يستخدم مصطلح البروتين المعدني لتعريف مجموعة كبيرة من البروتينات التي تحتوي على ذرة واحدة أو أكثر من المعدن مرتبطة بمواقع محددة في سلسلة البولي ببتيد.
مفهوم البروتينات المعدنية
تمثل البروتينات المعدنية بعضًا من أفضل المحفزات غير العضوية المعروفة للبشرية، حيث تحفز بكفاءة عالية بعضًا من أهم التفاعلات البيولوجية في الطبيعة، من التمثيل الضوئي، والتنفس، وأكسدة الماء إلى نقل الإشارات، والتحولات الكيميائية المعقدة، ولذلك، ليس من المستغرب أن تمثل البروتينات المعدنية ما يقرب من نصف البروتينات التي تحدث بشكل طبيعي في علم الأحياء.
تصميم البروتينات المعدنية
- في حين أن غالبية علماء الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية قد كرسوا قدرًا كبيرًا من الجهد لفهم بنية ووظيفة البروتينات المعدنية الأصلية ومتغيراتها، فقد كان دائمًا حلم الكيميائيين غير العضويين أن يصنعوا محفزات نموذجية تحاكي تلك البروتينات المعدنية.
- درجة النجاح في تصميم البروتين المعدني هي مقياس مباشر لفهمنا للبروتينات المعدنية؛ كلما عرف المزيد عن السمات الهيكلية والمبادئ المسؤولة عن وظيفة معينة للبروتينات المعدنية، زاد احتمال النجاح.
- ومع ذلك، فإن تصميم البروتين المعدني ليس تمرينًا فكريًا بسيطًا يؤكد فقط ما نعرفه عن البروتينات المعدنية من خلال الدراسات البيوكيميائية والفيزيائية الحيوية.
- يمكن أن تكشف عملية التصميم عن ميزات أو مبادئ خفية قد لا تكون واضحة أثناء دراسة البروتينات الأصلية أو متغيراتها، لأن دراسة البروتينات الأصلية هي نهج من أعلى إلى أسفل لتحديد السمات الهيكلية الرئيسية المسؤولة عن الوظيفة، في حين أن تصميم البروتين المعدني هو نهج من أسفل إلى أعلى لبناء هذه الميزات من الصفر.
- يعد تصميم البروتين المعدني جيدًا بشكل خاص في العثور على الحد الأدنى من الميزات التي تمنح الأنشطة، والأهم من ذلك، أنه يمكن أن ينتج عنه بروتينات معدنية جديدة ذات خصائص محسنة، مثل ثبات أعلى، بالإضافة إلى تحولات حفزية جديدة مثيرة غير موجودة في الطبيعة.
