلات الجينات معروفة أكثر من هياكل البروتين. وعلاوة على ذلك، فإن مجموعة الهياكل المحلولة منحازة نحو البروتينات التي يمكن إخضاعها بسهولة للظروف المطلوبة في علم البلورات بالأشعة السينية ، وهي إحدى طرق تحديد البنية الرئيسية. وعلى وجه الخصوص، فإن البروتينات الكروية سهلة التبلور نسبيًا استعدادًا لعلم البلورات بالأشعة السينية. وعلى النقيض من ذلك، يصعب تبلور البروتينات الغشائية والمجمعات البروتينية الكبيرة ولا يتم تمثيلها بشكل كافٍ في قاعدة بيانات البروتينات. [76] حاولت مبادرات الجينوميات البنيوية معالجة هذه العيوب من خلال حل الهياكل التمثيلية للفئات الرئيسية بشكل منهجي. تحاول طرق التنبؤ ببنية البروتين توفير وسيلة لتوليد بنية معقولة للبروتينات التي لم يتم تحديد بنيتها تجريبياً. [77]

التنبؤ بالهيكل

يمكن تحليل الأحماض الأمينية المكونة للتنبؤ ببنية البروتين الثانوية والثالثية والرباعية، وفي هذه الحالة وحدات الهيم التي تحتوي على الهيموجلوبين

مكملًا لمجال الجينوميات البنيوية، يطور التنبؤ ببنية البروتين نماذج رياضية فعّالة للبروتينات للتنبؤ حسابيًا بالتكوينات الجزيئية من الناحية النظرية، بدلاً من اكتشاف الهياكل من خلال الملاحظة المعملية. [78] يعتمد أنجح نوع من التنبؤ بالبنية، والمعروف باسم النمذجة المتجانسة ، على وجود بنية "قالب" ذات تشابه تسلسلي مع البروتين الذي يتم نمذجته؛ ويتمثل هدف الجينوميات البنيوية في توفير تمثيل كافٍ في الهياكل المحلولة لنمذجة معظم تلك التي تبقى. [79] على الرغم من أن إنتاج نماذج دقيقة يظل يمثل تحديًا عندما تتوفر هياكل قالبية ذات صلة بعيدة فقط، فقد اقترح أن محاذاة التسلسل هي عنق الزجاجة في هذه العملية، حيث يمكن إنتاج نماذج دقيقة تمامًا إذا كانت محاذاة التسلسل "المثالية" معروفة. [80] خدمت العديد من طرق التنبؤ بالبنية في إعلام مجال هندسة البروتين الناشئ ، حيث تم بالفعل تصميم طيات بروتينية جديدة. [81] تحتوي البروتينات (في حقيقيات النوى ~33٪) أيضًا على أجزاء كبيرة غير منظمة ولكنها وظيفية بيولوجيًا ويمكن تصنيفها على أنها بروتينات مضطربة جوهريًا . [82] وبالتالي، فإن التنبؤ باضطرابات البروتين وتحليلها يشكل جزءًا مهمًا من توصيف بنية البروتين. [83]

المعلوماتية الحيوية

تم تطوير مجموعة واسعة من الأساليب الحسابية لتحليل بنية البروتينات ووظيفتها وتطورها. وقد كان تطوير مثل هذه الأدوات مدفوعًا بكمية كبيرة وسريعة النمو من البيانات الجينومية والبروتينية المتاحة لمجموعة متنوعة من الكائنات الحية، بما في ذلك الجينوم البشري . لا توجد الموارد لدراسة جميع البروتينات تجريبياً، وبالتالي فإن القليل منها فقط يخضع للتجارب المعملية بينما تُستخدم الأدوات الحسابية لاستقراء البروتينات المماثلة. يمكن التعرف على مثل هذه البروتينات المتجانسة بكفاءة في الكائنات الحية ذات الصلة البعيدة من خلال محاذاة التسلسل . يمكن البحث في تسلسلات الجينوم والجينات من خلال مجموعة متنوعة من الأدوات لخصائص معينة. يمكن لأدوات تحديد التسلسل العثور على مواقع إنزيم القيد ، وفتح إطارات القراءة في تسلسلات النوكليوتيدات ، والتنبؤ بالهياكل الثانوية . يمكن إنشاء الأشجار التطورية وتطوير فرضيات تطورية باستخدام برامج خاصة مثل Clustal W فيما يتعلق بأصل الكائنات الحية الحديثة والجينات التي تعبر عنها. أصبح مجال المعلوماتية الحيوية الآن لا غنى عنه لتحليل الجينات والبروتينات.

محاكاة حاسوبية للعمليات الديناميكية

تتمثل إحدى المشكلات الحسابية الأكثر تعقيدًا في التنبؤ بالتفاعلات بين الجزيئات، كما هو الحال في الالتحام الجزيئي ، [84] وطي البروتين ، وتفاعل البروتين مع البروتين والتفاعل الكيميائي. تتضمن النماذج الرياضية لمحاكاة هذه العمليات الديناميكية ميكانيكا جزيئية ، وخاصة ديناميكيات الجزيئات . في هذا الصدد، اكتشفت عمليات المحاكاة الحاسوبية طي المجالات البروتينية الحلزونية الصغيرة مثل قطعة الرأس الزغبية ، [85] وبروتين ملحق فيروس نقص المناعة البشرية [86] والطرق الهجينة التي تجمع بين الديناميكيات الجزيئية القياسية والرياضيات الميكانيكية الكمومية استكشفت الحالات الإلكترونية للرودوبسين . [87]

إلى جانب الديناميكيات الجزيئية الكلاسيكية، تسمح طرق الديناميكيات الكمومية بمحاكاة البروتينات بتفاصيل ذرية مع وصف دقيق للتأثيرات الميكانيكية الكمومية. تشمل الأمثلة طريقة هارتري متعددة الطبقات ومتعددة التكوينات المعتمدة على الوقت (MCTDH) ونهج معادلات الحركة الهرمية (HEOM)، والتي تم تطبيقها على كريبتوكرومات النباتات [88] ومجمعات حصاد الضوء للبكتيريا، [89] على التوالي. تتطلب كل من المحاكاة الميكانيكية الكمومية والكلاسيكية للأنظمة ذات النطاق البيولوجي قدرًا كبيرًا من الحوسبة، لذا فإن مبادرات الحوسبة الموزعة (على سبيل المثال، مشروع Folding@home [90] ) تسهل النمذجة الجزيئية من خلال استغلال التطورات في المعالجة المتوازية لوحدة معالجة الرسوميات وتقنيات مونت كارلو .

