Bakterilerin Zor Zamanlar için Ayırdığı Kumbara
Fotoğraf : Siyanofisin biyosentezi, hareket halindeki bir cam sileceği gibi görünmektedir. İlk domain aspartat (Asp) eklemekten, ikinci domain çift nitrojenli arjinin (Arg) eklemekten ve üçüncü domain oluşan siyanofisin zincirine tutunmaktan sorumludur. Kaynak: Schmeing laboratuvarı.
Bakteriler, zor zamanlar için fazladan kaynak depolayabilmektedirler. Bu depolama durumu aynı bir kumbara veya yedek pil gibidir. Önemli bir kaynak olan siyanofisin granülleri, yaklaşık 150 yıl önce İtalyan bir araştırmacı tarafından ilk kere gözlemlenmiştir. İncelediği mavi-yeşil alglerin (siyanobakteriler) hücrelerinde, ne olduklarını ve amaçlarını anlayamadığı büyük, koyu lekeler görmüştür. Daha sonra araştırmacılar siyanofisinin doğal sürdürülebilir biyopolimerden oluştuğunu, bakteriler tarafından nitrojen ve enerji deposu olarak kullanıldığını ve birçok biyoteknolojik uygulamada kullanılabileceğini fark etmişlerdir. Bu oluşumu sağlayan enzimi (siyanofisin sentetaz) E. coli‘den tütüne kadar her şeyde klonlayarak büyük miktarlarda siyanofisin üretmeye çalışmışlardır ancak bunu yeterince yararlı hale getirememişlerdir.
Şimdi ise McGill araştırmacıları son teknoloji ürünü iki teknik olan cryo-elektron mikroskobunu (McGill’in Elektron Mikroskopisi Araştırma Tesisinde) ve X-ışını kristalografisini birleştirerek, bu enzimin aktivitesini gözlemleyebilmişlerdir.
McGill Biyokimya Bölümü profesörlerinden Martin Schmeing “Şimdiye kadar bilim adamları, bakteriyel hücrelerinin siyanofisinde nitrojeni nasıl depoladığını anlayamadılar, çünkü enzimi aktif hâlinde göremediler. Çalışan enzimin 3 boyutlu görüntülerini bir filmde birleştirerek, üç farklı yapısal birimin (veya domain) siyanofisin sentetaz oluşturmak için nasıl bir araya geldiklerini gözlemleyebildik. Bu, doğal bir biyomakinenin şaşırtıcı ve çok zarif bir örneği,” demiştir.
Araştırmanın devamında siyanofisinin tüm biyosentezinin ve bozunma döngüsüne katılan diğer enzimlerin incelenmesi planlanmaktadır. Araştırmacıların bu enzimleri aktif hâllerinde iken görebilmeleri potansiyel olarak ilgili süreçlerin tüm yapısını, biyobozunum özelliğine sahip yumuşatıcılar, kireç önleyiciler veya hedefe yönelik ilâç salınımı için ısıya duyarlı nano taşıyıcılar gibi sürdürülebilir polimer biyoteknoloji uygulamaları için büyük miktarlarda siyanofisin üretiminin nasıl sağlanacağını ve ilgili polimerleri oluşturabilmek adına hücreleri nasıl turboşarj edebileceklerini anlamalarına olanak sağlayacaktır.
Makaleyi görüntülemek için “Amino Asit Polimeraz Siyanofisin Sentetazın Yapısı ve İşlevi” buraya tıklayın.
Kaynak: phys.org
