فناوری نوین جست و جوی ایزومرهای d

- آمینواسیدها در سیستم های بیولوژیك نقش حیاتی را ایفا می كنند، اما وجود D - آمینواسیدها شاید وضعیت را كمی پیچیده و دگرگون كند. D- آسپارتات در اغلب بافت های اعصاب حیوانات یافت می شود. حتی در مراحلی از رشد و تكامل انسان تا ۵۰ درصد آسپارتات برخی از مناطق مغزی می تواند حالت D داشته باشد. محققین اخیراً در پی یافتن نقش ایزومرهای D هستند. آیا آنها هم مانند ایزومرهای دیگر نیز در فرآیند سیگنالینگ شركت می كنند؟ قبل از آنكه بخواهیم به ارزش نقش ایزومرهای D پی ببریم باید به نوعی بتوانیم از وجود این نوع ایزومرها آگاهی یابیم. در كنگره اخیر انجمن شیمی آمریكا محققین دانشگاه ایلینویز، روش نوینی را برای آنالیز و پی بردن به وجود آمینواسیدهای D ارائه كرده اند.
در مغز فقط تعدادی محدود از ۱۰۰ میلیارد سلول عصبی موجود از D- آسپارتات استفاده می كنند و به این علت نمی توان عملكرد آنها را به صورت مجزا بررسی كرد. اما در سلول هایی كه از آن استفاده می كنند، غلظت D- آسپارتات را می توان به میكرومول و حتی میلی مول نیز رساند. محققان دانشگاه ایلینویز مطالعه خود را بر روی تك سلولی ها بر مبنای جذب این ماده و به كمك روش الكتروفورز مومینه و با روش ردیابی فلورسانس تحریك شده توسط لیزر دنبال كرده اند. آنها معتقدند كه در حال حاضر هیچ روش كمی وجود ندارد كه بتواند سطوح مقداری D- آسپارتات را اندازه گیری كند و ما را از نحوه توزیع آنها مطلع سازد.
تجربیات نشاندار كردن مشخص كرده كه منشاء D- آسپارتات از L- آسپارتات بوده است. در حقیقت برخی از جانوران مانند ستاره دریایی هر دو فرم l و d را مورد مصرف قرار می دهند. مطالعات روی ستاره دریایی به منظور كشف نقش D- آسپارتات در این دانشگاه دنبال می شود. آنها همچنین دنبال آن هستند كه بفهمند آیا فرم D این نوع آمینواسید اساساً در فرآیند سیگنالینگ نقش موثری دارد یا نه؟ در ادامه تحقیقات آنها می خواهند وضعیت الكتروفیزیولوژی سلول های عصبی را در پی آزادسازی مقادیری از هر یك از فرم های اننتیومری این دو نوع آمینواسید به دست آورند. یكی دیگر از اهداف آنها این است كه بدانند سلول های عصبی در برابر خروج مقادیری از هریك از این مواد تا چه حدی تحت تاثیر قرار می گیرند. آنها در پی دستیابی به اطلاعات بیشتری از تمایز D- آسپارتات در سلول های پستانداران هستند.
یكی از مباحث مهم در این زمینه نحوه دستیابی به سلول های عصبی است كه خود مقادیری از D- آسپارتات را داشته باشند.
در ۱۰ سال گذشته تعدادی از باكتری ها و سلول های جانوری حاوی این نوع آمینواسید شناسایی شده اند. به منظور نحوه دستیابی به این نوع سلول ها توضیحی كه محققین آن را مستدل می كنند این است كه: فرض كنید سكانس یك نوروپپتید به طور كامل مورد شناسایی قرار گرفته و روش Post translational modification آن نیز مشخص شده باشد. در این صورت به نظر می رسد كه آن پپتید قابل سنتزكردن باشد و چنانچه دقیقاً سنتز بشود نحوه عملكرد پپتید سنتز شده می بایستی كه عیناً مطابق فرم طبیعی آن باشد. در این صورت اگر تمام آمینواسیدها حاوی فرم L باشد ولی نوع طبیعی آن حاوی فقط یك آمینواسید D باشد آنگاه محصول سنتز شده از نظر اثر بی تاثیر خواهد بود.
در حقیقت تمام موارد كشف شده قبلی با یك چنین رخدادی به دست آمدند. یعنی فرم سنتز شده به علت وجود فقط یك تفاوت ایزومری با فرم طبیعی بی اثر می شود. در حال حاضر این محققین به دنبال كشف روشی هستند تا بدون نیاز به آزمایش بالینی بتوانند به این اختلاف پی ببرند. در حقیقت چنین روش آنالیزی می تواند نه تنها سرعت كار را افزایش دهد بلكه تاثیر بیولوژیك فرم سنتز شده را نیز برآورد بكند. آزمایشات زیادی برای به دست آوردن چنین روشی صرف شده است.
روشی كه این محققین با توجه به آن كارآزمایی فرآورده های پپتیدی را انجام می دهند بر مبنای هضم آنزیمی از محل انتهای ازت دار یا اصطلاحاً
N-terminal این نوع آمینواسیدها است. آنزیم مربوطه می تواند آمینواسیدها را از انتهای اصطلاحاً ازت دار زنجیره یكی یكی هضم كند. این عمل از انتهای زنجیره پپتیدی تا ابتدای آن به طور كامل انجام می شود. اگر در سكانس آمینواسیدهای متوالی زنجیره پپتیدی یك آمینواسید D وجود داشته باشد عمل هضم آنزیم متوقف شده و عمل هضم نیز به نوعی كه یك آمینواسید مانده به آمینواسید مربوطه متوقف می شود. به كمك این فرآیند می توان زنجیره های نوروپپتید حاوی فرم D- آمینواسید را سریعاً مشخص كرد.
شاید این نوع تحقیقات در پی بردن به نقش آمینواسیدهای D در روندهای حیاتی ارزش و جایگاه ویژه ای را پیدا كند.
منبع: مرتضی پیرعلی دانشیار دانشكده داروسازی دانشگاه تهران
روزنامه شرق