التحليل الكيميائي

يتكون إجمالي محتوى النيتروجين في المادة العضوية بشكل أساسي من المجموعات الأمينية الموجودة في البروتينات. يُعد إجمالي نيتروجين كيلدال ( TKN ) مقياسًا للنيتروجين يستخدم على نطاق واسع في تحليل المياه (النفايات) والتربة والأغذية والأعلاف والمواد العضوية بشكل عام. وكما يوحي الاسم، يتم تطبيق طريقة كيلدال . تتوفر طرق أكثر حساسية. [91] [92]

تَغذِيَة

يمكن لمعظم الكائنات الحية الدقيقة والنباتات تخليق جميع الأحماض الأمينية القياسية العشرين ، بينما يجب على الحيوانات (بما في ذلك البشر) الحصول على بعض الأحماض الأمينية من النظام الغذائي . [47] يشار إلى الأحماض الأمينية التي لا يستطيع الكائن الحي تخليقها بمفردها باسم الأحماض الأمينية الأساسية . لا توجد إنزيمات رئيسية تخليق بعض الأحماض الأمينية في الحيوانات - مثل الأسبارتوكيناز ، الذي يحفز الخطوة الأولى في تخليق اللايسين والميثيونين والثريونين من الأسبارتات . إذا كانت الأحماض الأمينية موجودة في البيئة ، يمكن للكائنات الحية الدقيقة الحفاظ على الطاقة عن طريق أخذ الأحماض الأمينية من محيطها وتقليل مسارات التخليق الحيوي الخاصة بها .

في الحيوانات، يتم الحصول على الأحماض الأمينية من خلال استهلاك الأطعمة التي تحتوي على البروتين. ثم يتم تكسير البروتينات المتناولة إلى أحماض أمينية من خلال الهضم ، والذي ينطوي عادةً على تحلل البروتين من خلال التعرض للحمض والتحلل المائي بواسطة إنزيمات تسمى البروتياز . تُستخدم بعض الأحماض الأمينية المتناولة في تخليق البروتين، بينما يتم تحويل البعض الآخر إلى جلوكوز من خلال تكوين الجلوكوز ، أو إدخالها في دورة حمض الستريك . يعد استخدام البروتين كوقود مهمًا بشكل خاص في ظل ظروف المجاعة لأنه يسمح باستخدام بروتينات الجسم لدعم الحياة، وخاصة تلك الموجودة في العضلات . [93]

في الحيوانات مثل الكلاب والقطط ، يحافظ البروتين على صحة وجودة الجلد من خلال تعزيز نمو بصيلات الشعر والتقرن، وبالتالي تقليل احتمالية حدوث مشاكل جلدية تنتج روائح كريهة. [ 94] تلعب البروتينات ذات الجودة الرديئة أيضًا دورًا فيما يتعلق بصحة الجهاز الهضمي، مما يزيد من احتمالية انتفاخ البطن والمركبات ذات الرائحة الكريهة في الكلاب لأنه عندما تصل البروتينات إلى القولون في حالة غير مهضومة، يتم تخميرها وإنتاج غاز كبريتيد الهيدروجين والإندول والسكاتول. [95] تهضم الكلاب والقطط البروتينات الحيوانية بشكل أفضل من تلك الموجودة في النباتات، ولكن المنتجات ذات الأصل الحيواني منخفض الجودة يتم هضمها بشكل سيئ، بما في ذلك الجلد والريش والنسيج الضام. [95]

الخواص الميكانيكية

الخصائص الميكانيكية للبروتينات متنوعة للغاية وغالبًا ما تكون أساسية لوظيفتها البيولوجية، كما هو الحال في البروتينات مثل الكيراتين والكولاجين . [96] على سبيل المثال، ترتبط قدرة الأنسجة العضلية على التمدد والانكماش المستمر بشكل مباشر بالخصائص المرنة لتكوين البروتين الأساسي. [97] [98] بعيدًا عن البروتينات الليفية، فإن الديناميكيات التكوينية للإنزيمات [99] وبنية الأغشية البيولوجية ، من بين وظائف بيولوجية أخرى، تحكمها الخصائص الميكانيكية للبروتينات. خارج سياقها البيولوجي، فإن الخصائص الميكانيكية الفريدة للعديد من البروتينات، جنبًا إلى جنب مع استدامتها النسبية عند مقارنتها بالبوليمرات الاصطناعية ، جعلتها أهدافًا مرغوبة لتصميم مواد الجيل التالي. [100] [101]

معامل يونغ

يتم حساب معامل يونغ ، E، على أنه الإجهاد المحوري σ على الإجهاد الناتج ε. إنه مقياس للصلابة النسبية للمادة . في سياق البروتينات، غالبًا ما ترتبط هذه الصلابة بشكل مباشر بالوظيفة البيولوجية. على سبيل المثال، لوحظت صلابة الكولاجين ، الموجود في النسيج الضام والعظام والغضاريف ، والكيراتين ، الموجود في الأظافر والمخالب والشعر، أعلى بعدة أوامر من حيث الحجم من صلابة الإيلاستين ، [102] والذي يُعتقد أنه يعطي مرونة لهياكل مثل الأوعية الدموية والأنسجة الرئوية وأنسجة المثانة ، من بين أمور أخرى. [103] [104] وبالمقارنة بهذا، فإن البروتينات الكروية ، مثل ألبومين مصل البقر ، والتي تطفو بحرية نسبية في السيتوزول وغالبًا ما تعمل كإنزيمات (وبالتالي تخضع لتغييرات تكوينية متكررة) لها معامل يونغ أقل بكثير. [105] [106]

يمكن إيجاد معامل يونج لبروتين واحد من خلال محاكاة الديناميكيات الجزيئية . باستخدام حقول القوة الذرية، مثل CHARMM أو GROMOS ، أو حقول القوة ذات الحبيبات الخشنة مثل Martini، [107] يمكن تمديد جزيء بروتين واحد بقوة أحادية المحور بينما يتم تسجيل الامتداد الناتج من أجل حساب الإجهاد. [108] [109] تجريبياً، يمكن استخدام طرق مثل المجهر الذري للقوة للحصول على بيانات مماثلة. [110]

على المستوى الكلي، يمكن الحصول على معامل يونج للشبكات البروتينية المترابطة من خلال الاختبارات الميكانيكية التقليدية . ويمكن رؤية القيم التي تم رصدها تجريبياً لبعض البروتينات أدناه.

