चिकित्सा का भविष्य व्यक्तिगत तरीके हैंव्यक्तिगत कोशिका प्रणालियों पर चयनात्मक प्रभाव जो किसी विशेष बीमारी के विकास और पाठ्यक्रम के लिए जिम्मेदार हैं। इस मामले में, चिकित्सीय लक्ष्य का मुख्य वर्ग कोशिका के झिल्ली प्रोटीन होते हैं, जो संरचनाओं में सेल में संकेतों के सीधे प्रसारण के लिए जिम्मेदार होते हैं। पहले से ही आज, लगभग आधी दवाएं कोशिका झिल्ली को बिल्कुल प्रभावित करती हैं, और उनमें से केवल अधिक ही होंगी। यह लेख झिल्ली प्रोटीन की जैविक भूमिका के साथ परिचित करने के लिए समर्पित है।
स्कूल के पाठ्यक्रम से, कई डिवाइस को याद करते हैंजीव की संरचनात्मक इकाई - कोशिकाएं। जीवित कोशिका की संरचना में एक विशेष स्थान प्लाज़्मालेम्मा (झिल्ली) द्वारा खेला जाता है, जो इंट्रासेल्युलर अंतरिक्ष को अपने पर्यावरण से अलग करता है। इस प्रकार, इसका मुख्य कार्य सेलुलर सामग्री और बाह्य अंतरिक्ष के बीच एक अवरोध बनाना है। लेकिन यह प्लास्मोल्मा का एकमात्र कार्य नहीं है। झिल्ली के अन्य कार्यों में, मुख्य रूप से झिल्ली प्रोटीन के साथ जुड़े हुए हैं:
कोशिका झिल्ली लिपिड की एक दोहरी परत है।विभिन्न गुणों के साथ दो भागों के लिपिड अणु में उपस्थिति के कारण एक बाईलेयर बनता है - एक हाइड्रोफिलिक और एक हाइड्रोफोबिक क्षेत्र। झिल्ली की बाहरी परत हाइड्रोफिलिक गुणों के साथ ध्रुवीय "सिर" द्वारा बनाई जाती है, और लिपिड के हाइड्रोफोबिक "पूंछ" को बाइलर में निर्देशित किया जाता है। लिपिड के अलावा, प्रोटीन झिल्ली संरचना में शामिल होते हैं। 1972 में, अमेरिकी माइक्रोबायोलॉजिस्ट एस.डी. गायक (एस। जोनाथन सिंगर) और जी.एल. निकोलसन (गर्थ एल। निकोलसन) ने झिल्ली संरचना का एक तरल-मोज़ेक मॉडल प्रस्तावित किया, जिसके अनुसार झिल्लीदार प्रोटीन लिपिड bilayer में "फ्लोट" करते हैं। इस मॉडल को जर्मन बायोलॉजिस्ट काई सिमंस (1997) द्वारा पूरक प्रोटीन (लिपिड राफ्ट) के साथ कुछ सघन क्षेत्रों के गठन के संदर्भ में पूरक किया गया था जो झिल्ली के बाइलर में स्वतंत्र रूप से बहाव करते हैं।
विभिन्न कोशिकाओं में, प्रोटीन के लिपिड का अनुपात अलग होता है (शुष्क भार के मामले में 25 से 75% प्रोटीन), और वे असमान रूप से स्थित होते हैं। स्थान के अनुसार, प्रोटीन हो सकते हैं:
झिल्ली प्रोटीन की जैविक भूमिका विविध हैऔर उनकी संरचना और स्थान पर निर्भर करता है। उनमें, रिसेप्टर प्रोटीन, चैनल प्रोटीन (आयनिक और पोरिंस), ट्रांसपोर्टर, मोटर्स और संरचनात्मक प्रोटीन क्लस्टर प्रतिष्ठित हैं। किसी भी कार्रवाई के जवाब में सभी प्रकार के झिल्ली प्रोटीन रिसेप्टर्स अपनी स्थानिक संरचना को बदलते हैं और कोशिका की प्रतिक्रिया बनाते हैं। उदाहरण के लिए, इंसुलिन रिसेप्टर सेल में ग्लूकोज के प्रवाह को नियंत्रित करता है, और दृष्टि के अंग की संवेदनशील कोशिकाओं में रोडोप्सिन प्रतिक्रियाओं का एक झरना