اشترك

الاستمرار بالحساب الحالي



تمت عملية الاشتراك بنجاح

إغلاق

عذراً، عذرا،أنت مشترك مسبقاً بالنشرة البريدية

إغلاق

عذراً، هناك مشكلة في البريد الالكتروني

إغلاق

فيزياء وكيمياء

الكيمياء الحيوية التعامدية |  Bioorthogonal Chemistry

06 أكتوبر 2022


ما هو التفاعل الكيميائي الحيوي المتعامد؟

هو تفاعل كيميائي يتفاعل فيه أحد مكونات نظام متعدد المكونات مع كاشف معين، ويكونان خاضعين لمجموعة معينة من الظروف بينما لا تتفاعل المكونات الأخرى الموجودة، على الرغم من وجودها في نفس موضع حدوث التفاعل.

كيف اكتشفت بيرتوزي التفاعلات الكيميائية الحيوية التعامدية؟

قامت العالمة الكيميائية الأميركية كارولين بيرتوزي عندما كانت طالبة دراسات عليا في جامعة كاليفورنيا الأميركية في بيركلي في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات باكتشاف تفاعلات الكيمياء الحيوية التعامدية، وذلك عندما طورت طرقاً تطبيقية لتركيب نظائر بروتينات سكرية توجد على سطح الخلايا تدعى الغليكان بشكل نشط بيولوجياً.

ما هي شروط التفاعل الكيميائي الحيوي التعامدي؟

لكي يتم اعتبار التفاعل متعامداً بيولوجياً، يجب أن يحقق الشروط التالية:

  • الانتقائية وعدم التفاعل مع المكونات الأخرى، فالخلية الحية تحتوي آلاف المكونات التي تعمل مثل مسننات الساعة والتفاعل التعامدي يجب أن يكون مثل الدبوس الذي يريد أن يدير أو يوقف مسنناً عميقاً دون أن يؤثر على حركة وسرعة المسننات الأخرى في طريقه.
  • الخمول البيولوجي وعدم تنشيط تفاعلات أخرى غير مرغوبة.
  • الخمول الكيميائي أي تكون الرابطة التساهمية المتشكلة قوية ولا تدخل في تفاعلات أخرى.
  • التفاعل سريع ولا يتأخر بالحدوث، فيتم طرح المكونات مع نواتج الاستقلاب الحيوي.
  • التفاعلات غير سامة وتعمل في ظروف بيولوجية قياسية.
  • حجم المتفاعلات ودوره مدروس فراغياً بحيث لا يؤثر على التفاعلات والارتباطات الأخرى الخلوية، أي لا تشغل حيزاً فراغياً يمنع بشكل سلبي قيام الخلية بتفاعلاتها.

ما هو المثال عن التفاعل الكيميائي الحيوي التعامدي؟

يعد تفاعل عامل النمو الورمي (TGF) المسبب لحدوث السرطانات عند تداخله مع جزيئات أوكسيد الحديد النانوية المصنعة مخبرياً، إحدى الأمثلة المهمة في استخدام التفاعلات الحيوية التعامدية، ويتم إجراؤه ذلك باستخدام مركبات ديميثيل أمينو بروبيل و ن- هيدروكسي سوكونيميد، من أجل تكوين روابط أميد أولية مع الأمينات الأولية الحرة الموجودة على عامل النمو الورمي لتفعيلها أو تثبيطها من خلال ارتفاع الحرارة المغناطيسية في المختبر، فيصبح التحكم بالتفاعل الحيوي بمثابة ضغط زر إشعال الضوء أو إطفائه.

لماذا تعد تفاعلات الكيمياء الحيوية التعامدية مهمة؟

تعتبر تفاعلات الكيمياء الحيوية التعامدية مهمة في تعديل البروتينات بشكل خاص، ما ساهم في التطورات الحديثة في دراسة الجزيئات الحيوية وتطويعها لأداء مجموعة متنوعة من الوظائف، بما في ذلك التتبع الخلوي وتصوير المؤشرات الحيوية وإيتاء الأدوية المستهدفة.

ما هي كيمياء النقر المتعامدة بيولوجيا؟

هو نوع من الكيمياء الذي يجمع بين خاصيتين، هما النقر أي التفاعل يكون قابلاً للتحكم به بسرعة من خلال حدث معين، ومتعامد أي مباشر وعمودي دون وجود تفاعلات غير عمودية (جانبية) غير مرغوبة تؤثر على رد الفعل المرغوب للتفاعل الذي يتم دراسته وتوجيهه.

لماذا نالت أبحاث الكيمياء الحيوية التعامدية جائزة نوبل عام 2022؟

استخدمت العالمة بيرتوزي الكيمياء الحيوية التعامدية لرسم خريطة الجزيئات الحيوية المهمة الموجودة على سطح الخلايا، وهي الجزيئات التي يتفادى بها السرطان جهاز المناعة وتسمح أو تمنع دخول الفيروسات والممرضات لداخل الخلية، وطورت نمط تفاعلات نوعي لا يؤثر على وظيفة الخلية الأساسية ما يجعل تطبيقها في مجال الأدوية العلاجية النوعية المتخصصة للسرطانات ممكناً بسكل عملي.