مرونة البروتينات المختلفة
بروتين فئة البروتين معامل يونغ
الكيراتين (مترابط) ليفي 1.5-10 جيجا باسكال [111]
الإيلاستين (مترابط) ليفي 1 ميجا باسكال [102]
الفيبرين (مترابط) ليفي 1-10 ميجا باسكال [102]
الكولاجين (مترابط) ليفي 5-7.5 جيجا باسكال [102] [112]
ريزيلين (مترابط) ليفي 1-2 ميجا باسكال [102]
ألبومين مصل البقر (مرتبط بشكل متبادل) كروي 2.5-15 كيلو باسكال [105]
بروتينات الغشاء الخارجي β-Barrel غشاء 20-45 نقطة مئوية [113]

اللزوجة

بالإضافة إلى العمل كإنزيمات داخل الخلية، تعمل البروتينات الكروية غالبًا كجزيئات نقل رئيسية. على سبيل المثال، ألبومينات المصل ، أحد المكونات الرئيسية للدم ، ضرورية لنقل العديد من الجزيئات الصغيرة في جميع أنحاء الجسم. [114] ولهذا السبب، فإن السلوك المعتمد على التركيز لهذه البروتينات في المحلول مرتبط بشكل مباشر بوظيفة الجهاز الدوري . إحدى طرق تحديد هذا السلوك هي من خلال لزوجة المحلول.

اللزوجة، η، تُعطى عمومًا كمقياس لمقاومة السائل للتشوه. ويمكن حسابها كنسبة بين الإجهاد المطبق ومعدل تغير إجهاد القص الناتج، أي معدل التشوه. غالبًا ما تعتمد لزوجة مخاليط السوائل المعقدة، مثل الدم، بشكل كبير على درجة الحرارة وتركيز المذاب. [115] بالنسبة لألبومين المصل، وخاصة ألبومين مصل البقر ، يمكن استخدام العلاقة التالية بين اللزوجة ودرجة الحرارة والتركيز . [116]

حيث c هو التركيز، وT هي درجة الحرارة، وR هو ثابت الغاز ، وα وβ و B و D وΔE هي جميعها ثوابت خصائص تعتمد على المادة. تأخذ هذه المعادلة شكل معادلة أرينيوس ، حيث تحدد اللزوجة اعتمادًا أسيًا على درجة الحرارة والتركيز.

