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      凝聚的生物物質(zhì)中的加速反應(yīng)
      
			
      
				2019-04-15 10:29:20
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      HITS研究員Kashif Sadiq博士探索了核糖核蛋白顆粒，這是一種在細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)的濃縮形式的生物物質(zhì)。他研究了這些無膜顆粒中酶促反應(yīng)的速度是否加快。如果這是真的，這將導(dǎo)致對(duì)細(xì)胞如何調(diào)節(jié)其生物化學(xué)的新見解，并可能揭示地球上生命的起源。該項(xiàng)目由大眾基金會(huì)資助，實(shí)驗(yàn)“實(shí)驗(yàn)!”授予。
      

      凝聚的生物物質(zhì)中的加速反應(yīng)
      

      細(xì)胞被認(rèn)為是生命的基本單位。每個(gè)都是數(shù)十億分子參與復(fù)雜生化反應(yīng)的動(dòng)態(tài)微觀世界。細(xì)胞通過將所需分子物理分離成膜結(jié)合區(qū)室來控制許多這些內(nèi)部反應(yīng)。但是，值得注意的是，當(dāng)受到極端溫度，機(jī)械損傷和毒素等壓力時(shí)，細(xì)胞也會(huì)形成無膜顆粒。這些顆粒通常含有自組裝，濃縮的蛋白質(zhì)混合物和長(zhǎng)生物聚合物，如核糖核酸(RNA) - 一起稱為核糖核蛋白(RNPs)。
      

      令人興奮的是，顆?？梢栽谖镔|(zhì)的不同階段共存：液體，凝膠，固體或甚至介于兩者之間。他們的功能仍然很大程度上未知。通過理論和計(jì)算機(jī)模擬，海德堡理論研究所(HITS)的Kashif Sadiq博士希望探索這些無膜顆粒的生物物理特性。他的獨(dú)立研究項(xiàng)目“RNA Epicatalysis”剛剛開始，由大眾基金會(huì)資助“實(shí)驗(yàn)!”授予18個(gè)月。
      

      挑戰(zhàn)當(dāng)前的分子生物學(xué)范式
      

      Sadiq博士在這個(gè)項(xiàng)目中提出的主要問題是這種顆粒中的酶促反應(yīng)速率是否會(huì)加速。他的目的是探索哪些因素影響和調(diào)節(jié)其生物材料特性，以及RNA是否只是一個(gè)乘客或這個(gè)過程的積極驅(qū)動(dòng)因素。如果加速催化是可能的，支撐它的基本物理機(jī)制是什么?特定的大分子組裝能促進(jìn)這些生物材料的擴(kuò)散嗎?到目前為止，這些問題仍然沒有定論。
      

      “常規(guī)酶學(xué)會(huì)忽略這種違反直覺的想法，因?yàn)橄馬NP這樣的生物聚合物網(wǎng)狀物的聚集會(huì)減緩酶和底物的擴(kuò)散”，Sadiq強(qiáng)調(diào)說。“但如果這是真的，這些顆?？梢约铀俜磻?yīng)，它將再次挑戰(zhàn)當(dāng)前的分子生物學(xué)范式，因?yàn)樗馕吨?xì)胞中的催化水平高于已知的酶調(diào)節(jié)水平。”
      

      揭開生命起源的光芒
      

      在這樣做的過程中，薩迪克的研究旨在闡明關(guān)于地球上生命起源的一些基本問題：數(shù)十億年前最早的自我復(fù)制生物分子是否能夠自我組織成分離的隔室 - 生化反應(yīng)只有通過使用相分離的物理定律，早在第一個(gè)膜 - 原始細(xì)胞甚至進(jìn)化之前，這有助于它們的生存嗎?
      

      Kashif Sadiq博士在英國(guó)劍橋大學(xué)讀自然科學(xué)，專攻理論物理學(xué)，并撰寫關(guān)于黑洞周圍快速等離子體噴射的相對(duì)論特性的碩士論文。他獲得了博士學(xué)位。在英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院計(jì)算生物物理學(xué)，后來在英國(guó)和西班牙的Postdoc工作，研究生物分子和生物聚合物的分子動(dòng)力學(xué)，大分子組裝和催化反應(yīng)。自2016年以來，Kashif Sadiq是HITS的分子和細(xì)胞建模小組(負(fù)責(zé)人：Rebecca Wade教授)的高級(jí)研究員。
      
			

			
        
      
			
      
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