चलाता है जो तंत्रिका आवेग की उपस्थिति का कारण बनता है। झिल्ली प्रोटीन चैनलों की भूमिका आयनों को परिवहन और आंतरिक और बाहरी वातावरण के बीच उनकी सांद्रता (ढाल) में अंतर बनाए रखना है। उदाहरण के लिए, सोडियम-पोटेशियम पंप उपयुक्त आयनों और पदार्थों के सक्रिय परिवहन का आदान प्रदान करते हैं। पोर्सिन - अंत-टू-एंड प्रोटीन - पानी के अणुओं, ट्रांसपोर्टरों के स्थानांतरण में शामिल हैं - एकाग्रता रोगी के खिलाफ कुछ पदार्थों के हस्तांतरण में। बैक्टीरिया और प्रोटोजोआ में, फ्लैजेला के आंदोलन को आणविक प्रोटीन मोटर्स द्वारा प्रदान किया जाता है। संरचनात्मक झिल्ली प्रोटीन झिल्ली का समर्थन करते हैं और अन्य प्लाज्मा झिल्ली प्रोटीन की पारस्परिक क्रिया की अनुमति देते हैं।
झिल्ली गतिशील और बहुत सक्रिय हैपर्यावरण और प्रोटीन स्थित नहीं है और इसमें काम करने के लिए एक अक्रिय मैट्रिक्स नहीं है। यह झिल्ली प्रोटीन के कामकाज को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है, और लिपिड राफ्ट, चलते समय, प्रोटीन अणुओं के नए साहचर्य बांड बनाता है। कई प्रोटीन बस साझेदारों के बिना काम नहीं करते हैं, और उनकी इंटरमॉलेक्यूलर बातचीत झिल्ली की लिपिड परत की प्रकृति द्वारा प्रदान की जाती है, जिसके संरचनात्मक संगठन, बदले में, संरचनात्मक प्रोटीन पर निर्भर करता है। बातचीत और अन्योन्याश्रयता के इस नाजुक तंत्र में व्यवधान से झिल्ली प्रोटीन और मधुमेह और घातक ट्यूमर जैसी कई बीमारियां होती हैं।
संरचना और संरचना के बारे में आधुनिक विचारझिल्ली प्रोटीन इस तथ्य पर आधारित होते हैं कि झिल्ली परिधीय भाग में, उनमें से ज्यादातर शायद ही कभी एक से मिलकर होते हैं, अधिक बार कई संबद्ध ऑलिगोमेराइजिंग अल्फा-हेलिकॉप्टरों से होते हैं। इसके अलावा, यह संरचना है जो कार्य करने की कुंजी है। हालांकि, यह संरचना के प्रकार द्वारा प्रोटीन का वर्गीकरण है जो कई और अधिक आश्चर्य ला सकता है। सौ से अधिक वर्णित प्रोटीनों में से, ऑलिगोमेराइजेशन के प्रकार द्वारा सबसे अधिक अध्ययन की गई झिल्ली प्रोटीन ग्लाइकोफोरिन ए (एरिथ्रोसाइट प्रोटीन) है। ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन के लिए, स्थिति अधिक जटिल दिखती है - केवल एक प्रोटीन का वर्णन किया गया है (बैक्टीरिया के प्रकाश संश्लेषक प्रतिक्रिया केंद्र - बैक्टीरियोरोडोप्सिन)। झिल्ली प्रोटीन के उच्च आणविक भार (10-240 हजार daltons) को देखते हुए, आणविक जीवविज्ञानी के पास अनुसंधान के लिए एक व्यापक क्षेत्र है।
सभी प्लास्मोल्मा प्रोटीन में, एक विशेष स्थानरिसेप्टर प्रोटीन के अंतर्गत आता है। यह वह है जो विनियमित करता है कि कौन से संकेत सेल में प्रवेश करेंगे और कौन सा नहीं। सभी बहुकोशिकीय और कुछ जीवाणुओं में, सूचना विशेष अणुओं (संकेतन) के माध्यम से प्रेषित होती है। इन सिग्नलिंग एजेंटों में हार्मोन (विशेष रूप से कोशिकाओं द्वारा स्रावित प्रोटीन), गैर-प्रोटीन संरचनाएं और व्यक्तिगत आयन हैं। बाद को जारी किया जा सकता है जब पड़ोसी कोशिकाएं क्षतिग्रस्त हो जाती हैं और दर्द सिंड्रोम के रूप में प्रतिक्रियाओं का एक झरना ट्रिगर करती हैं, जो शरीर का मुख्य रक्षा तंत्र है।