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ abc Osborne TB (1909). "History". The Vegetable Proteins . ص 1-6.
  2. ^ abc Reynolds JA, Tanford C (2003). Nature's Robots: A History of Proteins (Oxford Paperbacks) . 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. رقم ISBN 978-0-19-850466-5.
  4. ^ مولدر جي جي (1838). "Sur la تكوين quelques المواد الحيوانية". نشرة العلوم الفيزيائية والطبيعية في نيرلاند : 104.
  5. ^ هارتلي هـ (أغسطس 1951). "أصل كلمة 'بروتين'". نيتشر . 168 (4267): 244. رمز Bibcode :1951Natur.168..244H. doi : 10.1038/168244a0 . PMID  14875059. S2CID  4271525.
  6. ^ abc Perrett D (أغسطس 2007). "من "البروتين" إلى بدايات التحليل البروتيني السريري". التحليل البروتيني. التطبيقات السريرية . 1 (8): 720-738. doi :10.1002/prca.200700525. PMID  21136729. S2CID  32843102.
  7. ^ "Protein (n.)". قاموس أوكسفورد الإنجليزي . يوليو 2023. doi :10.1093/OED/5657543824.
  8. ^ بيشوف TL، Voit C (1860). Die Gesetze der Ernaehrung des Pflanzenfressers durch neue Unter suchungen festgestellt (بالألمانية). لايبزيغ، هايدلبرغ.{{cite book}}:CS1 maint: موقع الناشر المفقود ( الرابط )
  9. ^ Osborne TB (أبريل 1913). "In Memoriam Heinrich Ritthausen". Biochemical Bulletin . II (7). Columbia University Biochemical Association: 338. تم الاسترجاع في 1 يناير 2016 .، تم أرشفته في مكتبة تراث التنوع البيولوجي
  10. ^ "Hofmeister, Franz". encyclopedia.com. مؤرشف من الأصل في 5 أبريل 2017. اطلع عليه بتاريخ 4 أبريل 2017 .
  11. ^ Koshland DE, Haurowitz F. "Protein, section: Classification of protein". britannica.com. مؤرشف من الأصل في 4 أبريل 2017. تم الاسترجاع في 4 أبريل 2017 .
  12. ^ Sumner JB (أغسطس 1926). "عزل وتبلور إنزيم اليورياز". مجلة الكيمياء الحيوية . 69 (2): 435-441. doi : 10.1016/S0021-9258(18)84560-4 .
  13. ^ بولينج إل، كوري آر بي (مايو 1951). "الإحداثيات الذرية وعوامل البنية لتكوينين حلزونيين لسلاسل البولي ببتيد". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 37 (5): 235-240. رمز Bibcode : 1951PNAS...37..235P. doi : 10.1073/pnas.37.5.235 . PMC 1063348. PMID  14834145 . 
  14. ^ Kauzmann W (مايو 1956). "العوامل البنيوية في تحلل البروتين". مجلة علم وظائف الأعضاء الخلوية. الملحق 47 ( الملحق 1): 113-131. doi :10.1002/jcp.1030470410. PMID  13332017.
  15. ^ Kauzmann W (1959). "بعض العوامل في تفسير تحلل البروتين". التقدم في كيمياء البروتين المجلد 14. المجلد 14. ص 1-63. doi :10.1016/S0065-3233(08)60608-7. ISBN 978-0-12-034214-3. PMID  14404936.
  16. ^ Kalman SM, Linderstøm-Lang K, Ottesen M, Richards FM (فبراير 1955). "تحلل الريبونوكلياز بواسطة السوبتيليزين". Biochimica et Biophysica Acta . 16 (2): 297–299. doi :10.1016/0006-3002(55)90224-9. PMID  14363272.
  17. ^ سانجر ف (1949). "الببتيدات الطرفية للأنسولين". المجلة الكيميائية الحيوية . 45 (5): 563-574. doi : 10.1042/bj0450563. PMC 1275055. PMID  15396627. 
  18. ^ سانجر ف. (1958)، محاضرة نوبل: كيمياء الأنسولين (PDF) ، Nobelprize.org، مؤرشف (PDF) من الأصل في 2013-03-19 ، تم استرجاعه في 2016-02-09
  19. ^ ريتشاردز إف إم (1972). "جائزة نوبل للكيمياء لعام 1972". مجلة العلوم . 178 (4060): 492–3. رمز Bibcode :1972Sci...178..492R. doi :10.1126/science.178.4060.492. PMID  17754377.
  20. ^ Marshall GR, Feng JA, Kuster DJ (2008). "العودة إلى المستقبل: ريبونوكلياز أ". Biopolymers . 90 (3): 259–77. doi : 10.1002/bip.20845 . PMID  17868092.
  21. ^ abc Stoddart C (1 مارس 2022). "علم الأحياء البنيوي: كيف حصلت البروتينات على صورتها المقربة". مجلة Knowable . doi : 10.1146/knowable-022822-1 .
  22. ^ Muirhead H, Perutz MF (أغسطس 1963). ". بنية الهيموجلوبين. تخليق فورييه ثلاثي الأبعاد للهيموجلوبين البشري المختزل بدقة 5.5 Å". Nature . 199 (4894): 633–638. Bibcode :1963Natur.199..633M. doi :10.1038/199633a0. PMID  14074546. S2CID  4257461.
  23. ^ Kendrew JC, Bodo G, Dintzis HM, Parrish RG, Wyckoff H, Phillips DC (March 1958). "نموذج ثلاثي الأبعاد لجزيء الميوغلوبين تم الحصول عليه عن طريق تحليل الأشعة السينية". Nature . 181 (4610): 662–666. Bibcode :1958Natur.181..662K. doi :10.1038/181662a0. PMID  13517261. S2CID  4162786.
  24. ^ Zhou ZH (أبريل 2008). "نحو تحديد بنيوي للدقة الذرية بواسطة المجهر الإلكتروني المبرد للجسيمات الفردية". الرأي الحالي في علم الأحياء البنيوي . 18 (2): 218-228. doi :10.1016/j.sbi.2008.03.004. PMC 2714865. PMID  18403197 . 
  25. ^ Keskin O, Tuncbag N, Gursoy A (أبريل 2008). "توصيف وتوقع واجهات البروتين لاستنتاج شبكات التفاعل بين البروتينات". التكنولوجيا الحيوية الصيدلانية الحالية . 9 (2): 67–76. doi :10.2174/138920108783955191. hdl : 11511/32640 . PMID  18393863.
  26. ^ "إحصائيات موجزة". قاعدة بيانات RCSB . تم الاسترجاع في 2024-04-20 .
  27. ^ Ekman D, Björklund AK, Frey-Skött J, Elofsson A (أبريل 2005). "البروتينات متعددة المجالات في الممالك الثلاث للحياة: المجالات اليتيمة والمناطق غير المخصصة الأخرى". مجلة علم الأحياء الجزيئي . 348 (1): 231–243. doi :10.1016/j.jmb.2005.02.007. PMID  15808866.
  28. ^ نيلسون دي إل، كوكس إم إم (2005). مبادئ ليهينجر للكيمياء الحيوية (الطبعة الرابعة). نيويورك، نيويورك: دبليو إتش فريمان وشركاه.
  29. ^ Gutteridge A, Thornton JM (نوفمبر 2005). "Understanding nature's catalytic toolkit". Trends in Biochemical Sciences . 30 (11): 622–629. doi :10.1016/j.tibs.2005.09.006. PMID  16214343.
  30. ^ abcdefg Murray RF, Harper HW, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW (2006). Harper's Illustrated Biochemistry . نيويورك: Lange Medical Books/McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-146197-9.
  31. ^ abc Lodish H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, et al. (2004). Molecular Cell Biology (الطبعة الخامسة). نيويورك، نيويورك: WH Freeman and Company.
  32. ^ Ardejani MS، Powers ET، Kelly JW (أغسطس 2017). "استخدام الببتيدات المطوية بشكل تعاوني لقياس طاقات التفاعل والميول التوافقية". Accounts of Chemical Research . 50 (8): 1875–1882. doi :10.1021/acs.accounts.7b00195. PMC 5584629. PMID  28723063 . 
  33. ^ abcd Branden C, Tooze J (1999). مقدمة إلى بنية البروتين . نيويورك: Garland Pub. ISBN 978-0-8153-2305-1.
  34. ^ abcdefghij Van Holde KE, Mathews CK (1996). الكيمياء الحيوية. مينلو بارك، كاليفورنيا: Benjamin/Cummings Pub. Co., Inc. ISBN 978-0-8053-3931-4.
  35. ^ ميلو ر (ديسمبر 2013). "ما هو العدد الإجمالي لجزيئات البروتين لكل حجم خلية؟ دعوة لإعادة التفكير في بعض القيم المنشورة". BioEssays . 35 (12): 1050-1055. doi :10.1002/bies.201300066. PMC 3910158. PMID  24114984 . 
