فريق من جامعة ولاية الحرة بجنوب أفريقيا يصمم أكثر من 15 نوعًا من الهيدروجيلات الببتيدية الوظيفية

أخبار ar.wedoany.com، صمم فريق البروفيسور فلاديمير أ. آزوف من جامعة ولاية الحرة (University of the Free State) في بلومفونتين بجنوب أفريقيا، من خلال إعادة تصميم الأحماض الأمينية، هيدروجيلات ببتيدية ذات وظائف جديدة مثل التألق والاستجابة للأكسدة والاختزال، مما يوفر أفكارًا جديدة للمواد في مجالات مثل توصيل الأدوية والإلكترونيات الحيوية.

تُظهر الهيدروجيلات القائمة على الببتيد آفاقًا واعدة في مجال المواد الحيوية، لكن تنوعها الوظيفي ظل محدودًا لفترة طويلة. بدأ فريق آزوف من التعديل الكيميائي للأحماض الأمينية، مستخدمًا تفاعل إعادة ترتيب هوفمان مع ثنائي أسيتات فينيل اليود (III) ككاشف، لتحويل الأحماض الأمينية الطبيعية مثل الأسباراجين والجلوتامين إلى "نسخ مصغرة" من اللايسين. بعد ذلك، قام الباحثون بتعديل هذه الأحماض الأمينية المخصصة باستخدام مجموعات كيميائية ذات وظائف محددة: بما في ذلك النفثوكينون الذي يصدر ضوءًا برتقاليًا متألقًا وينقل الإلكترونات، والنفثاليميد الذي يصدر ضوءًا أزرق متألقًا تحت الأشعة فوق البنفسجية، ورباعي ثيافولفالين الذي يعمل كمفتاح إلكتروني مصغر، والكومارين المستخدم بالفعل في عقار الوارفارين.

بناءً على هذه الأحماض الأمينية المصممة، قام الفريق بتعديل تسلسل الببتيد المعروف للهيدروجيل H-FQFQFK-NH₂. وقد ثبت سابقًا أن هذا التسلسل قادر على إطلاق المورفين ببطء على مدى ثلاثة أيام. استبدل الباحثون بقايا الفينيل ألانين فيه بأحماض أمينية مخصصة، مما أدى في النهاية إلى إنتاج أكثر من خمسة عشر تسلسلاً ببتيديًا جديدًا. أظهرت نتائج الاختبار أن بعض التسلسلات شكلت هيدروجيلات متألقة يمكن تتبعها تحت المجهر؛ بينما أنتجت أخرى هيدروجيلات برتقالية اللون تظهر سلوكًا حساسًا للأكسدة والاختزال؛ كما أدخلت وحدات رباعي ثيافولفالين القابلة للأكسدة العكسية، مما يشير إلى إمكانية تطبيقها مستقبلًا في الأجهزة الإلكترونية الحيوية. أكدت الاختبارات أن هذه الهيدروجيلات مدعومة ببنية من صفائح بيتا. أوضحت الدراسة العلاقة السببية بين البنية والوظيفة: تغيير الحمض الأميني يغير الببتيد، مما يمنح الهيدروجيل خصائص جديدة.

كانت بعض عمليات استبدال الأحماض الأمينية فعالة بشكل ملحوظ، لكنها كشفت أيضًا عن بعض نقاط الضعف، مثل بقايا الفثاليميد التي تتحلل تحت ظروف التخليق. توفر حالات الفشل هذه أيضًا للباحثين خبرة حول أي التصاميم الكيميائية أكثر استقرارًا. يكمن الابتكار في هذه الدراسة في التخليق المباشر لأحماض أمينية ذات وظائف إلكترونية وبصرية متكاملة، ودمجها مباشرة في سلاسل الببتيد. لم يقم الباحثون بتعديل الهيدروجيل بعد تصنيعه، بل بنوا الوظيفة من المستوى الأساسي للمادة. قد يكون لهذا النهج تأثير واسع على توصيل الأدوية وهندسة الأنسجة والإلكترونيات الحيوية.

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com