यह झिल्ली प्रोटीन है जो मुख्य हैंफार्माकोलॉजी के उपयोग के लिए लक्ष्य, क्योंकि वे ऐसे बिंदु हैं जिनके माध्यम से अधिकांश सिग्नल जाते हैं। एक दवा को "लक्षित" करने के लिए, इसकी उच्च चयनात्मकता सुनिश्चित करने के लिए - यह एक मुख्य कार्य है जब फार्माकोलॉजिकल एजेंट बनाते हैं। केवल एक विशिष्ट प्रकार या यहां तक कि एक रिसेप्टर के उपप्रकार पर चयनात्मक कार्रवाई शरीर में केवल एक प्रकार की कोशिकाओं पर एक प्रभाव है। उदाहरण के लिए, ऐसी चयनात्मक कार्रवाई सामान्य लोगों से ट्यूमर कोशिकाओं को अलग कर सकती है।
झिल्ली प्रोटीन के गुण और विशेषताएं पहले से ही हैंआज वे नई पीढ़ी की दवाओं के निर्माण में उपयोग किए जाते हैं। ये प्रौद्योगिकियां कई अणुओं या नैनोकणों से मॉड्यूलर औषधीय संरचनाओं के निर्माण पर आधारित हैं, एक दूसरे के साथ "सिलना"। "लक्ष्यीकरण" भाग कोशिका झिल्ली पर कुछ रिसेप्टर प्रोटीन को पहचानता है (उदाहरण के लिए, कैंसर के विकास से जुड़े लोग)। इस भाग में एक झिल्ली को नष्ट करने वाला एजेंट या सेल में प्रोटीन उत्पादन का अवरोधक जोड़ा जाता है। विकासशील एपोप्टोसिस (किसी की खुद की मृत्यु का कार्यक्रम) या इंट्रासेल्युलर परिवर्तनों के कैस्केड का एक अन्य तंत्र औषधीय एजेंट की कार्रवाई के वांछित परिणाम की ओर जाता है। नतीजतन, हमारे पास कम से कम साइड इफेक्ट के साथ एक दवा है। कैंसर से लड़ने के लिए पहली ऐसी दवाएं पहले से ही नैदानिक परीक्षणों से गुजर रही हैं और जल्द ही अत्यधिक प्रभावी चिकित्सा की कुंजी बन जाएंगी।
प्रोटीन अणुओं का आधुनिक विज्ञानअधिक तीव्रता से सूचना प्रौद्योगिकी की ओर बढ़ता है। एक व्यापक शोध पथ - जो कुछ भी संभव है उसका अध्ययन और वर्णन करना, कंप्यूटर डेटाबेस में डेटा को सहेजना और फिर इस ज्ञान को लागू करने के तरीकों की तलाश करना - यह आधुनिक आणविक जीवविज्ञानी का लक्ष्य है। केवल पंद्रह साल पहले वैश्विक परियोजना "मानव जीनोम" लॉन्च की गई थी, और हमारे पास पहले से ही मानव जीन का अनुक्रमित नक्शा है। दूसरी परियोजना, जिसका लक्ष्य सभी "प्रमुख प्रोटीन" के स्थानिक संरचना को निर्धारित करना है - संरचनात्मक जीनोमिक्स - पूरी तरह से दूर है। स्थानिक संरचना को अब तक केवल पांच लाख से अधिक मानव प्रोटीन के 60 हजार के लिए निर्धारित किया गया है। और जबकि वैज्ञानिकों ने केवल सामन जीन के साथ चमकदार पिगलेट और ठंडे-सहनशील टमाटर उठाए हैं, संरचनात्मक जीनोमिक्स प्रौद्योगिकियां वैज्ञानिक ज्ञान का एक चरण बनी हुई हैं, जिनमें से व्यावहारिक अनुप्रयोग में लंबा समय नहीं लगेगा।