  36. ^ Beck M, Schmidt A, Malmstroem J, Claassen M, Ori A, Szymborska A, et al. (نوفمبر 2011). "البروتينات الكمية لسلالة خلية بشرية". علم الأحياء الجزيئي للأنظمة . 7 : 549. doi :10.1038/msb.2011.82. PMC 3261713. PMID  22068332 . 
  37. ^ وو إل، كانديل إس آي، تشوي واي، شي دي، جيانج إل، لي بوك ثان جيه، وآخرون (يوليو 2013). "التنوع والتحكم الجيني في وفرة البروتين لدى البشر". نيتشر . 499 (7456): 79-82. رمز Bibcode :2013Natur.499...79W. doi :10.1038/nature12223. PMC 3789121. PMID  23676674 . 
  38. ^ Dobson CM (2000). "The nature and significant of protein fold". In Pain RH (ed.). Mechanisms of Protein Folding . Oxford, Oxfordshire: Oxford University Press. pp. 1–28. ISBN 978-0-19-963789-8.
  39. ^ Kozlowski LP (يناير 2017). "Proteome-pI: قاعدة بيانات نقطة التساوي الكهربائي للبروتين". Nucleic Acids Research . 45 (D1): D1112–D1116. doi :10.1093/nar/gkw978. PMC 5210655. PMID  27789699 . 
  40. ^ Fulton AB, Isaacs WB (أبريل 1991). "Titin, a huge, elastic sarcomeric protein with a probable role in morphogenesis". BioEssays . 13 (4): 157–161. doi :10.1002/bies.950130403. PMID  1859393. S2CID  20237314.
  41. ^ Bruckdorfer T, Marder O, Albericio F (فبراير 2004). "من إنتاج الببتيدات بكميات مليجرامية للأبحاث إلى كميات متعددة الأطنان للأدوية المستقبلية". التكنولوجيا الحيوية الصيدلانية الحالية . 5 (1): 29-43. doi :10.2174/1389201043489620. PMID  14965208.
  42. ^ Schwarzer D, Cole PA (ديسمبر 2005). "تخليق البروتين وربط البروتين المعبر عنه: مطاردة ذيل البروتين". الرأي الحالي في علم الأحياء الكيميائية . 9 (6): 561-569. doi :10.1016/j.cbpa.2005.09.018. PMID  16226484.
  43. ^ Kent SB (فبراير 2009). "التركيب الكيميائي الكامل للبروتينات". مراجعات الجمعية الكيميائية . 38 (2): 338-351. doi :10.1039/b700141j. PMID  19169452. S2CID  5432012.
  44. ^ فرنانديز أ، سكوت ر (سبتمبر 2003). "ديهايدرون: إشارة مشفرة هيكليًا للتفاعل مع البروتين". مجلة بيوفيزيائية . 85 (3): 1914–1928. رمز Bibcode : 2003BpJ....85.1914F. doi : 10.1016/S0006-3495(03)74619-0. PMC 1303363. PMID  12944304 . 
  45. ^ Davey NE, Van Roey K, Weatheritt RJ, Toedt G, Uyar B, Altenberg B, et al. (يناير 2012). "سمات الأنماط الخطية القصيرة". Molecular BioSystems . 8 (1): 268–281. doi :10.1039/c1mb05231d. PMID  21909575.
  46. ^ Scalvini B, Sheikhhassani V, Woodard J, Aupič J, Dame RT, Jerala R, et al. (يوليو 2020). "طوبولوجيا السلاسل الجزيئية المطوية: من الجزيئات الحيوية الفردية إلى الأوريجامي المصمم هندسيًا". الاتجاهات في الكيمياء . 2 (7): 609-622. doi :10.1016/j.trechm.2020.04.009. hdl : 1887/3245505 . S2CID  218957613.
  47. ^ أب فويت د، فويت جي جي. (2004). الكيمياء الحيوية المجلد 1 الطبعة الثالثة. وايلي: هوبوكين، نيوجيرسي.
  48. ^ Sankaranarayanan R, Moras D (2001). "دقة ترجمة الشفرة الوراثية". Acta Biochimica Polonica . 48 (2): 323–335. doi : 10.18388/abp.2001_3918 . PMID  11732604.
  49. ^ Copland JA, Sheffield-Moore M, Koldzic-Zivanovic N, Gentry S, Lamprou G, Tzortzatou-Stathopoulou F, et al. (يونيو 2009). "مستقبلات الستيرويد الجنسي في التمايز الهيكلي والورم الظهاري: هل التدخل النسيجي ممكن؟". BioEssays . 31 (6): 629–641. doi :10.1002/bies.200800138. PMID  19382224. S2CID  205469320.
  50. ^ Samarin S, Nusrat A (يناير 2009). "تنظيم مجمع الوصلة القمية الظهارية بواسطة GTPases من عائلة Rho". Frontiers in Bioscience . 14 (3): 1129–1142. doi : 10.2741/3298 . PMID  19273120.
  51. ^ Bairoch A (يناير 2000). "قاعدة بيانات ENZYME في عام 2000". Nucleic Acids Research . 28 (1): 304–305. doi :10.1093/nar/28.1.304. PMC 102465. PMID  10592255 . 
  52. ^ Radzicka A, Wolfenden R (يناير 1995). "إنزيم ماهر". Science . 267 (5194): 90–93. Bibcode :1995Sci...267...90R. doi :10.1126/science.7809611. PMID  7809611.
  53. ^ EBI External Services (2010-01-20). "The Catalytic Site Atlas at The European Bioinformatics Institute". Ebi.ac.uk. مؤرشف من الأصل في 2013-08-03 . تم الاسترجاع في 2011-01-16 .
  54. ^ Pickel B, Schaller A (أكتوبر 2013). "البروتينات الموجهة: الخصائص الجزيئية والتطبيقات التكنولوجية الحيوية المحتملة". علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والتكنولوجيا الحيوية . 97 (19): 8427-8438. doi :10.1007/s00253-013-5167-4. PMID  23989917. S2CID  1896003.
  55. ^ Rüdiger H, Siebert HC, Solís D, Jiménez-Barbero J, Romero A, von der Lieth CW, et al. (أبريل 2000). "الكيمياء الطبية القائمة على شفرة السكر: أساسيات علم الليكتينات والاستراتيجيات التجريبية مع الليكتينات كأهداف". الكيمياء الطبية الحالية . 7 (4): 389-416. doi :10.2174/0929867003375164. PMID  10702616.
  56. ^ Mulder NJ (2007-09-28). "Protein Family Databases". eLS . Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd. pp. a0003058.pub2. doi :10.1002/9780470015902.a0003058.pub2. ISBN 978-0-470-01617-6.
  57. ^ Sisu C، Pei B، Leng J، Frankish A، Zhang Y، Balasubramanian S، et al. (سبتمبر 2014). "تحليل مقارن للجينات الزائفة عبر ثلاث شُعب". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 111 (37): 13361–13366. Bibcode :2014PNAS..11113361S. doi : 10.1073/pnas.1407293111 . PMC 4169933. PMID  25157146 . 
  58. ^ ab Guzmán GI، Sandberg TE، LaCroix RA، Nyerges Á، Papp H، de Raad M، et al. (أبريل 2019). “الاختلاط الإنزيمي يشكل التكيف مع ركائز النمو الجديدة”. بيولوجيا النظم الجزيئية . 15 (4): e8462. دوى :10.15252/msb.20188462. بمك 6452873 . بميد  30962359. 
  59. ^ Bano K, Kuddus M, Zaheer MR, Zia Q, Khan MF, Ashraf GM, et al. (2017). "التحلل الأنزيمي الميكروبي للمواد البلاستيكية القابلة للتحلل البيولوجي". التكنولوجيا الحيوية الصيدلانية الحالية . 18 (5): 429-440. doi :10.2174/1389201018666170523165742. PMID  28545359.
  60. ^ Hey J, Posch A, Cohen A, Liu N, Harbers A (2008). "تجزئة مخاليط البروتينات المعقدة عن طريق التركيز الكهربائي المتساوي في الطور السائل". صفحة ثنائية الأبعاد: تحضير العينة والتجزئة . طرق في علم الأحياء الجزيئي. المجلد 424. ص 225-239. doi :10.1007/978-1-60327-064-9_19. ISBN 978-1-58829-722-8. PMID  18369866.
  61. ^ Terpe K (يناير 2003). "نظرة عامة على اندماجات بروتينات الوسم: من الأساسيات 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.
  62. ^ Stepanenko OV, Verkhusha VV, Kuznetsova IM, Uversky VN, Turoverov KK (أغسطس 2008). "البروتينات الفلورية كعلامات حيوية وأجهزة استشعار حيوية: إلقاء أضواء ملونة على العمليات الجزيئية والخلوية". علم البروتين والببتيد الحالي . 9 (4): 338-369. doi :10.2174/138920308785132668. PMC 2904242. PMID  18691124 . 
