Protein folding
પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ એ ભૌતિક પ્રક્રિયા છે જ્યાં પ્રોટીન સાંકળને તેના મૂળ ત્રિ-પરિમાણીય માળખામાં અનુવાદિત કરવામાં આવે છે, સામાન્ય રીતે "ફોલ્ડેડ" રચના, જેના દ્વારા પ્રોટીન જૈવિક રીતે કાર્યાત્મક બને છે. ઝડપી અને પુનઃઉત્પાદનક્ષમ પ્રક્રિયા દ્વારા, પોલિપેપ્ટાઇડ રેન્ડમ કોઇલમાંથી તેની લાક્ષણિક ત્રિ-પરિમાણીય રચનામાં ફોલ્ડ થાય છે. એમ. આર. એન. એ. ના ક્રમમાંથી એમિનો એસિડની રેખીય સાંકળમાં અનુવાદિત થયા પછી દરેક પ્રોટીન પ્રથમ અનફોલ્ડેડ પોલિપેપ્ટાઇડ અથવા રેન્ડમ કોઇલ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. આ તબક્કે, પોલિપેપ્ટાઇડમાં કોઈ સ્થિર (એટલે કે લાંબા સમય સુધી ચાલતી) ત્રિ-પરિમાણીય રચનાનો અભાવ હોય છે (પ્રથમ આંકડાની ડાબી બાજુ જુઓ). જેમ જેમ પોલીપેપ્ટાઇડ સાંકળનું રાઇબોસોમ દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, તેમ તેમ રેખીય સાંકળ તેના ત્રિ-પરિમાણીય માળખામાં ફોલ્ડ થવાનું શરૂ કરે છે. પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળના અનુવાદ દરમિયાન પણ ઘણા પ્રોટીનનું ફોલ્ડિંગ શરૂ થાય છે. એમિનો એસિડ એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને સારી રીતે વ્યાખ્યાયિત ત્રિ-પરિમાણીય માળખું ઉત્પન્ન કરે છે, ફોલ્ડેડ પ્રોટીન (આકૃતિની જમણી બાજુ જુઓ), જે મૂળ સ્થિતિ તરીકે ઓળખાય છે. પરિણામી ત્રિ-પરિમાણીય માળખું એમિનો-એસિડ ક્રમ અથવા પ્રાથમિક માળખા (દા. ત., એનફિન્સનનો સિદ્ધાંત) દ્વારા નક્કી થાય છે. યોગ્ય ત્રિ-પરિમાણીય માળખું કાર્ય કરવા માટે જરૂરી છે, જો કે કાર્યાત્મક પ્રોટીનના કેટલાક ભાગો ખુલ્લા રહી શકે છે, જે સૂચવે છે કે પ્રોટીનની ગતિશીલતા મહત્વપૂર્ણ છે. મૂળ માળખામાં ફોલ્ડ કરવામાં નિષ્ફળતા સામાન્ય રીતે નિષ્ક્રિય પ્રોટીન ઉત્પન્ન કરે છે, પરંતુ કેટલાક કિસ્સાઓમાં, ખોટી રીતે ફોલ્ડ કરેલા પ્રોટીનમાં સંશોધિત અથવા ઝેરી કાર્યક્ષમતા હોય છે. કેટલાક ન્યુરોડિજનરેટિવ અને અન્ય રોગો ખોટી રીતે ફોલ્ડ કરેલા પ્રોટીન દ્વારા રચાયેલા એમીલોઇડ ફાઇબ્રિલ્સના સંચયના પરિણામે હોવાનું માનવામાં આવે છે, જેમાંથી ચેપી જાતો પ્રિયોન તરીકે ઓળખાય છે. ઘણી એલર્જીઓ કેટલાક પ્રોટીનના ખોટા ફોલ્ડિંગને કારણે થાય છે કારણ કે રોગપ્રતિકારક શક્તિ ચોક્કસ પ્રોટીન માળખા માટે એન્ટિબોડીઝ ઉત્પન્ન કરતી નથી. પ્રોટીનનું વિકૃતિકરણ એ ફોલ્ડેડમાંથી અનફોલ્ડેડ સ્થિતિમાં સંક્રમણની પ્રક્રિયા છે. તે રસોઈ, બળતરા, પ્રોટીનોપેથી અને અન્ય સંદર્ભોમાં થાય છે. ફોલ્ડિંગ પ્રક્રિયાનો સમયગાળો રસના પ્રોટીનના આધારે નાટ્યાત્મક રીતે બદલાય છે. જ્યારે કોષની બહાર અભ્યાસ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સૌથી ધીમા ફોલ્ડિંગ પ્રોટીનને ફોલ્ડ કરવા માટે ઘણી મિનિટો અથવા કલાકોની જરૂર પડે છે, મુખ્યત્વે પ્રોલાઇન આઇસોમેરાઇઝેશનને કારણે, અને પ્રક્રિયા પૂર્ણ થાય તે પહેલાં ચેકપોઇન્ટ્સ જેવી સંખ્યાબંધ મધ્યવર્તી સ્થિતિઓમાંથી પસાર થવું પડે છે. બીજી બાજુ, સો એમિનો એસિડ સુધીની લંબાઈ ધરાવતા ખૂબ જ નાના સિંગલ-ડોમેન પ્રોટીન સામાન્ય રીતે એક જ પગલામાં ફોલ્ડ થાય છે. મિલિસેકન્ડ્સના સમય સ્કેલ સામાન્ય છે, અને સૌથી ઝડપી જાણીતી પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ પ્રતિક્રિયાઓ થોડા માઇક્રોસેકન્ડ્સમાં પૂર્ણ થાય છે. પ્રોટીનનું ફોલ્ડિંગ ટાઇમ સ્કેલ તેના કદ, સંપર્ક ક્રમ અને સર્કિટ ટોપોલોજી પર આધાર રાખે છે. 1960 ના દાયકાના અંતથી કોમ્પ્યુટેશનલ બાયોલોજી માટે પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ પ્રક્રિયાને સમજવી અને તેનું અનુકરણ કરવું એ એક મહત્વપૂર્ણ પડકાર રહ્યો છે. પ્રોટીનને ફોલ્ડ કરવાની પ્રક્રિયા પ્રાથમિક માળખું પ્રોટીનનું પ્રાથમિક માળખું, તેનો રેખીય એમિનો એસિડ ક્રમ, તેની મૂળ રચના નક્કી કરે છે. ચોક્કસ એમિનો એસિડ અવશેષો અને પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળમાં તેમની સ્થિતિ એ નિર્ધારિત પરિબળો છે કે જેના માટે પ્રોટીનના કયા ભાગો નજીકથી ભેગા થાય છે અને તેની ત્રિ-પરિમાણીય રચના બનાવે છે. એમિનો એસિડની રચના ક્રમ જેટલી મહત્વપૂર્ણ નથી. જો કે, ફોલ્ડિંગની આવશ્યક હકીકત એ છે કે દરેક પ્રોટીનના એમિનો એસિડ ક્રમમાં એવી માહિતી હોય છે જે મૂળ માળખું અને તે સ્થિતિ પ્રાપ્ત કરવાના માર્ગ બંનેને સ્પષ્ટ કરે છે. આનો અર્થ એ નથી કે લગભગ સમાન એમિનો એસિડ સિક્વન્સ હંમેશા સમાન રીતે ફોલ્ડ થાય છે. પર્યાવરણીય પરિબળોના આધારે પણ રચનાઓ અલગ પડે છે; સમાન પ્રોટીન તેઓ ક્યાં જોવા મળે છે તેના આધારે અલગ રીતે ફોલ્ડ થાય છે. ગૌણ માળખાની રચના એ ફોલ્ડિંગ પ્રક્રિયામાં પ્રથમ પગલું છે જે પ્રોટીન તેની મૂળ રચનાને ધારણ કરવા માટે લે છે. ગૌણ માળખાની લાક્ષણિકતા એ આલ્ફા હેલિસીસ અને બીટા શીટ્સ તરીકે ઓળખાતી રચનાઓ છે જે ઝડપથી ફોલ્ડ થાય છે કારણ કે તેઓ ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સ દ્વારા સ્થિર થાય છે, જેમ કે લિનસ પૌલિંગ દ્વારા સૌપ્રથમ લાક્ષણિકતા આપવામાં આવી હતી. ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર હાઇડ્રોજન બંધની રચના પ્રોટીનની સ્થિરતામાં અન્ય એક મહત્વપૂર્ણ યોગદાન પૂરું પાડે છે. α-હેલિસીસ કરોડરજ્જુના હાઇડ્રોજન બંધન દ્વારા સર્પાકાર આકાર બનાવવા માટે રચાય છે (જમણી બાજુની આકૃતિનો સંદર્ભ લો). β પ્લિટેડ શીટ એ એક માળખું છે જે હાઇડ્રોજન બોન્ડ બનાવવા માટે કરોડરજ્જુને પોતાની ઉપર નમાવીને બનાવે છે (ડાબી બાજુની આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ). હાઇડ્રોજન બંધ પેપ્ટાઇડ બંધના એમાઇડ હાઇડ્રોજન અને કાર્બોનિલ ઓક્સિજન વચ્ચે હોય છે. ત્યાં વિરોધી સમાંતર β પ્લિટેડ શીટ્સ અને સમાંતર β પ્લિટેડ શીટ્સ અસ્તિત્વમાં છે જ્યાં વિરોધી સમાંતર β શીટમાં હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સની સ્થિરતા મજબૂત હોય છે કારણ કે તે સમાંતર શીટ્સ દ્વારા રચાયેલા સ્લેંટેડ હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સની તુલનામાં આદર્શ 180 ડિગ્રીના ખૂણા સાથે હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સ ધરાવે છે. તૃતીય માળખું α-હેલિસ અને β-શીટ્સ સામાન્ય રીતે એમ્ફીપેથિક હોય છે, જેનો અર્થ થાય છે કે તેમની પાસે હાઇડ્રોફિલિક અને હાઇડ્રોફોબિક ભાગ હોય છે. આ ક્ષમતા પ્રોટીનની તૃતીય માળખું રચવામાં મદદ કરે છે જેમાં ફોલ્ડિંગ થાય છે જેથી હાઇડ્રોફિલિક બાજુઓ પ્રોટીનની આસપાસના જલીય વાતાવરણનો સામનો કરી રહી હોય અને હાઇડ્રોફોબિક બાજુઓ પ્રોટીનના હાઇડ્રોફોબિક કોરનો સામનો કરી રહી હોય. ગૌણ માળખું અધિક્રમિક રીતે તૃતીય માળખાની રચનાને માર્ગ આપે છે. એકવાર પ્રોટીનની તૃતીય માળખું હાઇડ્રોફોબિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા રચાય છે અને સ્થિર થાય છે, ત્યાં બે સિસ્ટીન અવશેષો વચ્ચે રચાયેલા ડાયસલ્ફાઇડ બ્રિજના સ્વરૂપમાં સહસંયોજક બંધન પણ હોઈ શકે છે. આ બિન-સહસંયોજક અને સહસંયોજક સંપર્કો પ્રોટીનની મૂળ રચનામાં ચોક્કસ ટોપોલોજિકલ વ્યવસ્થા લે છે. પ્રોટીનની તૃતીય માળખામાં એક જ પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળનો સમાવેશ થાય છે; જો કે, ફોલ્ડેડ પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળોની વધારાની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ચતુર્થાંશ માળખાની રચનાને જન્મ આપે છે. ચતુર્થાંશ માળખું તૃતીય માળખું કેટલાક પ્રોટીનમાં ચતુર્થાંશ માળખાની રચનાને માર્ગ આપી શકે છે, જેમાં સામાન્ય રીતે પહેલેથી જ ફોલ્ડ થયેલા પેટા એકમોની "એસેમ્બલી" અથવા "કોએસેમ્બલી" નો સમાવેશ થાય છે; બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, બહુવિધ પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળો સંપૂર્ણપણે કાર્યાત્મક ચતુર્થાંશ પ્રોટીન બનાવવા માટે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે. પ્રોટીન ફોલ્ડિંગના પ્રેરક બળો ફોલ્ડિંગ એ એક સ્વયંસ્ફુરિત પ્રક્રિયા છે જે મુખ્યત્વે હાઇડ્રોફોબિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ, ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સની રચના, વેન ડેર વાલ્સ દળો દ્વારા સંચાલિત થાય છે અને તે કન્ફોર્મેશનલ એન્ટ્રોપી દ્વારા વિરોધ કરે છે. ફોલ્ડિંગની પ્રક્રિયા ઘણીવાર સહ-અનુવાદાત્મક રીતે શરૂ થાય છે, જેથી પ્રોટીનનું એન-ટર્મિનસ ફોલ્ડ થવાનું શરૂ કરે છે જ્યારે પ્રોટીનનો સી-ટર્મિનલ ભાગ હજુ પણ રાઇબોસોમ દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે; જો કે, પ્રોટીન પરમાણુ બાયોસિંથેસિસ દરમિયાન અથવા પછી સ્વયંભૂ ફોલ્ડ થઈ શકે છે. જ્યારે આ મેક્રોમોલેક્યુલ્સને "પોતાને ફોલ્ડિંગ" તરીકે ગણવામાં આવે છે, ત્યારે આ પ્રક્રિયા દ્રાવક (પાણી અથવા લિપિડ બાયલેયર), ક્ષારની સાંદ્રતા, પીએચ, તાપમાન, કોફેક્ટર્સ અને મોલેક્યુલર ચેપરોનની સંભવિત હાજરી પર પણ આધાર રાખે છે. પ્રોટીનની તેમની ફોલ્ડિંગ ક્ષમતાઓ પર પ્રતિબંધિત બેન્ડિંગ એંગલ અથવા શક્ય રચનાઓ દ્વારા મર્યાદાઓ હશે. પ્રોટીન ફોલ્ડિંગના આ સ્વીકાર્ય ખૂણાઓને રામચંદ્રન પ્લોટ તરીકે ઓળખાતા દ્વિ-પરિમાણીય પ્લોટ સાથે વર્ણવવામાં આવ્યા છે, જે સ્વીકાર્ય પરિભ્રમણના psi અને phi ખૂણાઓ સાથે દર્શાવવામાં આવ્યા છે. હાઇડ્રોફોબિક અસર પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ કોષની અંદર થર્મોડાયનેમિકલી અનુકૂળ હોવું જોઈએ જેથી તે સ્વયંસ્ફુરિત પ્રતિક્રિયા બની શકે. કારણ કે તે જાણીતું છે કે પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ એ સ્વયંસ્ફુરિત પ્રતિક્રિયા છે, તો પછી તેણે નકારાત્મક ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જા મૂલ્ય ધારણ કરવું આવશ્યક છે. પ્રોટીન ફોલ્ડિંગમાં ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જા સીધા એન્થાલ્પી અને એન્ટ્રોપી સાથે સંબંધિત છે. નકારાત્મક ડેલ્ટા જી ઉત્પન્ન થવા માટે અને પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ થર્મોડાયનેમિકલી અનુકૂળ બનવા માટે, પછી એન્થાલ્પી, એન્ટ્રોપી અથવા બંને શબ્દો અનુકૂળ હોવા જોઈએ. પાણીના સંપર્કમાં આવતી હાઇડ્રોફોબિક સાઇડ-ચેઇન્સની સંખ્યાને ઓછી કરવી એ ફોલ્ડિંગ પ્રક્રિયા પાછળનું એક મહત્વપૂર્ણ પ્રેરક બળ છે. હાઇડ્રોફોબિક અસર એ એવી ઘટના છે જેમાં પ્રોટીનની હાઇડ્રોફોબિક સાંકળો પ્રોટીનના મૂળમાં (હાઇડ્રોફિલિક વાતાવરણથી દૂર) તૂટી પડે છે. જલીય વાતાવરણમાં, પાણીના અણુઓ પ્રોટીનના હાઇડ્રોફોબિક પ્રદેશો અથવા બાજુની સાંકળોની આસપાસ એકઠા થાય છે, જે ક્રમબદ્ધ પાણીના અણુઓના પાણીના શેલો બનાવે છે. હાઇડ્રોફોબિક પ્રદેશની આસપાસ પાણીના અણુઓનો ક્રમ સિસ્ટમમાં ક્રમમાં વધારો કરે છે અને તેથી એન્ટ્રોપી (સિસ્ટમમાં ઓછી એન્ટ્રોપી) માં નકારાત્મક ફેરફારમાં ફાળો આપે છે. પાણીના અણુઓ આ પાણીના પાંજરામાં સ્થિર હોય છે જે હાઇડ્રોફોબિક પતન અથવા હાઇડ્રોફોબિક જૂથોના આંતરિક ફોલ્ડિંગને ચલાવે છે. હાઇડ્રોફોબિક પતન પાણીના પાંજરાને તોડીને સિસ્ટમમાં પાછા એન્ટ્રોપીનો પરિચય આપે છે જે ક્રમબદ્ધ પાણીના અણુઓને મુક્ત કરે છે. ગ્લોબ્યુલર ફોલ્ડેડ પ્રોટીનના કોરની અંદર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા હાઇડ્રોફોબિક જૂથોની સંખ્યા ફોલ્ડિંગ પછી પ્રોટીનની સ્થિરતામાં નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં ફાળો આપે છે, કારણ કે વિશાળ સંચિત વેન ડેર વાલ્સ દળો (ખાસ કરીને લંડન ડિસ્પર્શન દળો). હાઇડ્રોફોબિક અસર થર્મોડાયનેમિક્સમાં પ્રેરક બળ તરીકે ત્યારે જ અસ્તિત્વ ધરાવે છે જ્યારે મોટા હાઇડ્રોફોબિક પ્રદેશ ધરાવતા એમ્ફીફિલિક પરમાણુ સાથે જલીય માધ્યમની હાજરી હોય. હાઇડ્રોજન બંધની મજબૂતાઈ તેમના પર્યાવરણ પર આધાર રાખે છે; આમ, હાઇડ્રોફોબિક કોરમાં