پروٹین کی جوہری مقناطیسی گونج سپیکٹروسکوپی کیا ہے؟
-
پروٹین کی نیوکلیئر میگنیٹک ریزوننس سپیکٹروسکوپی (عام طور پر مختصرا پروٹین NMR) ساختی حیاتیات کا ایک شعبہ ہے جس میں NMR سپیکٹروسکوپی کا استعمال پروٹین کی ساخت اور حرکیات، اور نیوکلک ایسڈز اور ان کے کمپلیکس کے بارے میں معلومات حاصل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ اس فیلڈ کا آغاز ETH میں رچرڈ آر. ارنسٹ اور کرٹ ووتھرچ نے کیا، [1] اور ایڈ بیکس، ماریئس کلور، این آئی ایچ میں انجیلا گرونن بورن، [2] اور ہارورڈ یونیورسٹی میں گیرہارڈ ویگنر نے، دوسروں کے درمیان۔ NMR سپیکٹروسکوپی کے ذریعے ساخت کا تعین عام طور پر کئی مراحل پر مشتمل ہوتا ہے، ہر ایک انتہائی مخصوص تکنیکوں کا ایک الگ سیٹ استعمال کرتا ہے۔ نمونہ تیار کیا جاتا ہے، پیمائش کی جاتی ہے، تشریحی نقطہ نظر کو لاگو کیا جاتا ہے، اور ایک ساخت کا حساب لگایا جاتا ہے اور اس کی توثیق کی جاتی ہے۔   NMR میں ایٹم کے مرکزی کور ("نیوکلئس") کی کوانٹم مکینیکل خصوصیات شامل ہیں۔ یہ خصوصیات مقامی مالیکیولر ماحول پر منحصر ہیں، اور ان کی پیمائش اس بات کا نقشہ فراہم کرتی ہے کہ ایٹم کیسے کیمیائی طور پر جڑے ہوئے ہیں، وہ خلا میں کتنے قریب ہیں، اور وہ ایک دوسرے کے حوالے سے کتنی تیزی سے حرکت کرتے ہیں۔ یہ خصوصیات بنیادی طور پر وہی ہیں جو زیادہ مانوس مقناطیسی گونج امیجنگ (MRI) میں استعمال ہوتی ہیں، لیکن مالیکیولر ایپلی کیشنز کچھ مختلف نقطہ نظر کا استعمال کرتے ہیں، جو کہ ملی میٹر (ریڈیالوجسٹ کی دلچسپی) سے نینو میٹر (بانڈڈ ایٹم) میں پیمانے کی تبدیلی کے لیے موزوں ہے۔ عام طور پر ایک نینو میٹر کا ایک حصہ)، ایک ملین کا عنصر۔ پیمانے کی اس تبدیلی کو طویل مدتی پیمائش کے لیے پتہ لگانے اور استحکام کی بہت زیادہ حساسیت کی ضرورت ہوتی ہے۔ MRI کے برعکس، ساختی حیاتیات کے مطالعہ براہ راست تصویر نہیں بناتے ہیں، لیکن سہ جہتی مالیکیولر ماڈلز بنانے کے لیے کمپیوٹر کے پیچیدہ حسابات پر انحصار کرتے ہیں۔   فی الحال زیادہ تر نمونوں کی جانچ پانی کے محلول میں کی جاتی ہے، لیکن ٹھوس نمونوں کے ساتھ بھی کام کرنے کے طریقے تیار کیے جا رہے ہیں۔ ڈیٹا اکٹھا کرنے کا انحصار نمونے کو طاقتور مقناطیس کے اندر رکھنے، نمونے کے ذریعے ریڈیو فریکوئنسی سگنل بھیجنے اور ان سگنلز کے جذب کی پیمائش پر ہوتا ہے۔ پروٹین کے اندر ایٹموں کے ماحول پر منحصر ہے، انفرادی ایٹموں کا مرکز ریڈیو سگنلز کی مختلف تعدد کو جذب کرے گا۔ مزید برآں، مختلف نیوکللی کے جذب سگنل ملحقہ نیوکللی سے پریشان ہو سکتے ہیں۔ یہ معلومات مرکزے کے درمیان فاصلے کا تعین کرنے کے لیے استعمال کی جا سکتی ہیں۔ بدلے میں یہ فاصلے پروٹین کی مجموعی ساخت کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔   ایک عام مطالعہ میں یہ شامل ہو سکتا ہے کہ دو پروٹین کس طرح ایک دوسرے کے ساتھ تعامل کرتے ہیں، ممکنہ طور پر چھوٹے مالیکیولز کی نشوونما کے لیے جو تعامل کی عام حیاتیات ("کیمیائی حیاتیات") کی تحقیقات کے لیے یا دواسازی کے استعمال کے لیے ممکنہ لیڈز فراہم کرنے کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ )۔ اکثر، پروٹینوں کے تعامل کرنے والے جوڑے کی شناخت انسانی جینیات کے مطالعے سے ہو سکتی ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ تعامل کو ناموافق تغیرات سے متاثر کیا جا سکتا ہے، یا وہ پھل کی مکھی، خمیر جیسے "ماڈل" جاندار کی عام حیاتیات میں کلیدی کردار ادا کر سکتے ہیں۔ کیڑا C. ایلیگنز، یا چوہا۔ نمونہ تیار کرنے کے لیے، سالماتی حیاتیات کے طریقے عام طور پر بیکٹیریل ابال کے ذریعے مقدار بنانے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں۔ یہ مالیکیول کی آاسوٹوپک ساخت کو تبدیل کرنے کی بھی اجازت دیتا ہے، جو کہ مطلوبہ ہے کیونکہ آاسوٹوپس مختلف طریقے سے برتاؤ کرتے ہیں اور اوورلیپنگ NMR سگنلز کی شناخت کے لیے طریقے فراہم کرتے ہیں۔