  63. ^ Yuste R (ديسمبر 2005). "المجهر الفلوري اليوم". Nature Methods . 2 (12): 902–904. doi :10.1038/nmeth1205-902. PMID  16299474. S2CID  205418407.
  64. ^ Margolin W (يناير 2000). "البروتين الفلوري الأخضر كمراسل لتحديد موقع الجزيئات الكبيرة في الخلايا البكتيرية". طرق . 20 (1): 62-72. doi :10.1006/meth.1999.0906. PMID  10610805.
  65. ^ Walker JH, Wilson K (2000). Principles and Techniques of Practical Biochemistry . Cambridge, UK: Cambridge University Press. ص 287-289. ISBN 978-0-521-65873-7.
  66. ^ Mayhew TM, Lucocq JM (أغسطس 2008). "التطورات في علم الأحياء الخلوية للمجهر الإلكتروني المناعي الكمي القائم على المقاطع الرقيقة: مراجعة". علم الأنسجة وعلم الأحياء الخلوي . 130 (2): 299-313. doi :10.1007/s00418-008-0451-6. PMC 2491712. PMID  18553098 . 
  67. ^ Hohsaka T, Sisido M (ديسمبر 2002). "دمج الأحماض الأمينية غير الطبيعية في البروتينات". الرأي الحالي في علم الأحياء الكيميائية . 6 (6): 809-815. doi :10.1016/S1367-5931(02)00376-9. PMID  12470735.
  68. ^ Cedrone F, Ménez A, Quéméneur E (أغسطس 2000). "Tailoring new enzyme functions by rational redesign". Current Opinion in Structural Biology . 10 (4): 405–410. doi :10.1016/S0959-440X(00)00106-8. PMID  10981626.
  69. ^ Görg A, Weiss W, Dunn MJ (ديسمبر 2004). "Current two-dimensional electrophoresis technology for proteomics". Proteomics . 4 (12): 3665–3685. doi :10.1002/pmic.200401031. PMID  15543535. S2CID  28594824.
  70. ^ Conrotto P, Souchelnytskyi S (سبتمبر 2008). "النهج البروتينية في العلوم البيولوجية والطبية: المبادئ والتطبيقات". علم الأورام التجريبي . 30 (3): 171-180. PMID  18806738.
  71. ^ Koegl M, Uetz P (ديسمبر 2007). "تحسين أنظمة فحص الخميرة الهجينة المزدوجة". Briefings in Functional Genomics & Proteomics . 6 (4): 302–312. doi :10.1093/bfgp/elm035. PMID  18218650.
  72. ^ Plewczyński D, Ginalski K (2009). "التفاعلات بين البروتينات: التنبؤ بالتفاعلات بين البروتينات في الخلايا". رسائل علم الأحياء الخلوي والجزيئي . 14 (1): 1–22. doi :10.2478/s11658-008-0024-7. PMC 6275871. PMID  18839074 . 
  73. ^ Zhang C, Kim SH (فبراير 2003). "نظرة عامة على الجينوميات البنيوية: من البنية إلى الوظيفة". الرأي الحالي في علم الأحياء الكيميائي . 7 (1): 28-32. doi :10.1016/S1367-5931(02)00015-7. PMID  12547423.
  74. ^ Gonen T, Cheng Y, Sliz P, Hiroaki Y, Fujiyoshi Y, Harrison SC, et al. (ديسمبر 2005). "تفاعلات الدهون والبروتينات في بلورات AQP0 ثنائية الطبقات ثنائية الأبعاد". Nature . 438 (7068): 633–638. Bibcode :2005Natur.438..633G. doi :10.1038/nature04321. PMC 1350984. PMID  16319884 . 
  75. ^ Standley DM, Kinjo AR, Kinoshita K, Nakamura H (يوليو 2008). "قواعد بيانات بنية البروتين مع خدمات ويب جديدة لعلم الأحياء البنيوي والبحث الطبي الحيوي". Briefings in Bioinformatics . 9 (4): 276–285. doi : 10.1093/bib/bbn015 . PMID  18430752.
  76. ^ Walian P, Cross TA, Jap BK (2004). "الجينوميات البنيوية للبروتينات الغشائية". علم الأحياء الجينومي . 5 (4): 215. doi : 10.1186/gb-2004-5-4-215 . PMC 395774. PMID  15059248 . 
  77. ^ Sleator RD (2012). "التنبؤ بوظائف البروتين". علم الجينوم الوظيفي . طرق في علم الأحياء الجزيئي. المجلد 815. ص 15-24. doi :10.1007/978-1-61779-424-7_2. ISBN 978-1-61779-423-0. PMID  22130980.
  78. ^ Zhang Y (يونيو 2008). "التقدم والتحديات في التنبؤ ببنية البروتين". الرأي الحالي في علم الأحياء البنيوي . 18 (3): 342-348. doi :10.1016/j.sbi.2008.02.004. PMC 2680823. PMID  18436442 . 
  79. ^ Xiang Z (يونيو 2006). "التطورات في نمذجة بنية البروتين المتماثل". مجلة علم البروتين والببتيد الحالية . 7 (3): 217-227. doi :10.2174/138920306777452312. PMC 1839925. PMID  16787261 . 
  80. ^ Zhang Y, Skolnick J (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. 
  81. ^ Kuhlman B, Dantas G, Ireton GC, Varani G, Stoddard BL, Baker D (نوفمبر 2003). "تصميم طيات بروتين كروية جديدة بدقة على المستوى الذري". Science . 302 (5649): 1364–1368. Bibcode :2003Sci...302.1364K. doi :10.1126/science.1089427. PMID  14631033. S2CID  1939390.
  82. ^ Ward JJ, Sodhi JS, McGuffin LJ, Buxton BF, Jones DT (مارس 2004). "التنبؤ والتحليل الوظيفي للاضطرابات الأصلية في البروتينات من الممالك الثلاث للحياة". مجلة علم الأحياء الجزيئي . 337 (3): 635-645. CiteSeerX 10.1.1.120.5605 . doi :10.1016/j.jmb.2004.02.002. PMID  15019783. 
  83. ^ Tompa P, Fersht A (2009). بنية ووظيفة البروتينات المضطربة جوهريًا . CRC Press. ISBN 978-1-4200-7893-0.[ الصفحة المطلوبة ]
  84. ^ Ritchie DW (فبراير 2008). "التقدم الأخير والاتجاهات المستقبلية في عملية ربط البروتين بالبروتين". مجلة Current Protein & Peptide Science . 9 (1): 1–15. CiteSeerX 10.1.1.211.4946 . doi :10.2174/138920308783565741. PMID  18336319. 
  85. ^ Zagrovic B, Snow CD, Shirts MR, Pande VS (نوفمبر 2002). "محاكاة طي بروتين حلزوني ألفا صغير بتفاصيل ذرية باستخدام الحوسبة الموزعة عالميًا". مجلة علم الأحياء الجزيئي . 323 (5): 927–937. CiteSeerX 10.1.1.142.8664 . doi :10.1016/S0022-2836(02)00997-X. PMID  12417204. 
  86. ^ Herges T, Wenzel W (يناير 2005). "طي البروتين الحلزوني الثلاثي في ​​الحاسوب وتوصيف مشهد الطاقة الحرة في حقل قوة ذري بالكامل". رسائل المراجعة الفيزيائية . 94 (1): 018101. arXiv : physics/0310146 . Bibcode :2005PhRvL..94a8101H. doi :10.1103/PhysRevLett.94.018101. PMID  15698135. S2CID  1477100.
  87. ^ Hoffmann M، Wanko M، Strodel P، König PH، Frauenheim T، Schulten K، et al. (أغسطس 2006). "ضبط اللون في الرودوبسين: آلية التحول الطيفي بين البكتريا الحلزونية والرودوبسين الحسي II". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 128 (33): 10808-10818. doi :10.1021/ja062082i. PMID  16910676.
  88. ^ Mendive-Tapia D, Mangaud E, Firmino T, de la Lande A, Desouter-Lecomte M, Meyer HD, et al. (يناير 2018). "النمذجة الميكانيكية الكمومية متعددة الأبعاد لنقل الإلكترون والتماسك الإلكتروني في كريبتوكرومات النبات: دور ظروف الحمام الأولية". مجلة الكيمياء الفيزيائية ب . 122 (1): 126-136. doi :10.1021/acs.jpcb.7b10412. PMID  29216421.
  89. ^ Strümpfer J, Schulten K (أغسطس 2012). "حسابات ديناميكيات الكم المفتوحة باستخدام معادلات التسلسل الهرمي للحركة على أجهزة الكمبيوتر المتوازية". مجلة النظرية الكيميائية والحوسبة . 8 (8): 2808-2816. doi :10.1021/ct3003833. PMC 3480185. PMID  23105920 . 
