تُظهر دراسات تعديل الإنزيم أن معظم الطفرات، التي لها تأثير إيجابي على خصائص إنزيم معينة، بما في ذلك خصوصية الركيزة والنشاط التحفيزي الجديد، تقع بالقرب من أو في المواقع النشطة للبروتينات وخاصة البقايا المتعلقة بالربط أو التحفيز.
مفهوم الإنزيمات المعدلة
يعد تعديل البروتين أو خياطة البروتين طريقة لتغيير خصائص الإنزيمات، وقد تلعب الأحماض الأمينية الخاصة أدوارًا محورية في القدرة التحفيزية للبروتين، وقد يؤدي إرفاق المعدلات القابلة للذوبان إلى جزيء البروتين إلى تغيير شكله والقطبية الكلية للجزيء.
وتم تعديل الإنزيمات ولا سيما الليباز كيميائيًا عن طريق ربط الألدهيدات والبولي إيثيلين جلايكول والإيميدوستر، وتعمل هذه التعديلات على تغيير الكراهية للماء وتشكيل الإنزيمات.
استخدامات الإنزيمات المعدلة
تُستخدم إنزيمات التعديل في (Creative Biogene)، بما في ذلك بوليميراز الحمض النووي والحمض النووي الريبي والفوسفاتيز والكينازات والليغازات والنيوكلياز وبروتينات إصلاح الحمض النووي وإعادة التركيب وما إلى ذلك.
وفي مجموعة متنوعة من تطبيقات البيولوجيا الجزيئية مثل تضخيم (PCR) وتوليف (cDNA) وربط حادة أو متماسكة شظايا الحمض النووي الممتدة، الفسفرة ونزع الفسفرة، المثيلة ونزع الميثيل، التلاعب بالأحماض النووية وأبحاث إصلاح الحمض النووي ودراسة الحمض النووي التالف بالأشعة فوق البنفسجية.
دور الإنزيمات المعدلة في الDNA
تشارك تعديلات الحمض النووي والهيستون في البرمجة اللاجينية وتنظيم الجينوم ويشير علم الوراثة اللاجينية إلى مجموعة متنوعة من العمليات التي لها تأثيرات وراثية على برامج التعبير الجيني دون تغييرات في تسلسل الحمض النووي، وهناك العديد من تعديلات الحمض النووي (النووي والميتوكوندريا) والهيستون.
وإضافة إلى هذا التعقيد توجد متغيرات هيستون، والتي تخدم وظائف محددة في الجينوم، وقد اكتسب تقديرًا للوظيفة للعديد من هذه التعديلات، ومع ذلك لا يزال هناك الكثير لتعلمه فيما يتعلق بأدوار هذه التعديلات في تنظيم برامج التعبير الجيني والأيض ذو أهمية حاسمة في توفير الركائز اللازمة للإنزيمات التي تحفز إضافة وإزالة تعديلات الحمض النووي والهيستون.
ويتم تغيير التمثيل الغذائي في حالات المرض مثل السرطان والشيخوخة، هذه الاضطرابات في التمثيل الغذائي تغير نشاط الإنزيمات المشاركة في عمليات التخلق بالإضافة إلى الإنزيمات الأيضية.
ويمكننا القول بأنه سهّل التقدم في مجال تعديل الإنزيم ضبط محفز حيوي لتحقيق هدف صناعي، والطفرات الموجهة بالموقع أحد هذه الأجهزة لبناء بروتينات جديدة تعمل كمحفزات قادرة، وهي تنطوي على تعديل الحمض الأميني في موقع محدد وتقييم البروتين المحور الناتج، وبالتالي فإن الطريقة تعمل كخيار لتلك البروتينات التي كان هيكلها وآليات عملها معروفة سابقًا.
