5. Биоинженерлік жүйелердегі ақуыздың қате фолдингі мүмкіндігін төмендету

Ақуыз өндіру бағытындағы биоинженерлік жұмыстарында ең өзекті мәселелерінің бірі ретінде геном бактерияларына енгізілетін гендерінің дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ету, яғни ақуыздың дұрыс фолдингін қамтамасыз ететін трансляция мен транскрипция үдерістерінің қалыпты жүретіндіктеріне көз жеткізуді айтуға болады. Сондықтан, ақуыз фолдингі жүретін бағыттың дұрыс қалыптасуын қамтамасыз ету қажет. Қазіргі кезде ғылымға ақуыздың қате фолдингісінің алдын алудың жолдары белгілі болды.

Микроорганизмдерді қажетті өнім шығаруға бейімдеудегі басты кедергі, оларды табиғатына жат құбылыс – эукариотты ақуыздарды синтездеуге бағыттау болып табылады. Қажетті ақуыздың синтезін жүргізу үшін, көбінесе вектор ретінде қолданылатын плазмида немесе вирустардың көмегімен белгілі бір ДНҚ реттілігін бактерияға енгізгеннен кейін, ақуыз синтезіне жауапты гендерінің транскрипциясы, бактериялды жасушасының өзіндік механизмі арқылы жүзеге асырылатынын есімізде ұстайық. Мұндағы синтезі жүретін ақуыз – жасушалық ортаға жат болып табылады. Сондықтан ақуыздың қате фолдингі мәселесінің болуы күтілмеген жағдай емес. Осы мәселені шешу мақсатында қолдануға болатын бірнеше әдістер бар. Мұның біріншісі ретінде – ақуыз синтезінің қарқындылығын төмендетуге бағытталған жұмысты айтуға болады. Ақуыздың аса көп өндірілуі – жасуша үшін негізгі стресс-фактор болып табылады және мұның нәтижесінде қате фолдингінің жүру мүмкіндігі де артады. Сонымен бірге, мысалы, қоректік ортаның температурасын төмендету арқылы, өсіру жағдайын да өзгертуіңізге болады.

Басқа бір жолы ретінде – фолдинг регуляциясын коделейтін гендерді ендіруді айтуға болады. Мұнда жасушадағы фолдинг регуляциясына жауапты гендері, ақуыз түзілуіне жауапты құрылымдық гендерімен бірге экспрессиялануы қажет. Егер де, жасушада фолдинг регуляторларының гендері көп болса, ақуыз фолдингінің тиімділігі мен дәлдігі де артады.

Сонымен бірге, молекула секрециясының тиімділігін – секрецияға қатысатын шаперондардың пайда болуына жауап беретін гендерді ендіру арқылы да арттыруға болады. Мұндағы тағы бір айта кететін жайт – бұл шаперондар жасушадан ақуызды шығаруды қамтамасыз етеді. Осындай жолмен шығарылған ақуыздарды қажетті мақсатта пайдалану үшін жинақтап алуға болады. Мұндай ақуыздарда арнайы амин қышқылдық орналасу реті болатынын еске түсірейік. Осы реттілікпен секреторлық шаперондары байланысады. Секреторлық шаперондары ақуыздардың жасушалық мембраналарынан өтуін қамтамасыз етеді. Сөйтіп, ақуыздардағы сигналдық реттілігінің болуы, олардың жасушадан секрециялануына жәрдемдеседі.

Ақуыздардың қате фолдингісінің жүру мүмкіндігі қоршаған ортаның кейбір факторларының әсеріне, мысалы ыстықтық қолайсыздығына (стресіне) байланысты артады. Ақуыз синтезінің қарқынды түрде жүру нәтижесі, олардың қате фолдингі мүмкіндігіне де алып келеді.

Ііі тарау бойынша өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар мен тапсырмалар.

1. Протеомика нені зерттейді? Бұл бағыттың адамдар үшін маңызы қаншалықты?

2. Ақуыздарға тиесілі атқарылатын жұмыстарының дұрыс жүруі неге байланысты қалыптасады?

3. Егерде амин қышқыл түрлері бірдей, бірақ олардың орналасу тәртібі өзгешелеу болса, атқаратын қызметтері бірдей бола ма?

4. Ақуыздардың құрылымының неше түрін білесіз? Сипаттамаларын айтыңыз.

5. Жасушаларды өзіне тиесілі емес ақуыздарды синтездеуге бағыттау үшін, қандай ерекшеліктерді басты назарда ұстау қажет екендігін еске түсіріңіз.

6. Ақуыз фолдингі дегеніміз не?

7. Ақуыз фолдингіндегі шаперондардың ролі қандай?

8. Шаперондардың ерекше қасиеттерін биоинженерлік жұмыстарында пайдалану мүмкіндіктері қандай деп ойлайсыз?

9. Ақуыздың ыдырауы ненің көмегімен жүзеге асырылады?

10. Убиквитиндер дегеніміз не және олар қандай қызмет атқарады?

11. Жасушаның ақуыз түзілуіндегі, ақуыздың дұрыс фолдингі және олардың ыдырау үдерістерінде өтетін іс-қимылдарының барысын айтып беріңіз.

12. Протеомиканың негізгі мақсаты қандай?

13. Антисенс-технологиясы дегеніміз не және ол не үшін қолданылады?

14. Протеомиканың болашақта қолданылу мүмкіндігі мен аясы қандай деп ойлайсыз?

15. Ақуыздың қате фолдингі мүмкіндігін төмендету мақсатында не істелінеді?

16. Қоршаған ортаның факторлары ақуыз синтезіне әсер ете ме?

ІV тарау