  90. ^ Scheraga HA, Khalili M, Liwo A (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.
  91. ^ Muñoz-Huerta RF، Guevara-Gonzalez RG، Contreras-Medina LM، Torres-Pacheco I، Prado-Olivarez J، Ocampo-Velazquez RV (أغسطس 2013). "مراجعة لأساليب استشعار حالة النيتروجين في النباتات: المزايا والعيوب والتطورات الحديثة". Sensors . 13 (8): 10823–10843. Bibcode :2013Senso..1310823M. doi : 10.3390/s130810823 . PMC 3812630. PMID  23959242 . 
  92. ^ Martin PD, Malley DF, Manning G, Fuller L (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. doi :10.4141/S01-054.
  93. ^ Brosnan JT (يونيو 2003). "نقل الأحماض الأمينية بين الأعضاء وتنظيمها". مجلة التغذية . 133 (6 ملحق 1): 2068S–2072S. doi : 10.1093/jn/133.6.2068S . PMID  12771367.
  94. ^ Watson TD (ديسمبر 1998). "النظام الغذائي وأمراض الجلد لدى الكلاب والقطط". مجلة التغذية . 128 (12 ملحق): 2783S–2789S. doi : 10.1093/jn/128.12.2783S . PMID  9868266.
  95. ^ ab Case LP, Daristotle L, Hayek MG, Raasch MF (2010). كتاب إلكتروني عن تغذية الكلاب والقطط: مورد لمحترفي الحيوانات الأليفة . Elsevier Health Sciences.
  96. ^ Gosline J, Lillie M, Carrington E, Guerette P, Ortlepp C, Savage K (فبراير 2002). Bailey AJ, Macmillan J, Shrewry PR, Tatham AS (المحررون). "البروتينات المرنة: الأدوار البيولوجية والخصائص 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 . 
  97. ^ Maruyama K, Natori R, Nonomura Y (يوليو 1976). "بروتين مرن جديد من العضلات". Nature . 262 (5563): 58–60. Bibcode :1976Natur.262...58M. doi :10.1038/262058a0. PMID  934326.
  98. ^ Tskhovrebova L, Trinick J (فبراير 2012). "جعل العضلات مرنة: الأساس البنيوي لتمدد الميوميسين". PLOS Biology . 10 (2): e1001264. doi : 10.1371/journal.pbio.1001264 . PMC 3279349. PMID  22347814 . 
  99. ^ Mizraji E, Acerenza L, Lin J (نوفمبر 1987). "نماذج لزجة مرنة للإنزيمات ذات الحالات التكوينية المتعددة". مجلة علم الأحياء النظري . 129 (2): 163-175. رمز Bibcode :1987JThBi.129..163M. doi :10.1016/s0022-5193(87)80010-3. PMID  3455460.
  100. ^ شيلر ت، شايبل ت (2024-04-18). "الألياف القائمة على البروتين المستوحاة من الطبيعة والمقلدة للطبيعة وتطبيقاتها". مواد الاتصالات . 5 (1): 56. رمز Bibcode : 2024CoMat...5...56S. doi : 10.1038/s43246-024-00488-2 . ISSN  2662-4443.
  101. ^ Sun J, He H, Zhao K, Cheng W, Li Y, Zhang P, et al. (سبتمبر 2023). "ألياف بروتينية ذات خصائص ميكانيكية قابلة للاسترداد ذاتيًا عبر كيمياء الإيمين الديناميكية". Nature Communications . 14 (1): 5348. Bibcode :2023NatCo..14.5348S. doi : 10.1038/s41467-023-41084-1. PMC 10475138. PMID  37660126. 
  102. ^ abcde Guthold M, Liu W, Sparks EA, Jawerth LM, Peng L, Falvo M, et al. (2007-10-02). "مقارنة بين الخصائص الميكانيكية والبنيوية لألياف الفيبرين مع ألياف البروتين الأخرى". Cell Biochemistry and Biophysics . 49 (3): 165–181. doi :10.1007/s12013-007-9001-4. PMC 3010386. PMID  17952642 . 
  103. ^ Wang K, Meng X, Guo Z ( 2021). "بنية الإيلاستين، وتخليقه، وآلية تنظيمه وعلاقته بأمراض القلب والأوعية الدموية". Frontiers in Cell and Developmental Biology . 9 : 596702. doi : 10.3389/fcell.2021.596702 . PMC 8670233. PMID  34917605. 
  104. ^ Debelle L, Tamburro AM (فبراير 1999). "الإيلاستين: الوصف الجزيئي والوظيفة". المجلة الدولية للكيمياء الحيوية وعلم الأحياء الخلوية . 31 (2): 261-272. doi :10.1016/S1357-2725(98)00098-3. PMID  10216959.
  105. ^ ab Khoury LR, Popa I (نوفمبر 2019). "التكشف الكيميائي للمجالات البروتينية يحفز تغيير الشكل في الهلاميات البروتينية المبرمجة". Nature Communications . 10 (1): 5439. Bibcode :2019NatCo..10.5439K. doi :10.1038/s41467-019-13312-0. PMC 6884551. PMID  31784506 . 
  106. ^ تان ر، شين جيه، هيو جيه، كول بي دي، هونغ جيه، جانج واي (أكتوبر 2020). "ضبط سلامة البنية والخصائص الميكانيكية للحويصلات البروتينية الكروية عن طريق مزج الكتل البنائية القابلة للترابط وغير القابلة للترابط". الجزيئات الحيوية الكبيرة . 21 (10): 4336-4344. doi :10.1021/acs.biomac.0c01147. PMID  32955862.
  107. ^ Souza PC, Alessandri R, Barnoud J, Thallmair S, Faustino I, Grünewald F, et al. (أبريل 2021). "Martini 3: a general purpose force field for coarse-grained molecular dynamics" (PDF) . Nature Methods . 18 (4): 382–388. doi :10.1038/s41592-021-01098-3. PMID  33782607.
  108. ^ “الصفحة الرئيسية لبيوتر شيمشاك”. www.fuw.edu.pl . تم الاسترجاع 2024-05-13 .
  109. ^ Mapplebeck S, Booth J, Shalashilin D (أغسطس 2021). "محاكاة ديناميكيات سحب البروتين على مقياس زمني ثانٍ باستخدام ديناميكيات جزيئية مُحاطة بصندوق". مجلة الفيزياء الكيميائية . 155 (8): 085101. رمز Bibcode : 2021JChPh.155h5101M. doi : 10.1063/5.0059321 . PMID  34470356.
  110. ^ Carrion-Vazquez M, Marszalek PE, Oberhauser AF, Fernandez JM (سبتمبر 1999). "المجهر الذري للقوة يلتقط أنماط الطول في البروتينات الفردية". 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. 
  111. ^ McKittrick J, Chen PY, Bodde SG, Yang W, Novitskaya EE, Meyers MA (2012-04-03). "البنية والوظائف والخواص الميكانيكية للكيراتين". JOM . 64 (4): 449–468. Bibcode :2012JOM....64d.449M. doi :10.1007/s11837-012-0302-8. ISSN  1047-4838.
  112. ^ Yang L، van der Werf KO، Fitié CF، Bennink ML، Dijkstra PJ، Feijen J (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/بيوفيزيج.107.111013. بمك 2257912 . بميد  18032556. 
  113. ^ Lessen HJ, Fleming PJ, Fleming KG, Sodt AJ (أغسطس 2018). "Building Blocks of the Outer Membrane: Calculating a General Elastic Energy Model for β-Barrel Membrane Proteins". مجلة النظرية الكيميائية والحوسبة . 14 (8): 4487–4497. doi :10.1021/acs.jctc.8b00377. PMC 6191857. PMID  29979594 . 
  114. ^ Mishra V, Heath RJ (أغسطس 2021). "الخصائص البنيوية والكيميائية الحيوية لألبومين مصل الإنسان الضروري لزراعة الخلايا حقيقية النواة". المجلة الدولية للعلوم الجزيئية . 22 (16): 8411. doi : 10.3390/ijms22168411 . PMC 8395139. PMID  34445120 . 
  115. ^ Spencer SJ, Ranganathan VT, Yethiraj A, Andrews GT (مارس 2024). "اعتماد التركيز على الخواص المرنة واللزجة للمحاليل المائية لألبومين فيكول ومصل الأبقار بواسطة مطيافية تشتت الضوء باستخدام طريقة بريلوين". Langmuir: مجلة ACS للأسطح والمواد الغروية . 40 (9): 4615-4622. arXiv : 2309.10967 . doi :10.1021/acs.langmuir.3c02967. PMID  38387073.
  116. ^ Monkos K (فبراير 1996). "لزوجة المحاليل المائية لألبومين مصل الأبقار كدالة لدرجة الحرارة والتركيز". المجلة الدولية للجزيئات الحيوية الكبرى . 18 (1-2): 61-68. doi :10.1016/0141-8130(95)01057-2. PMID  8852754.

