Moleküler tanıma

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Atla: kullan, ara
L-Lys-D-Ala-D-Ala (bakteri hücre duvarı öncülü) kısa peptidinin vankomisin antibiyotiğine bağlanmış halinin kristal yapısı[1]
Hidrojen bağları ile bir konak moleküle bağlanmış iki izoftalik asit molekülü[2]</ref>
Bir misafir ile konak bağlanma yeri arasında statik tanıma. Dinamik tanıma bağlanmasında birinci bağlanma yerindeki birinci konuk, ikinci bağlanma yerindeki iki konuğun bağlanma sabitini etkiler. Bu örnekte pozitif alosterik sistem görülmektedir.

Moleküler tanıma, iki veya daha çok molekül arasında kovalent olmayan bağlanma yoluyla (hidrojen bağı, metal koordinasyonu, hidrofobik kuvvetler, van der Waals kuvvetleri, pi-pi etkileşimleri, elektrostatik[3]) spesifik etkileşime değinmek için kullanılan bir terimdir. Moleküler tanımada konak ve konuk moleküler tamamlayıcılık gösterirler.[4][5]

Biyolojik sistemler[değiştir | kaynağı değiştir]

Moleküler tanıma biyolojik sistemlerde önemli bir rol oynar. Reseptör-ligand, antijen-antikor, DNA-protein, şeker-lektin, RNA-ribozom ve benzeri molekÜl çiftleri arasında görülür. Moleküler tanımanın bir örneği, vankomisin adlı antibiyotiğin D-alanil-D-alanin uçlu peptitlere beş hidrojen bağı ile bağlanmasında görülür. Vankomisin bakteriler için öldürücüdür çünkü bu peptitlere bağlandığında onlar bakterinin hücre duvarı inşasında artık kullanılamazlar.

Molekülüstü sistemler[değiştir | kaynağı değiştir]

Kimyacılar, moleküler tanıma özelliğine sahip yapay molekülüstü sistemler tasarlanabileceğini göstermişlerdir. Böylesi bir sistemin en eski örneklerinden biri, spesifik katyonlara bağlanabilen taç eterleridir. O zamandan beri başka yapay sistemler de oluşturulmuştur.

Statik ile dinamik karşılaştırması[değiştir | kaynağı değiştir]

Moleküler tanıma sistemleri statik moleküle tanıma ve dinamik moleküler tanıma olarak ikiye ayrılabilirler. Statik moleküler tanıma, bir anahtar ve kilit deliği arasındaki etkileşime benzetilir; bir konak molekülü ile bir konuk molekül arasında meydana gelen 1:1 tipli bir kompleksleşme tepkimesidir, bunun sonucu bir konak-konuk kompleksi oluşur. Gelişkin statik moleküler tanıma elde etmek için spesifik konuk moleküller için tanıma yerleri oluşturmak gerekir.

Dinamik moleküler tanıma durumunda, birinci konuğun birinci bağlanma yerine bağlanması, ikinci konuğun ikinci bağlanma yeri için bağlanma sabitini etkiler.[6] Pozitif alosterik sistemlerde birinci konağın bağlanması ikinci konağın bağlanma sabitini artırır. Buna karşın negatif alosterik sistemlerde bunun tersi olur, bağlanma sabiti azalır. Bu tip moleküle tanımanın dinamik özelliği önemlidir çünkü biyolojik sistemlerde bağlanmanın düzenlenmesi için bir mekanizma sağlar. Kimyasal sensor ve moleküler makina uygulamaları için dinamik moleküler tanıma üzerinde araştırmalar sürmektedir.

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ Knox, James R.; Pratt, R. F. (July 1990). "Different modes of vancomycin and D-alanyl-D-alanine peptidase binding to cell wall peptide and a possible role for the vancomycin resistance protein". Antimicrobial agents and chemotherapy 34 (7): 1342–7. doi:10.1128/AAC.. PMID 2386365. http://aac.asm.org/cgi/reprint/34/7/1342. 
  2. ^ Bielawski, Christopher; Chen, Yuan-Shek; Zhang, Peng; Prest, Peggy-Jean; Moore, Jeffrey S. (1998). "A modular approach to constructing multi-site receptors for isophthalic acid" (Free full text). Chemical Communications: 1313–4. doi:10.1039/a707262g. http://www.rsc.org/delivery/_ArticleLinking/DisplayArticleForFree.cfm?doi=a707262g&JournalCode=CC. 
  3. ^ Cosic, I (1994). "Macromolecular bioactivity: is it resonant interaction between macromolecules?—theory and applications". IEEE transactions on bio-medical engineering 41 (12): 1101–14. doi:10.1109/10.335859. PMID 7851912. 
  4. ^ Lehn, Jean-Marie (1995). Supramolecular Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-29312-4. OCLC 315928178. 
  5. ^ Gellman, Samuel H. (1997). "Introduction: Molecular Recognition". Chemical reviews 97 (5): 1231–1232. doi:10.1021/cr970328j. PMID 11851448. 
  6. ^ Shinkai, Seiji; Ikeda, Masato; Sugasaki, Atsushi; Takeuchi, Masayuki (2001). "Positive allosteric systems designed on dynamic supramolecular scaffolds: toward switching and amplification of guest affinity and selectivity". Accounts of chemical research 34 (6): 494–503. doi:10.1021/ar000177y. PMID 11412086.