આવરિત H-બંધ મૂળ સ્થિતિની સ્થિરતા માટે જલીય વાતાવરણના સંપર્કમાં રહેલા H-બંધ કરતાં વધુ ફાળો આપે છે. ગોળાકાર ગણોવાળા પ્રોટીનમાં, હાઇડ્રોફોબિક એમિનો એસિડ અવ્યવસ્થિત રીતે વહેંચાયેલા અથવા એક સાથે ક્લસ્ટર થવાને બદલે પ્રાથમિક ક્રમમાં વહેંચાયેલા હોય છે. જો કે, તાજેતરમાં જ જન્મેલા પ્રોટીન, જે આંતરિક રીતે અવ્યવસ્થિત હોય છે, તે પ્રાથમિક ક્રમ સાથે હાઇડ્રોફોબિક એમિનો એસિડ ક્લસ્ટરિંગની વિરુદ્ધ પેટર્ન દર્શાવે છે. મોલેક્યુલર ચેપરોન એ પ્રોટીનનો એક વર્ગ છે જે વિવોમાં અન્ય પ્રોટીનના યોગ્ય ફોલ્ડિંગમાં મદદ કરે છે. ચેપરોન તમામ સેલ્યુલર ખંડોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને પ્રોટીનની મૂળ ત્રિ-પરિમાણીય રચનાને રચના કરવા માટે પોલીપેપ્ટાઇડ સાંકળ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે; જો કે, ચેપરોન પોતે પ્રોટીનની અંતિમ રચનામાં શામેલ નથી જેમાં તેઓ મદદ કરી રહ્યા છે. જ્યારે નવજાત પોલિપેપ્ટાઇડનું રાઇબોઝોમ દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવે ત્યારે પણ ચેપરોન ફોલ્ડિંગમાં મદદ કરી શકે છે. મોલેક્યુલર ચેપરોન તેના ફોલ્ડિંગ પાથવેમાં પ્રોટીનની અન્યથા અસ્થિર રચનાને સ્થિર કરવા માટે બંધન દ્વારા કાર્ય કરે છે, પરંતુ ચેપરોનમાં તેઓ જે પ્રોટીનને મદદ કરી રહ્યા છે તેની સાચી મૂળ રચના જાણવા માટે જરૂરી માહિતી હોતી નથી; તેના બદલે, ચેપરોન ખોટી ફોલ્ડિંગ રચનાઓને અટકાવીને કામ કરે છે. આ રીતે, ચેપરોન વાસ્તવમાં મૂળ માળખા તરફના ફોલ્ડિંગ માર્ગમાં સામેલ વ્યક્તિગત પગલાંના દરમાં વધારો કરતા નથી; તેના બદલે, તેઓ પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળના સંભવિત અનિચ્છનીય એકત્રીકરણને ઘટાડીને કામ કરે છે જે અન્યથા યોગ્ય મધ્યવર્તીની શોધને ધીમું કરી શકે છે અને તેઓ પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળને યોગ્ય રચનાઓ ધારણ કરવા માટે વધુ કાર્યક્ષમ માર્ગ પ્રદાન કરે છે. ચેપરોનને ફોલ્ડિંગ ઉત્પ્રેરક પ્રોટીન સાથે ભેળસેળ ન કરવી જોઈએ, જે ફોલ્ડિંગ માર્ગોમાં ધીમા પગલાઓ માટે જવાબદાર રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. ફોલ્ડિંગ ઉત્પ્રેરકોના ઉદાહરણો પ્રોટીન ડાયસલ્ફાઇડ આઇસોમરેઝ અને પેપ્ટિડાઇલ-પ્રોલાઇલ આઇસોમરેઝ છે જે ડાયસલ્ફાઇડ બોન્ડ્સની રચના અથવા પેપ્ટાઇડ જૂથના સિસ અને ટ્રાન્સ સ્ટીરિયોઆઇસોમર્સ વચ્ચેના આંતરપરિવર્તનમાં સામેલ હોઈ શકે છે. વિવોમાં પ્રોટીન ફોલ્ડિંગની પ્રક્રિયામાં ચેપરોન મહત્વપૂર્ણ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કારણ કે તેઓ પ્રોટીનને તેની યોગ્ય ગોઠવણી અને રચનાઓને "જૈવિક રીતે સુસંગત" બનવા માટે પૂરતી અસરકારક રીતે ધારણ કરવા માટે જરૂરી સહાય પૂરી પાડે છે. આનો અર્થ એ છે કે પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળ સૈદ્ધાંતિક રીતે ચેપરોનની સહાય વિના તેના મૂળ માળખામાં ફોલ્ડ કરી શકે છે, જેમ કે ઈન વિટ્રોમાં હાથ ધરવામાં આવેલા પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ પ્રયોગો દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યું છે; જો કે, આ પ્રક્રિયા જૈવિક પ્રણાલીઓમાં અસ્તિત્વમાં રહેવા માટે ખૂબ બિનકાર્યક્ષમ અથવા ખૂબ ધીમી સાબિત થાય છે; તેથી, વિવોમાં પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ માટે ચેપરોન જરૂરી છે. મૂળ માળખાની રચનામાં મદદ કરવામાં તેની ભૂમિકા સાથે, ચેપરોન પ્રોટીન પરિવહન, અધઃપતન જેવી વિવિધ ભૂમિકાઓમાં સામેલ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે, અને કેટલાક બાહ્ય વિકૃતીકારક પરિબળોના સંપર્કમાં આવેલા વિકૃતીકૃત પ્રોટીનને તેમની સાચી મૂળ રચનાઓમાં ફરીથી ગોઠવવાની તક પણ આપે છે. સંપૂર્ણપણે વિકૃત પ્રોટીનમાં તૃતીય અને ગૌણ બંધારણ બંનેનો અભાવ હોય છે, અને તે કહેવાતા રેન્ડમ કોઇલ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. અમુક પરિસ્થિતિઓમાં કેટલાક પ્રોટીન ફરીથી ફોલ્ડ કરી શકે છે; જો કે, ઘણા કિસ્સાઓમાં, વિકૃતિકરણ ઉલટાવી શકાય તેવું નથી. કોષો કેટલીકવાર હીટ શોક પ્રોટીન (ચેપરોનનો એક પ્રકાર) તરીકે ઓળખાતા ઉત્સેચકો સાથે ગરમીના વિકૃતિકરણ પ્રભાવ સામે તેમના પ્રોટીનનું રક્ષણ કરે છે, જે અન્ય પ્રોટીનને ફોલ્ડિંગ અને ફોલ્ડિંગમાં મદદ કરે છે. બેક્ટેરિયાથી માંડીને મનુષ્યો સુધીની તમામ પ્રજાતિઓમાં હીટ શોક પ્રોટીન મળી આવ્યા છે, જે સૂચવે છે કે તેઓ ખૂબ જ વહેલા વિકસિત થયા છે અને મહત્વપૂર્ણ કાર્ય કરે છે. કેટલાક પ્રોટીન કોષોમાં ક્યારેય ફોલ્ડ થતા નથી સિવાય કે ચેપરોનની સહાયથી જે કાં તો વ્યક્તિગત પ્રોટીનને અલગ કરે છે જેથી તેમના ફોલ્ડિંગમાં અન્ય પ્રોટીન સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા વિક્ષેપ ન આવે અથવા ખોટી રીતે ફોલ્ડ કરેલા પ્રોટીનને ફેલાવવામાં મદદ કરે, જેનાથી તેઓ યોગ્ય મૂળ માળખામાં ફરીથી ફોલ્ડ કરી શકે છે. અદ્રાવ્ય આકારહીન એકત્રીકરણમાં વરસાદના જોખમને રોકવા માટે આ કાર્ય નિર્ણાયક છે. પ્રોટીનનું વિકૃતીકરણ અથવા મૂળ સ્થિતિમાં વિક્ષેપમાં સામેલ બાહ્ય પરિબળોમાં તાપમાન, બાહ્ય ક્ષેત્રો (વિદ્યુત, ચુંબકીય), પરમાણુ ભીડ અને જગ્યાની મર્યાદા (એટલે કે. બંધન), જે પ્રોટીનના ફોલ્ડિંગ પર મોટી અસર કરી શકે છે. દ્રાવકોની ઉચ્ચ સાંદ્રતા, pHની ચરમસીમાઓ, યાંત્રિક બળો અને રાસાયણિક ડિનેચ્યુરેટન્ટ્સની હાજરી પણ પ્રોટીનના વિકૃતિકરણમાં ફાળો આપી શકે છે. આ વ્યક્તિગત પરિબળોને એકસાથે તાણ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. ચેપરોન સેલ્યુલર તણાવના સમય દરમિયાન વધતી સાંદ્રતામાં અસ્તિત્વમાં હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે અને ઉભરતા પ્રોટીન તેમજ વિકૃત અથવા ખોટી રીતે ફોલ્ડ કરેલા પ્રોટીનને યોગ્ય રીતે ફોલ્ડ કરવામાં મદદ કરે છે. કેટલીક પરિસ્થિતિઓમાં પ્રોટીન તેમના બાયોકેમિકલી કાર્યાત્મક સ્વરૂપોમાં ફોલ્ડ નહીં થાય. કોષો જે શ્રેણીમાં રહેવાનું વલણ ધરાવે છે તેની ઉપર અથવા નીચેનું તાપમાન ઉષ્મીય રીતે અસ્થિર પ્રોટીનને પ્રગટ કરવા અથવા વિકૃત કરવાનું કારણ બને છે (આ જ કારણ છે કે ઉકાળવાથી ઇંડાનો સફેદ ભાગ અપારદર્શક બને છે). પ્રોટીન થર્મલ સ્થિરતા સ્થિર નથી, જો કે; ઉદાહરણ તરીકે, હાયપરથર્મોફિલિક બેક્ટેરિયા મળી આવ્યા છે જે 122 ડિગ્રી સેલ્સિયસ જેટલા ઊંચા તાપમાને વૃદ્ધિ પામે છે, જે અલબત્ત જરૂરી છે કે તેમના મહત્વપૂર્ણ પ્રોટીન અને પ્રોટીન એસેમ્બલીનું સંપૂર્ણ પૂરક તે તાપમાને અથવા તેનાથી ઉપર સ્થિર રહે. બેક્ટેરિયમ ઇ. કોલી એ બેક્ટેરિયોફેજ ટી4 માટે યજમાન છે, અને ફેજ એન્કોડેડ જી. પી. 31 પ્રોટીન () માળખાકીય અને કાર્યાત્મક રીતે ઇ. કોલી ચેપરોન પ્રોટીન જી. ઓ. ઇ. એસ. માટે સમાનધર્મી હોવાનું જણાય છે અને ચેપ દરમિયાન બેક્ટેરિયોફેજ ટી4 વાયરસના કણોની એસેમ્બલીમાં તેને બદલવામાં સક્ષમ છે. GroES ની જેમ, Gp31 એ GroEL ચેપરોનિન સાથે સ્થિર સંકુલ બનાવે છે જે બેક્ટેરિયોફેજ T4 મુખ્ય કેપ્સિડ પ્રોટીન Gp23 ના વિવોમાં ફોલ્ડિંગ અને એસેમ્બલી માટે એકદમ જરૂરી છે. ફોલ્ડ સ્વિચિંગ કેટલાક પ્રોટીનમાં બહુવિધ મૂળ રચનાઓ હોય છે, અને કેટલાક બાહ્ય પરિબળોના આધારે તેમની ગડીમાં ફેરફાર થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, કાઈબી પ્રોટીન આખો દિવસ ફોલ્ડ થાય છે, જે સાયનોબેક્ટેરિયા માટે ઘડિયાળ તરીકે કામ કરે છે. એવો અંદાજ લગાવવામાં આવ્યો છે કે લગભગ 0.5-4% PDB (પ્રોટીન ડેટા બેંક) પ્રોટીન ફોલ્ડ કરે છે. પ્રોટીનને ખોટી રીતે ફોલ્ડ કરવું અને ન્યુરોડિજનરેટિવ રોગ એ પ્રોટીનને ખોટી રીતે ફોલ્ડ કરવામાં આવે છે જો તે તેની સામાન્ય મૂળ સ્થિતિ પ્રાપ્ત કરી શકતું નથી. આ એમિનો એસિડ ક્રમમાં પરિવર્તન અથવા બાહ્ય પરિબળો દ્વારા સામાન્ય ફોલ્ડિંગ પ્રક્રિયામાં વિક્ષેપને કારણે હોઈ શકે છે. ખોટી રીતે ફોલ્ડ કરેલા પ્રોટીનમાં સામાન્ય રીતે β-શીટ્સ હોય છે જે ક્રોસ-β માળખા તરીકે ઓળખાતી સુપરમોલેક્યુલર વ્યવસ્થામાં ગોઠવવામાં આવે છે. આ બીટા-શીટ-સમૃદ્ધ એસેમ્બલીઓ ખૂબ જ સ્થિર, ખૂબ જ અદ્રાવ્ય અને સામાન્ય રીતે પ્રોટીઓલિસિસ માટે પ્રતિરોધક હોય છે. આ ફાઇબ્રિલર એસેમ્બલીઓની માળખાકીય સ્થિરતા પ્રોટીન મોનોમર્સ વચ્ચે વ્યાપક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે થાય છે, જે તેમના β-સ્ટ્રેન્ડ્સ વચ્ચે બેકબોન હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સ દ્વારા રચાય છે. પ્રોટીનનું ખોટી રીતે ફોલ્ડિંગ અન્ય પ્રોટીનને એગ્રીગેટ્સ અથવા ઓલિગોમર્સમાં વધુ ખોટી રીતે ફોલ્ડિંગ અને સંચય કરી શકે છે. કોષમાં સંકલિત પ્રોટીનનું વધતું સ્તર એમીલોઇડ જેવી રચનાઓ તરફ દોરી જાય છે જે ડીજનરેટિવ વિકૃતિઓ અને કોષના મૃત્યુનું કારણ બની શકે છે. એમેલોઇડ્સ એ તંતુમય રચનાઓ છે જેમાં આંતરઆણ્વિક હાઇડ્રોજન બંધ હોય છે જે અત્યંત અદ્રાવ્ય હોય છે અને રૂપાંતરિત પ્રોટીન સમૂહોમાંથી બનાવવામાં આવે છે. તેથી, પ્રોટીઝોમ માર્ગ એકત્રીકરણ પહેલાં ખોટી રીતે ફોલ્ડ કરેલા પ્રોટીનને ખરાબ કરવા માટે પૂરતો કાર્યક્ષમ ન પણ હોઈ શકે. ખામીયુક્ત પ્રોટીન એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે અને માળખાગત એકત્રીકરણ બનાવી શકે છે અને આંતરઆણ્વિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા ઝેરી અસર મેળવી શકે છે. એકત્રીત પ્રોટીન પ્રિયોન-સંબંધિત બીમારીઓ સાથે સંકળાયેલ છે જેમ કે ક્રેટ્ઝફેલ્ટ-જેકબ રોગ, બોવાઇન સ્પોંજીફોર્મ એન્સેફાલોપથી (પાગલ ગાય રોગ), એમીલોઇડ-સંબંધિત બીમારીઓ જેમ કે અલ્ઝાઇમર રોગ અને પારિવારિક એમીલોઇડ કાર્ડિયોમાયોપથી અથવા પોલીન્યુરોપથી, તેમજ હંટીંગ્ટન અને પાર્કિન્સન રોગ જેવા અંતઃકોશિક એકત્રીકરણ રોગો. આ ઉંમરની શરૂઆતના ડીજનરેટિવ રોગો અદ્રાવ્ય, બાહ્યકોષીય એકત્રીકરણ અને/અથવા ક્રોસ-બીટા એમીલોઇડ ફાઇબ્રિલ્સ સહિત અંતઃકોશિક સમાવેશનમાં ખોટી રીતે ફોલ્ડ કરેલા પ્રોટીનના એકત્રીકરણ સાથે સંકળાયેલા છે. તે સંપૂર્ણપણે સ્પષ્ટ નથી કે એગ્રીગેટ્સ પ્રોટીન હોમિયોસ્ટેસિસના નુકસાનનું કારણ છે કે માત્ર પ્રતિબિંબ છે, સંશ્લેષણ, ફોલ્ડિંગ, એકત્રીકરણ અને પ્રોટીન ટર્નઓવર વચ્ચેનું સંતુલન. તાજેતરમાં યુરોપિયન મેડિસિન્સ એજન્સીએ ટ્રાન્સ્થેરેટિન એમીલોઇડ રોગોની સારવાર માટે ટાફામિડિસ અથવા વિન્ડાકેલ (ટેટ્રામેરિક ટ્રાન્સ્થેરેટિનનું કાઇનેટિક સ્ટેબિલાઇઝર) ના ઉપયોગને મંજૂરી આપી હતી. આ સૂચવે છે કે એમીલોઇડ ફાઇબ્રિલની રચનાની પ્રક્રિયા (અને ફાઈબ્રિલ્સ પોતે નહીં) માનવ એમીલોઇડ રોગોમાં પોસ્ટ-માઇટોટિક પેશીઓના અધઃપતનનું કારણ બને છે. ફોલ્ડિંગ અને કાર્યને બદલે ખોટી રીતે ફોલ્ડિંગ અને અતિશય અધોગતિ એ એન્ટિટ્રિપ્સિન-સંકળાયેલ એમ્ફિસેમા, સિસ્ટિક ફાઇબ્રોસિસ અને લાઇસોસોમલ સ્ટોરેજ રોગો જેવા સંખ્યાબંધ પ્રોટિઓપેથી રોગો તરફ દોરી જાય છે, જ્યાં કાર્યની ખોટ એ વિકારનું મૂળ છે. જ્યારે પ્રોટીન રિપ્લેસમેન્ટ થેરાપીનો ઉપયોગ ઐતિહાસિક રીતે પછીની વિકૃતિઓને સુધારવા માટે કરવામાં આવે છે, ત્યારે એક ઊભરતો અભિગમ ફાર્માસ્યુટિકલ ચેપરોનનો ઉપયોગ કરીને મ્યુટેટેડ પ્રોટીનને કાર્યાત્મક બનાવવા માટે કરવામાં આવે છે. પ્રોટીન ફોલ્ડિંગનો અભ્યાસ કરવા માટેની પ્રાયોગિક તકનીકો જ્યારે પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ વિશેના તારણો પરિવર્તન અભ્યાસો દ્વારા કરી શકાય છે, સામાન્ય રીતે, પ્રોટીન ફોલ્ડિંગનો અભ્યાસ કરવા માટેની પ્રાયોગિક તકનીકો પ્રોટીનના ક્રમિક અનફોલ્ડિંગ અથવા ફોલ્ડિંગ અને પ્રમાણભૂત બિન-સ્ફટિકીય તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને રચનાત્મક ફેરફારોના નિરીક્ષણ પર આધાર રાખે છે. એક્સ-રે ક્રિસ્ટલોગ્રાફી એ ફોલ્ડેડ પ્રોટીનના ત્રિ-પરિમાણીય રૂપરેખાંકનને સમજવાનો પ્રયાસ કરવા માટેની વધુ કાર્યક્ષમ અને મહત્વપૂર્ણ પદ્ધતિઓમાંની એક છે. એક્સ-રે ક્રિસ્ટલોગ્રાફી કરવા માટે સક્ષમ થવા માટે, તપાસ હેઠળનું પ્રોટીન સ્ફટિક જાળીની અંદર સ્થિત હોવું જોઈએ. સ્ફટિક જાળીની અંદર પ્રોટીન મૂકવા માટે, સ્ફટિકીકરણ માટે યોગ્ય દ્રાવક હોવું જોઈએ, દ્રાવણમાં અતિ સંતૃપ્ત સ્તરે શુદ્ધ પ્રોટીન મેળવવું જોઈએ અને દ્રાવણમાં સ્ફટિકોને અવક્ષેપિત કરવું જોઈએ. એકવાર પ્રોટીનનું સ્ફટિકીકરણ થઈ જાય પછી, એક્સ-રે બીમ સ્ફટિક જાળી દ્વારા કેન્દ્રિત થઈ શકે છે જે બીમને વિખેરશે અથવા તેને વિવિધ દિશાઓમાં બહારની તરફ શૂટ કરશે. આ બહાર નીકળતા બીમ અંદર બંધ પ્રોટીનના ચોક્કસ ત્રિ-પરિમાણીય રૂપરેખાંકન સાથે સહસંબંધિત છે. એક્સ-રે ખાસ કરીને પ્રોટીન સ્ફટિક જાળીની અંદર વ્યક્તિગત અણુઓની આસપાસના ઇલેક્ટ્રોન વાદળો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને એક સ્પષ્ટ વિવર્તન પેટર્ન ઉત્પન્ન કરે છે. માત્ર એક્સ-રેના કંપનવિસ્તાર સાથે ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા વાદળોને સંબંધિત કરીને આ પેટર્નને વાંચી શકાય છે અને તેમાં સામેલ તબક્કાઓ અથવા તબક્કાના ખૂણાઓની ધારણાઓ તરફ દોરી શકાય છે જે આ પદ્ધતિને જટિલ બનાવે છે. ફોરિયર ટ્રાન્સફોર્મ તરીકે ઓળખાતા ગાણિતિક આધાર દ્વારા સ્થાપિત સંબંધ વિના, "તબક્કાની સમસ્યા" વિવર્તન પેટર્નની આગાહી કરવી ખૂબ જ મુશ્કેલ બનાવશે. બહુવિધ આઇસોમોર્ફસ રિપ્લેસમેન્ટ જેવી ઊભરતી પદ્ધતિઓ એક્સ-રેને વધુ અનુમાનિત રીતે વિક્ષેપિત કરવા માટે ભારે ધાતુના આયનની હાજરીનો ઉપયોગ કરે છે, જેમાં સામેલ ચલની સંખ્યા ઘટાડે છે અને તબક્કાની સમસ્યાનું સમાધાન કરે છે. ફ્લોરોસન્સ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી એ પ્રોટીનની ફોલ્ડિંગ સ્થિતિનો અભ્યાસ કરવા માટેની અત્યંત સંવેદનશીલ પદ્ધતિ છે. ત્રણ એમિનો એસિડ, ફેનાઇલાલાનાઇન (ફે), ટાયરોસિન (ટાયર) અને ટ્રિપ્ટોફન (ટીઆરપી), આંતરિક ફ્લોરોસન્સ ગુણધર્મો ધરાવે છે, પરંતુ માત્ર ટાયર અને ટીઆરપીનો પ્રાયોગિક રીતે ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તેમની ક્વોન્ટમ ઉપજ સારી ફ્લોરોસન્સ સંકેતો આપવા માટે પૂરતી ઊંચી હોય છે. ટીઆરપી અને ટાયર બંને 280 એનએમની તરંગલંબાઇ દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે, જ્યારે માત્ર ટીઆરપી 295 એનએમની તરંગલંબાઇ દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે. તેમના સુગંધિત પાત્રને કારણે, ટીઆરપી અને ટાયર અવશેષો ઘણીવાર પ્રોટીનના હાઇડ્રોફોબિક કોરમાં, બે પ્રોટીન ડોમેન્સ વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર અથવા ઓલિગોમેરિક પ્રોટીનના પેટા એકમો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર સંપૂર્ણ અથવા આંશિક રીતે દફનાવવામાં આવે છે. આ અપોલર વાતાવરણમાં, તેઓ ઉચ્ચ ક્વોન્ટમ ઉપજ ધરાવે છે અને તેથી ઉચ્ચ ફ્લોરોસન્સ તીવ્રતા ધરાવે છે. પ્રોટીનની તૃતીય અથવા ચતુર્થ માળખામાં વિક્ષેપ પછી, આ બાજુની સાંકળો દ્રાવકના હાઇડ્રોફિલિક વાતાવરણના વધુ સંપર્કમાં આવે છે, અને તેમની ક્વોન્ટમ ઉપજમાં ઘટાડો થાય છે, જે ફ્લોરોસન્સની ઓછી તીવ્રતા તરફ દોરી જાય છે. ટીઆરપી અવશેષો માટે, તેમના મહત્તમ ફ્લોરોસન્સ ઉત્સર્જનની તરંગલંબાઇ પણ તેમના પર્યાવરણ પર આધાર રાખે છે. ફ્લોરોસન્સ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ ફ્લોરોસન્સ ઉત્સર્જનની તીવ્રતામાં અથવા ડિનેચ્યુરેન્ટ મૂલ્યના કાર્યો તરીકે મહત્તમ ઉત્સર્જનની તરંગલંબાઇમાં વિવિધતાને માપવા દ્વારા પ્રોટીનના સંતુલનને પ્રગટ કરવા માટે કરી શકાય છે. ડીનેચ્યુરેન્ટ રાસાયણિક પરમાણુ (યુરિયા, ગુઆનિડિનિયમ હાઇડ્રોક્લોરાઇડ), તાપમાન, પીએચ, દબાણ વગેરે હોઈ શકે છે. વિવિધ પરંતુ અલગ પ્રોટીન સ્થિતિઓ વચ્ચેનું સંતુલન, એટલે કે. મૂળ સ્થિતિ, મધ્યવર્તી સ્થિતિઓ, અનફોલ્ડેડ સ્થિતિ, ડિનેચ્યુરેન્ટ મૂલ્ય પર આધાર રાખે છે; તેથી, તેમના સંતુલન મિશ્રણનો વૈશ્વિક ફ્લોરોસન્સ સંકેત પણ આ મૂલ્ય પર આધાર રાખે છે. આ રીતે વૈશ્વિક પ્રોટીન સંકેતને અસંતૃપ્ત મૂલ્ય સાથે સંબંધિત રૂપરેખા પ્રાપ્ત થાય છે. સંતુલન અનફોલ્ડિંગની રૂપરેખા વ્યક્તિને અનફોલ્ડિંગના મધ્યસ્થીઓને શોધવા અને ઓળખવા માટે સક્ષમ બનાવી શકે છે. હ્યુગ્સ બેડોઉલે દ્વારા થર્મોડાયનેમિક પરિમાણો મેળવવા માટે સામાન્ય સમીકરણો વિકસાવવામાં આવ્યા છે જે આવા રૂપરેખાઓમાંથી હોમોમેરિક અથવા હેટેરોમેરિક પ્રોટીન માટે, ટ્રીમર અને સંભવિત ટેટ્રામર્સ સુધી, અનફોલ્ડિંગ ઇક્વિલિબ્રિયાને લાક્ષણિકતા આપે છે. ફ્લોરોસન્સ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીને ઝડપી મિશ્રણ ઉપકરણો સાથે જોડી શકાય છે જેમ કે સ્ટોપ ફ્લો, પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ કાઇનેટિક્સને માપવા, શેવરોન પ્લોટ પેદા કરવા અને ફી મૂલ્ય વિશ્લેષણ મેળવવા માટે. સર્ક્યુલર ડિક્રોઇઝમ એ પ્રોટીન ફોલ્ડિંગનો અભ્યાસ કરવા માટેના સૌથી સામાન્ય અને મૂળભૂત સાધનોમાંનું એક છે. સર્ક્યુલર ડિક્રોઇઝમ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી ગોળાકાર ધ્રુવીકૃત પ્રકાશના શોષણને માપે છે. પ્રોટીનમાં, આલ્ફા હેલિસીસ અને બીટા શીટ્સ જેવી રચનાઓ કિરાલ હોય છે, અને આમ આવા પ્રકાશને શોષી લે છે. આ પ્રકાશનું શોષણ પ્રોટીનના સમૂહની ફોલ્ડનેસની માત્રાના માર્કર તરીકે કામ કરે છે. આ તકનીકનો ઉપયોગ અસંતૃપ્ત સાંદ્રતા અથવા તાપમાનના કાર્ય તરીકે આ શોષણમાં ફેરફારને માપવા દ્વારા પ્રોટીનના સંતુલનને માપવા માટે કરવામાં આવે છે. એક ડિનેચ્યુરેટન્ટ મેલ્ટ પ્રગટ થવાની મુક્ત ઊર્જા તેમજ પ્રોટીનનું એમ મૂલ્ય અથવા ડિનેચ્યુરેટન્ટ અવલંબનને માપે છે. તાપમાન ઓગળવું પ્રોટીનનું વિકૃતીકરણ તાપમાન (Tm) માપે છે. ફ્લોરોસન્સ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી માટે, ગોળાકાર-ડાયક્રોઇઝમ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીને પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ કાઇનેટિક્સને માપવા અને શેવરોન પ્લોટ્સ પેદા કરવા માટે સ્ટોપ ફ્લો જેવા ઝડપી મિશ્રણ ઉપકરણો સાથે જોડી શકાય છે. પ્રોટીનનું વાઇબ્રેશનલ સર્ક્યુલર ડિક્રોઇઝમ પ્રોટીન માટે વાઇબ્રેશનલ સર્ક્યુલર ડિક્રોઇઝમ (વીસીડી) તકનીકોના વધુ તાજેતરના વિકાસ, જેમાં હાલમાં ફોરિયર ટ્રાન્સફોર્મ (એફટી) સાધનોનો સમાવેશ થાય છે, તે ખૂબ મોટા પ્રોટીન પરમાણુઓ માટે પણ દ્રાવણમાં પ્રોટીનની રચના નક્કી કરવા માટે શક્તિશાળી માધ્યમો પૂરા પાડે છે. પ્રોટીનના આવા વીસીડી અભ્યાસોને પ્રોટીન સ્ફટિકો માટે એક્સ-રે વિવર્તન ડેટા, ભારે પાણીમાં પ્રોટીન સોલ્યુશન્સ માટે એફટી-આઇઆર ડેટા (ડી2ઓ) અથવા ક્વોન્ટમ ગણતરીઓ સાથે જોડી શકાય છે. પ્રોટીન ન્યુક્લિયર મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી પ્રોટીન ન્યુક્લિયર મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ (એન. એમ. આર.) કેન્દ્રિત પ્રોટીનના નમૂનાઓ દ્વારા ચુંબક ક્ષેત્રને પ્રેરિત કરીને પ્રોટીન માળખાકીય માહિતી એકત્રિત કરવામાં સક્ષમ છે. એન. એમ. આર. માં, રાસાયણિક વાતાવરણના આધારે, ચોક્કસ કેન્દ્રક ચોક્કસ રેડિયો-આવર્તનને શોષી લેશે. કારણ કે પ્રોટીન માળખાકીય ફેરફારો એનએસથી એમએસ સુધીના સમયના સ્કેલ પર કામ કરે છે, એન. એમ. આર. ખાસ કરીને પીએસથી એસ સુધીના સમયના સ્કેલમાં મધ્યવર્તી માળખાઓનો અભ્યાસ કરવા માટે સજ્જ છે. પ્રોટીન માળખા અને બિન-ફોલ્ડિંગ પ્રોટીન માળખાકીય ફેરફારોનો અભ્યાસ કરવા માટેની કેટલીક મુખ્ય તકનીકોમાં સી. ઓ. એસ. વાય., ટી. ઓ. સી. એસ. વાય., એચ. એસ. ક્યુ. સી., સમય છૂટછાટ (ટી1 અને ટી2) અને એન. ઓ. ઇ. નો સમાવેશ થાય છે. એન. ઓ. ઈ. ખાસ કરીને ઉપયોગી છે કારણ કે અવકાશી રીતે નિકટવર્તી હાઇડ્રોજન વચ્ચે ચુંબકીયકરણ સ્થાનાંતરણ જોઇ શકાય છે. વિવિધ એન. એમ. આર. પ્રયોગોમાં સમયમર્યાદાની સંવેદનશીલતાની વિવિધ ડિગ્રી હોય છે જે વિવિધ પ્રોટીન માળખાકીય ફેરફારો માટે યોગ્ય હોય છે. એન. ઓ. ઈ. બોન્ડ કંપન અથવા બાજુની સાંકળના પરિભ્રમણને પસંદ કરી શકે છે, જો કે, એન. ઓ. ઈ. પ્રોટીન ફોલ્ડિંગને પસંદ કરવા માટે ખૂબ સંવેદનશીલ છે કારણ કે તે મોટા સમયગાળામાં થાય છે. કારણ કે પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ લગભગ 50 થી 3000 s − 1 CPMG રિલેક્સેશન ડિસ્પર્શનમાં થાય છે અને રાસાયણિક વિનિમય સંતૃપ્તિ ટ્રાન્સફર ફોલ્ડિંગના NMR વિશ્લેષણ માટેની કેટલીક પ્રાથમિક તકનીકો બની ગઈ છે. વધુમાં, બંને તકનીકોનો ઉપયોગ પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ લેન્ડસ્કેપમાં ઉત્તેજિત મધ્યવર્તી સ્થિતિઓને ઉજાગર કરવા માટે થાય છે. આ કરવા માટે, CPMG રિલેક્સેશન ડિસ્પર્શન સ્પિન ઇકો ઘટનાનો લાભ લે છે. આ તકનીક લક્ષ્ય કેન્દ્રકને 90 પલ્સ પછી એક અથવા વધુ 180 પલ્સ સાથે ખુલ્લી પાડે છે. ન્યુક્લિયસ રીફોકસ તરીકે, વ્યાપક વિતરણ સૂચવે છે કે લક્ષ્ય ન્યુક્લિયસ મધ્યવર્તી ઉત્તેજિત સ્થિતિમાં સામેલ છે. રિલેક્સેશન ડિસ્પર્શન પ્લોટ્સને જોઈને ડેટા ઉત્તેજિત અને જમીન વચ્ચે થર્મોડાયનેમિક્સ અને કાઇનેટિક્સ પર માહિતી એકત્રિત કરે છે. સેચ્યુરેશન ટ્રાન્સફર જમીનની સ્થિતિમાંથી સિગ્નલમાં ફેરફારને માપે છે કારણ કે ઉત્તેજિત સ્થિતિ વિક્ષેપિત થાય છે. તે ચોક્કસ કેન્દ્રકની ઉત્તેજિત સ્થિતિને સંતૃપ્ત કરવા માટે નબળા રેડિયો આવર્તન ઇરેડિયેશનનો ઉપયોગ કરે છે જે તેની સંતૃપ્તિને જમીનની સ્થિતિમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે. આ સંકેત જમીનની સ્થિતિના ચુંબકત્વ (અને સંકેત) ને ઘટાડીને વિસ્તૃત થાય છે. એન. એમ. આર. માં મુખ્ય મર્યાદાઓ એ છે કે તેનું રિઝોલ્યુશન 25 કેડીએ કરતા મોટા પ્રોટીન સાથે ઘટે છે અને એક્સ-રે ક્રિસ્ટલોગ્રાફી જેટલું વિગતવાર નથી. વધુમાં, પ્રોટીન એન. એમ. આર. નું વિશ્લેષણ ખૂબ જ મુશ્કેલ છે અને તે જ એન. એમ. આર. સ્પેક્ટ્રમમાંથી બહુવિધ ઉકેલો સૂચવી શકે છે. પ્રોટીન એસ. ઓ. ડી. 1 સાથે સંકળાયેલા એમ્યોટ્રોફિક લેટરલ સ્ક્લેરોસિસના ફોલ્ડિંગ પર કેન્દ્રિત અભ્યાસમાં, રિલેક્સેશન ડિસ્પર્શન અને સેચ્યુરેશન ટ્રાન્સફર સાથે ઉત્સાહિત મધ્યસ્થીઓનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો. એસ. ઓ. ડી. 1 અગાઉ ઘણા રોગ પેદા કરનારા મ્યુટન્ટ્સ સાથે જોડાયેલું હતું જે પ્રોટીન એકત્રીકરણમાં સામેલ હોવાનું માનવામાં આવતું હતું, જો કે પદ્ધતિ હજુ પણ અજ્ઞાત હતી. રિલેક્સેશન ડિસ્પર્શન અને સેચ્યુરેશન ટ્રાન્સફર પ્રયોગોનો ઉપયોગ કરીને ઘણા ઉત્તેજિત મધ્યવર્તી અવસ્થાઓ એસ. ઓ. ડી. 1 મ્યુટન્ટ્સમાં ખોટી રીતે ફોલ્ડ થતી હોવાનું બહાર આવ્યું હતું. ડ્યુઅલ પોલરાઇઝેશન ઇન્ટરફેરોમેટ્રી એ મોલેક્યુલર સ્તરોના ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મોને માપવા માટેની સપાટી આધારિત તકનીક છે. જ્યારે પ્રોટીન ફોલ્ડિંગને લાક્ષણિકતા આપવા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે, ત્યારે તે સબ-એંગસ્ટ્રોમ રિઝોલ્યુશન પર વાસ્તવિક સમયમાં પ્રોટીનના મોનોલેયરનું એકંદર કદ અને તેની ઘનતા નક્કી કરીને રચનાને માપે છે, જો કે પ્રોટીન ફોલ્ડિંગની ગતિશાસ્ત્રનું વાસ્તવિક-સમયનું માપન પ્રક્રિયાઓ સુધી મર્યાદિત છે જે ~ 10 હર્ટ્ઝ કરતા ધીમી થાય છે. ગોળાકાર દ્વિશિરવાદની જેમ, ફોલ્ડિંગ માટેનું ઉત્તેજના અસંતૃપ્ત અથવા તાપમાન હોઈ શકે છે. ઉચ્ચ સમય રીઝોલ્યુશન સાથે ફોલ્ડિંગનો અભ્યાસ પ્રોટીન ફોલ્ડિંગનો અભ્યાસ તાજેતરના વર્ષોમાં ઝડપી, સમય-ઉકેલાયેલી તકનીકોના વિકાસ દ્વારા ઘણો આગળ વધ્યો છે. પ્રયોગ કરનારાઓ ઝડપથી અનફોલ્ડેડ પ્રોટીનના નમૂનાના ફોલ્ડિંગને ટ્રિગર કરે છે અને પરિણામી ગતિશીલતાનું નિરીક્ષણ કરે છે. ઉપયોગમાં લેવાતી ઝડપી તકનીકોમાં ન્યુટ્રોન સ્કેટરિંગ, ઉકેલોનું અલ્ટ્રાફાસ્ટ મિશ્રણ, ફોટોકેમિકલ પદ્ધતિઓ અને લેસર તાપમાન જમ્પ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીનો સમાવેશ થાય છે. આ તકનીકોના વિકાસમાં યોગદાન આપનારા ઘણા વૈજ્ઞાનિકોમાં જેરેમી કૂક, હેઇનરિચ રોડર, હેરી ગ્રે, માર્ટિન ગ્રુબેલ, બ્રાયન ડાયર, વિલિયમ ઈટન, શીના રેડફોર્ડ, ક્રિસ ડોબ્સન, એલન ફર્શ્ટ, બેંગ્ટ નોલ્ટિંગ અને લાર્સ કોનેર્મનનો સમાવેશ થાય છે. પ્રોટીઓલિસિસનો ઉપયોગ નિયમિત રીતે દ્રાવણની પરિસ્થિતિઓની વિશાળ શ્રેણી (દા. ત. પ્રોટીઓલિસિસ) હેઠળ પ્રગટ થયેલા અપૂર્ણાંકની તપાસ કરવા માટે થાય છે. ફાસ્ટ પેરેલલ પ્રોટીઓલિસિસ (એફ. એ. એસ. ટી. પી. પી.) સિંગલ-મોલેક્યુલ ફોર્સ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી સિંગલ મોલેક્યુલ તકનીકો જેવી કે ઓપ્ટિકલ ટ્વીઝર અને એ. એફ. એમ. નો ઉપયોગ અલગ પ્રોટીનની પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ મિકેનિઝમ્સ તેમજ ચેપરોન સાથેના પ્રોટીનને સમજવા માટે કરવામાં આવે છે. ઓપ્ટિકલ ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝી આ તકનીક વ્યક્તિને એકલ-પરમાણુ સ્તરે ફોલ્ડિંગ દર માપવા માટે પરવાનગી આપે છે; ઉદાહરણ તરીકે, લોહીના કોગ્યુલેશનમાં સામેલ પ્રોટીનના ફોલ્ડિંગ અને અનફોલ્ડિંગનો અભ્યાસ કરવા માટે તાજેતરમાં ઓપ્ટિકલ ચિમટા લાગુ કરવામાં આવ્યા છે. વોન વિલેબ્રાન્ડ ફેક્ટર (વી. ડબલ્યુ. એફ.) એ લોહી ગંઠાઈ જવાની પ્રક્રિયામાં આવશ્યક ભૂમિકા ધરાવતું પ્રોટીન છે. તેણે શોધ્યું-સિંગલ મોલેક્યુલ ઓપ્ટિકલ ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી શીયર ફોર્સ વી. ડબલ્યુ. એફ. ના એ 2 ડોમેનના ખુલાસા તરફ દોરી જાય છે, જેનો રિફોલ્ડિંગ દર કેલ્શિયમની હાજરીમાં નાટ્યાત્મક રીતે વધે છે. તાજેતરમાં, એવું પણ દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે સરળ src SH3 ડોમેન બળ હેઠળ બહુવિધ અનફોલ્ડિંગ પાથવેઝનો ઉપયોગ કરે છે. બાયોટિન પેઇન્ટિંગ બાયોટિન પેઇન્ટિંગ (અન) ફોલ્ડેડ પ્રોટીનની સ્થિતિ-વિશિષ્ટ સેલ્યુલર સ્નેપશોટને સક્ષમ કરે છે. બાયોટિન 'પેઇન્ટિંગ' અનુમાનિત આંતરિક રીતે અવ્યવસ્થિત પ્રોટીન તરફનો પૂર્વગ્રહ દર્શાવે છે. પ્રોટીન ફોલ્ડિંગના કોમ્પ્યુટેશનલ અભ્યાસોમાં પ્રોટીન સ્થિરતા, ગતિશાસ્ત્ર અને માળખાની આગાહી સાથે સંબંધિત ત્રણ મુખ્ય પાસાઓ સામેલ છે. 2013ની સમીક્ષા પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ માટે ઉપલબ્ધ કોમ્પ્યુટેશનલ પદ્ધતિઓનો સારાંશ આપે છે. લેવિન્થલનો વિરોધાભાસ 1969માં, સાયરસ લેવિન્થલે નોંધ્યું હતું કે, અનફોલ્ડેડ પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળમાં ખૂબ મોટી સંખ્યામાં ડિગ્રીઝ ઓફ ફ્રીડમને કારણે, અણુમાં ખગોળીય સંખ્યામાં સંભવિત રચનાઓ છે. તેમના એક પેપરમાં 3300 અથવા 10143નો અંદાજ લગાવવામાં આવ્યો હતો. લેવિન્થલનો વિરોધાભાસ એ અવલોકન પર આધારિત એક વિચાર પ્રયોગ છે કે જો પ્રોટીનને તમામ સંભવિત રચનાઓના ક્રમિક નમૂના દ્વારા ફોલ્ડ કરવામાં આવે, તો તે કરવા માટે ખગોળીય સમય લાગશે, ભલે તે રચનાઓ ઝડપી દરે (નેનોસેકન્ડ અથવા પિકોસેકન્ડ સ્કેલ પર) નમૂના લેવામાં આવી હોય. પ્રોટીન આના કરતા વધુ ઝડપથી ફોલ્ડ થાય છે તે નિરીક્ષણના આધારે, લેવિન્થલે પછી પ્રસ્તાવ મૂક્યો કે રેન્ડમ કન્ફોર્મેશનલ સર્ચ થતી નથી, અને તેથી, પ્રોટીન મેટા-સ્થિર મધ્યવર્તી સ્થિતિઓની શ્રેણીમાંથી ફોલ્ડ થવું જોઈએ. પ્રોટીન ફોલ્ડિંગનું ઊર્જા લેન્ડસ્કેપ ફોલ્ડિંગ દરમિયાન પ્રોટીનની રૂપરેખાંકન જગ્યાને ઊર્જા લેન્ડસ્કેપ તરીકે જોઈ શકાય છે. જોસેફ બ્રિન્જેલસન અને પીટર વોલીન્સના જણાવ્યા અનુસાર, પ્રોટીન ન્યૂનતમ હતાશાના સિદ્ધાંતને અનુસરે છે, જેનો અર્થ છે કે કુદરતી રીતે વિકસિત પ્રોટીન તેમના ફોલ્ડિંગ એનર્જી લેન્ડસ્કેપ્સને શ્રેષ્ઠ બનાવે છે, અને તે પ્રકૃતિએ એમિનો એસિડ સિક્વન્સ પસંદ કર્યા છે જેથી પ્રોટીનની ફોલ્ડેડ સ્થિતિ પૂરતી સ્થિર રહે. વધુમાં, ફોલ્ડેડ સ્ટેટનું સંપાદન પૂરતા પ્રમાણમાં ઝડપી પ્રક્રિયા બનવાની હતી. તેમ છતાં પ્રકૃતિએ પ્રોટીનમાં હતાશાનું સ્તર ઘટાડ્યું છે, તેમ છતાં તેનો અમુક ભાગ અત્યાર સુધી રહે છે જે પ્રોટીનના ઉર્જા લેન્ડસ્કેપમાં સ્થાનિક મિનિમાની હાજરીમાં જોઇ શકાય છે. ઉત્ક્રાંતિથી પસંદ કરાયેલા આ ક્રમોનું પરિણામ એ છે કે પ્રોટીનને સામાન્ય રીતે વૈશ્વિક સ્તરે "ફનલ્ડ એનર્જી લેન્ડસ્કેપ્સ" (જોસ ઓનુચિક દ્વારા રચાયેલ શબ્દ) હોવાનું માનવામાં આવે છે જે મોટાભાગે મૂળ રાજ્ય તરફ નિર્દેશિત હોય છે. આ "ફોલ્ડિંગ ફનલ" લેન્ડસ્કેપ પ્રોટીનને એક જ પદ્ધતિ સુધી મર્યાદિત રહેવાને બદલે મોટી સંખ્યામાં માર્ગો અને મધ્યસ્થીઓ દ્વારા મૂળ રાજ્યમાં ફોલ્ડ કરવાની મંજૂરી આપે છે. આ સિદ્ધાંતને મોડેલ પ્રોટીનના કોમ્પ્યુટેશનલ સિમ્યુલેશન અને પ્રાયોગિક અભ્યાસો બંને દ્વારા સમર્થન આપવામાં આવ્યું છે, અને તેનો ઉપયોગ પ્રોટીન માળખાની આગાહી અને ડિઝાઇન માટેની પદ્ધતિઓમાં સુધારો કરવા માટે કરવામાં આવ્યો છે. સમતોલ મુક્ત-ઊર્જા લેન્ડસ્કેપ દ્વારા પ્રોટીન ફોલ્ડિંગનું વર્ણન પણ થર્મોડાયનેમિક્સના બીજા નિયમ સાથે સુસંગત છે. ભૌતિક રીતે, ભૌગોલિક લેન્ડસ્કેપ્સની જેમ માત્ર મેક્સિમા, સેડલ પોઇન્ટ, મિનિમા અને ફનલ સાથે વિઝ્યુઅલાઈઝ કરી શકાય તેવી ક્ષમતા અથવા કુલ ઉર્જા સપાટીઓના સંદર્ભમાં લેન્ડસ્કેપ્સ વિશે વિચારવું કદાચ થોડું ભ્રામક છે. સંબંધિત વર્ણન ખરેખર એક ઉચ્ચ-પરિમાણીય તબક્કાની જગ્યા છે જેમાં મેનીફોલ્ડ્સ વિવિધ વધુ જટિલ ટોપોલોજિકલ સ્વરૂપો લઈ શકે છે. અનફોલ્ડેડ પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળ ફનલની ટોચ પરથી શરૂ થાય છે જ્યાં તે અનફોલ્ડેડ વિવિધતાઓની સૌથી મોટી સંખ્યાને ધારણ કરી શકે છે અને તેની ઉચ્ચતમ ઊર્જા સ્થિતિમાં છે. આ જેવા ઊર્જા લેન્ડસ્કેપ્સ સૂચવે છે કે મોટી સંખ્યામાં પ્રારંભિક શક્યતાઓ છે, પરંતુ માત્ર એક જ મૂળ સ્થિતિ શક્ય છે; જો કે, તે શક્ય હોય તેવા અસંખ્ય ફોલ્ડિંગ માર્ગોને જાહેર કરતું નથી. જ્યાં સુધી સમાન મૂળ રચના સુધી પહોંચી શકાય ત્યાં સુધી સમાન ચોક્કસ પ્રોટીનનો એક અલગ અણુ, અલગ-અલગ નીચા ઊર્જા મધ્યસ્થીઓની શોધમાં, સહેજ અલગ ફોલ્ડિંગ માર્ગોને અનુસરવામાં સક્ષમ હોઈ શકે છે. દરેક માર્ગની થર્મોડાયનેમિક અનુકૂળતાના આધારે વિવિધ માર્ગોમાં ઉપયોગની વિવિધ આવૃત્તિઓ હોઈ શકે છે. આનો અર્થ એ છે કે જો એક માર્ગ બીજા કરતાં થર્મોડાયનેમિક રીતે વધુ અનુકૂળ હોવાનું જણાય છે, તો તે મૂળ રચનાની શોધમાં વધુ વારંવાર ઉપયોગમાં લેવાય તેવી શક્યતા છે. જેમ જેમ પ્રોટીન ફોલ્ડ થવાનું શરૂ કરે છે અને તેની વિવિધ રચનાઓ ધારણ કરે છે, તે હંમેશા પહેલાં કરતાં વધુ થર્મોડાયનેમિકલી અનુકૂળ માળખું શોધે છે અને આમ ઊર્જા ફનલ દ્વારા ચાલુ રહે છે. ગૌણ માળખાઓની રચના એ પ્રોટીનની અંદર વધેલી સ્થિરતાનો મજબૂત સંકેત છે, અને પોલિપેપ્ટાઇડ બેકબોન દ્વારા ધારણ કરાયેલ ગૌણ માળખાના માત્ર એક સંયોજનમાં સૌથી ઓછી ઊર્જા હશે અને તેથી તે પ્રોટીનની મૂળ સ્થિતિમાં હાજર રહેશે. એકવાર પોલિપેપ્ટાઇડ ફોલ્ડ થવાનું શરૂ થાય તે પછી રચાતી પ્રથમ રચનાઓમાં આલ્ફા હેલિસીસ અને બીટા ટર્નનો સમાવેશ થાય છે, જ્યાં આલ્ફા હેલિસીસ 100 નેનોસેકન્ડ્સ જેટલા ઓછા સમયમાં અને બીટા ટર્ન 1 માઇક્રોસેકન્ડ્સમાં બની શકે છે. ઊર્જા ફનલ લેન્ડસ્કેપમાં એક કાઠી બિંદુ અસ્તિત્વમાં છે જ્યાં ચોક્કસ પ્રોટીન માટે સંક્રમણ સ્થિતિ જોવા મળે છે. ઊર્જા ફનલ આકૃતિમાં સંક્રમણ સ્થિતિ એ રચના છે જે તે પ્રોટીનના દરેક પરમાણુ દ્વારા ધારણ કરવી આવશ્યક છે જો પ્રોટીન આખરે મૂળ માળખું ધારણ કરવા માંગે છે. કોઈ પણ પ્રોટીન સંક્રમણ અવસ્થામાંથી પસાર થયા વિના મૂળ માળખું ધારણ કરી શકતું નથી. સંક્રમણ સ્થિતિને માત્ર અન્ય મધ્યસ્થી પગલાને બદલે મૂળ રાજ્યના પ્રકાર અથવા અકાળ સ્વરૂપ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. સંક્રમણ સ્થિતિનું ફોલ્ડિંગ દર-નિર્ધારિત હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે, અને તે મૂળ ફોલ્ડ કરતાં ઉચ્ચ ઉર્જા સ્થિતિમાં અસ્તિત્વમાં હોવા છતાં, તે મૂળ માળખા સાથે ખૂબ સામ્યતા ધરાવે છે. સંક્રમણ અવસ્થામાં, એક ન્યુક્લિયસ અસ્તિત્વ ધરાવે છે જેની આસપાસ પ્રોટીન ફોલ્ડ કરવામાં સક્ષમ હોય છે, જે "ન્યુક્લિએશન કન્ડેન્સેશન" તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયા દ્વારા રચાય છે જ્યાં માળખું ન્યુક્લિયસ પર તૂટી પડવાનું શરૂ કરે છે. કોમ્પ્યુટેશનલ પ્રોટીન સ્ટ્રક્ચરની આગાહી માટે પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ ડી નોવો અથવા એબી ઇનિશિયો તકનીકોના મોડેલિંગનો ઉપયોગ પ્રોટીન ફોલ્ડિંગના વિવિધ પાસાંઓનું અનુકરણ કરવા માટે થઈ શકે છે. મોલેક્યુલર ડાયનેમિક્સ (એમ. ડી.) નો ઉપયોગ સિલિકોમાં પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ અને ડાયનેમિક્સના સિમ્યુલેશનમાં કરવામાં આવ્યો હતો. પ્રથમ સંતુલન ફોલ્ડિંગ સિમ્યુલેશન ગર્ભિત દ્રાવક મોડેલ અને છત્ર નમૂનાનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યા હતા. કોમ્પ્યુટેશનલ ખર્ચને કારણે, સ્પષ્ટ પાણી સાથે એબ ઇનિશિયો એમ. ડી. ફોલ્ડિંગ સિમ્યુલેશન પેપ્ટાઇડ્સ અને ખૂબ નાના પ્રોટીન સુધી મર્યાદિત છે. મોટા પ્રોટીનના એમ. ડી. સિમ્યુલેશન પ્રાયોગિક માળખાની ગતિશીલતા અથવા તેના ઉચ્ચ-તાપમાનના ખુલાસા સુધી મર્યાદિત રહે છે. લાંબા સમયની ફોલ્ડિંગ પ્રક્રિયાઓ (આશરે 1 મિલિસેકન્ડથી વધુ), જેમ કે નાના કદના પ્રોટીન (લગભગ 50 અવશેષો) અથવા મોટા ફોલ્ડિંગ, બરછટ-દાણાદાર મોડેલ્સનો ઉપયોગ કરીને મેળવી શકાય છે. કેટલાક મોટા પાયે કોમ્પ્યુટેશનલ પ્રોજેક્ટ્સ, જેમ કે Rosetta@home, Folding@home અને ફોલ્ડિટ, લક્ષ્ય પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ છે. ડી. ઇ. શો રિસર્ચ દ્વારા કસ્ટમ એએસઆઇસી અને ઇન્ટરકનેક્ટ્સની આસપાસ ડિઝાઇન અને બનાવવામાં આવેલ મોટા પ્રમાણમાં સમાંતર સુપરકોમ્પ્યુટર એન્ટોન પર લાંબા સતત-પ્રક્ષેપાત્મક સિમ્યુલેશન કરવામાં આવ્યા છે. એન્ટોનનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવેલ સિમ્યુલેશનનું સૌથી લાંબુ પ્રકાશિત પરિણામ એ 355 K પર એનટીએલ 9નું 2.936 મિલિસેકન્ડ સિમ્યુલેશન છે. સિમ્યુલેશન હાલમાં નાના (<150 એમિનો એસિડ અવશેષો) પ્રોટીનને પ્રગટ કરવા અને ફરીથી ફોલ્ડ કરવામાં સક્ષમ છે અને આગાહી કરે છે કે પરિવર્તન કેવી રીતે ફોલ્ડિંગ ગતિશાસ્ત્ર અને સ્થિરતાને અસર કરે છે. 2020 માં સંશોધકોની એક ટીમ કે જેણે ડીપમાઇન્ડ દ્વારા વિકસિત આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ (AI) પ્રોગ્રામ આલ્ફાફોલ્ડનો ઉપયોગ કર્યો હતો તે CASP માં પ્રથમ સ્થાને છે. ટીમે અન્ય કોઈ પણ જૂથની સરખામણીમાં ઘણું ઊંચું ચોકસાઈનું સ્તર હાંસલ કર્યું હતું. તેણે સી. એ. એસ. પી. ના વૈશ્વિક અંતર પરીક્ષણ (જી. ડી. ટી.) માં લગભગ બે તૃતીયાંશ પ્રોટીન માટે 90 થી વધુ ગુણ મેળવ્યા છે, જે એક પરીક્ષણ છે જે ગણતરીત્મક કાર્યક્રમની આગાહી માળખું પ્રયોગશાળાના પ્રયોગ દ્વારા નિર્ધારિત માળખા જેવું જ છે, જેમાં 100 સંપૂર્ણ મેળ ખાય છે, જે જી. ડી. ટી. ની ગણતરી માટે ઉપયોગમાં લેવાતા અંતર કટઓફની અંદર છે. સી. એ. એસ. પી. ખાતે આલ્ફાફોલ્ડના પ્રોટીન માળખાના આગાહી પરિણામોને "પરિવર્તનકારી" અને "આશ્ચર્યજનક" તરીકે વર્ણવવામાં આવ્યા હતા. કેટલાક સંશોધકોએ નોંધ્યું હતું કે તેની આગાહીઓના ત્રીજા ભાગ માટે ચોકસાઈ પૂરતી ઊંચી નથી, અને તે પ્રોટીન ફોલ્ડિંગ સમસ્યાનું સમાધાન માનવામાં આવે તે માટે પ્રોટીન ફોલ્ડિંગની પદ્ધતિ અથવા નિયમોને જાહેર કરતું નથી. તેમ છતાં, તેને કોમ્પ્યુટેશનલ બાયોલોજીમાં નોંધપાત્ર સિદ્ધિ અને જીવવિજ્ઞાનના દાયકાઓ જૂના ભવ્ય પડકાર તરફ મોટી પ્રગતિ માનવામાં આવે છે. શેવરોન પ્લોટ ડિનેચ્યુરેશન મિડપોઇન્ટ ડાઉનહિલ ફોલ્ડિંગ (રસાયણશાસ્ત્ર) ફાઈ મૂલ્ય વિશ્લેષણ પ્રોટીનની સંભવિત ઊર્જા પ્રોટીન ગતિશીલતા પ્રોટીન ખોટી રીતે ફોલ્ડિંગ ચક્રીય એમ્પ્લીફિકેશન પ્રોટીન માળખું આગાહી સોફ્ટવેર પ્રોટિઓપેથી સમય-ઉકેલાયેલ માસ સ્પેક્ટ્રોમેટ્રી સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ માનવ પ્રોટીઓમ ફોલ્ડિંગ પ્રોજેક્ટ પ્રોટીન માળખું