قراءة إضافية

الكتب المدرسية
  • براندن سي، تووز جيه (1999). مقدمة في بنية البروتين . نيويورك: جارلاند للنشر. رقم ISBN 978-0-8153-2305-1.
  • موري آر إف، هاربر إتش دبليو، جرانر دي كيه، مايز بي إيه، رودويل في دبليو (2006). هاربر للكيمياء الحيوية المصورة . نيويورك: كتب لانج الطبية/ماكجرو هيل. رقم ISBN 978-0-07-146197-9.
  • فان هولدي كيه إي، ماثيوز سي كيه (1996). الكيمياء الحيوية. مينلو بارك، كاليفورنيا: دار نشر بنيامين/كومينجز المحدودة. رقم ISBN 978-0-8053-3931-4.
تاريخ
  • تانفورد سي، رينولدز جيه إيه (2001). روبوتات الطبيعة: تاريخ البروتينات . أوكسفورد نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد، الولايات المتحدة الأمريكية. رقم ISBN 978-0-19-850466-5.

قواعد البيانات والمشاريع

  • قاعدة بيانات NCBI Entrez للبروتين
  • قاعدة بيانات NCBI لبنية البروتين
  • قاعدة بيانات مرجعية للبروتين البشري
  • موسوعة البروتين البشري
  • Folding@Home (جامعة ستانفورد) محفوظ في 2012-09-08 على موقع Wayback Machine
  • بنك بيانات البروتين في أوروبا (انظر أيضًا PDBeQuips، وهي مقالات قصيرة ودروس تعليمية حول هياكل بنك بيانات البروتين المثيرة للاهتمام)
  • مركز أبحاث المعلوماتية الحيوية البنيوية (انظر أيضًا جزيء الشهر المؤرشف في 2020-07-24 على موقع Wayback Machine ، والذي يقدم تقارير قصيرة عن البروتينات المختارة من قاعدة بيانات البروتينات)
  • بروتيوبيديا – الحياة ثلاثية الأبعاد: نموذج ثلاثي الأبعاد قابل للدوران والتكبير مع تعليقات ويكي لكل بنية جزيئية بروتينية معروفة.
  • UniProt هو مورد البروتين العالمي

دروس ومواقع تعليمية

  • "مقدمة عن البروتينات" من مشروع HOPES (مشروع التوعية بمرض هنتنغتون من أجل التعليم في جامعة ستانفورد)
  • البروتينات: من التكوين الحيوي إلى التحلل – المكتبة الافتراضية للكيمياء الحيوية وعلم الأحياء الخلوية
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=البروتين&oldid=1248876687#البروتينات_البنيوية"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate