$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
أظهرت الدراسات المناعية أنه بالإضافة إلى البروتينات القابلة للذوبان ، والتي يسهل تنقيتها ، فإن الاستجابة المناعية البشرية لمسببات الأمراض مثل M. السل يتم توجيهها أيضا البروتين الكاره للماء الموجود في جدار الخلية1 وبروتينات غشاء الخلية2 من المتفطرة السلية. تلعب بروتينات جدار الخلية والغشاء دورا مهما في التحكم المناعي ضد العديد من مسببات الأمراض ، بما في ذلك مرض السل. تم الإبلاغ عن بعض هذه البروتينات على أنها مستضدات سائدة مناعية تتراكب استجابة الخلايا التائية والبائية. في المقابل ، يتم تحديد البروتينات الأخرى على أنها توقيعات جزيئية لمسببات الأمراض التي يتم التعرف عليها لبدء استجابة مناعية فطرية ، مثل الأنماط الجزيئية المرتبطة بمسببات الأمراض (PAMPs) بواسطة الخلايا المناعية ، وبالتالي بدء استجابة مناعية. على سبيل المثال ، يتم التعرف على البروتينات الدهنية الفطرية مثل LprG و LpqH و LprA و PhoS1 بواسطة مستقبلات شبيهة بالحصيلة 23.
تمثل الطبيعة الكارهة للماء لبروتينات جدار الخلية والغشاء تحديات تقنية كبيرة من حيث ذوبانها وفصلها. أظهرت الدراسات أن بروتينات الغشاء تشكل ما يقرب من 20٪ إلى 30٪ من مناطق الترميز لجميع الكائنات الحية ، بما في ذلك البكتيريا الفطرية4،5. نظرا لطبيعتها الجوهرية والتحديات التقنية ، يصعب إذابة بروتينات جدار الخلية والغشاء وعزلها مقارنة بالبروتينات القابلة للذوبان. نتيجة لذلك ، تم الإبلاغ عن 2٪ فقط من هياكل البروتين الغشائي6. تساهم عدة عوامل في صعوبة عزل هذه البروتينات. التحدي الأساسي هو وفرة منخفضة داخل الخلية ، مما يعقد عزل البروتينات الفردية لمزيد من التوصيف7. بالإضافة إلى ذلك ، تميل هذه البروتينات إلى التراكم ، مما يزيد من تعقيد قابليتها للذوبان. يمكن معالجة هذه المشكلة عن طريق إضافة المنظفات للمساعدة في الذوبان. ومع ذلك ، قد لا تزال بعض البروتينات تشكل مجاميعا حتى في وجود المنظفات ، وفي هذه الحالة يمكن استخدام العوامل الفوضوية وعوامل الاختزال لتحسين الذوبان.
يمكن أن يتداخل استخدام المنظفات للذوبان مع طرق الفصل اللاحقة. على سبيل المثال ، لا يمكن استخدام المنظفات المشحونة مع كروماتوغرافيا التبادل الأيوني ، ويمكن لجميع المنظفات أن تعطل كروماتوغرافيا التفاعل الكارهة للماء8. لذلك ، يعد اختيار منظف متوافق مع طريقة الفصل المختارة أمرا بالغ الأهمية. خطوة أخرى مهمة في عزل بروتين جدار الخلية والغشاء هي إزالة المنظفات المستخدمة في الذوبان ، حيث يمكن أن تتداخل مع التحليلات الوظيفية اللاحقة للبروتينات.
لقد طورنا منهجية قوية تتغلب على العديد من التحديات المرتبطة بتحليل بروتينات الغشاء ، وخاصة البروتينات الكارهة للماء من جدار الخلية وغشاء الخلية. يتمثل التحدي الرئيسي في دراسة هذه البروتينات في إذابتها ، حيث أن طبيعتها الكارهة للماء تجعل من الصعب استخراجها وتحليلها. تستخدم المنهجية الموضحة هنا مخزلا متساويا للتركيز الكهربائي (IEF) مصمما خصيصا ، والذي يعمل على إذابة بروتينات جدار الخلية وغشاء الخلية بكفاءة. تعد خطوة الذوبان هذه أمرا بالغ الأهمية لأنها تمكن من التحليل اللاحق لهذه البروتينات الكارهة للماء.
ميزة إضافية لهذه الطريقة هي قدرتها على تقليل تعقيد خليط البروتين. من خلال استخدام تقنيتين تكميليتين للفصل - بناء على النقطة المتساوية الكهربية (pI) والوزن الجزيئي للبروتينات - تفصل هذه المنهجية بكفاءة بروتينات جدار الخلية وغشاء الخلية إلى كسور مبسطة. يحتوي كل جزء عادة على واحد إلى ثلاثة بروتينات فقط ، مما يعزز الدقة بشكل كبير ويسهل التوصيف النهائي.
هذه المنهجية ، التي تم تطويرها باستخدام جدار خلية المتفطرة السلية وبروتينات غشاء الخلية كنظام نموذجي ، تعالج بشكل فعال التحديات المرتبطة بعزل وتحليل البروتينات الكارهة للماء. يوفر نهجا موثوقا به لعزل وفصل وتوصيف هذه الكسور البروتينية المعقدة ، مما يعزز القدرة على دراستها بالتفصيل.