Biyofiziksel kimya

Biyofiziksel kimya, biyolojik sistemleri anlamak için fizik ve fiziksel kimyanın temel ilkelerini kullanan bir bilim dalıdır.Walla, Peter Jomo (8 Temmuz 2014). Modern Biyofiziksel Kimya: Biyomoleküllerin Tespiti ve Analizi. Wiley. ss. 1–. ISBN 978-3-527-68354-3. Bu alan, biyolojik olayları moleküllerin yapısı ya da bu moleküllerin oluşturduğu daha büyük yapılar, yani supramoleküler düzeylerde açıklamayı hedefler.Ball, Vincent; Maechling, Clarisse (28 Temmuz 2009). "Isotermal Mikrokalorimetri ile Biyofiziksel Kimyada Spesifik Olmayan Etkileşimlerin Araştırılması" . Uluslararası Moleküler Bilimler Dergisi, 10 (8): 3283–3315. doi :10.3390/ijms10083283 . ISSN 1422-0067. PMC 2812836.  PMID 20111693.  Biyofiziksel kimyacılar, biyolojik sistemlerdeki çeşitli fenomenleri, bu sistemlerin temel yapı taşları olan moleküller üzerinden inceleyerek anlamaya çalışırlar. Bunun yanında, biyolojik uygulamalarla sınırlı kalmayıp, biyofiziksel kimya, son yıllarda tıbbi araştırmalarda da önemli ilerlemeler kaydetmiştir.Alotaibi, Hmoud; Momen, Saad Abdalla; Khalid, A. A. (Ed.) (19 Şubat 2020). "Kanser İlaçlarının Deoksiribonükleik Asit (DNA) ile Etkileşimleri",  Biyofiziksel Kimya - İleri Uygulamalar, IntechOpen. doi:10.5772/intechopen.85794.  ISBN 978-1-78984-047-6. Erişim: 2 Nisan 2023.

 Tarihçe 
 20. Yüzyıl 
 Almanya 
Biyofiziksel kimyanın temelleri, fizikokimyacı  biyolojik ve fizyolojik sorunları fizik ve kimya bilgisiyle ele alma çabasından doğmuştur. Bonhoeffer, demirin elektrik akımıyla sinir uyarılarını taklit etmeyi amaçlayan bir çalışma yapmıştır.Bonhoeffer, K. F. (20 Eylül 1948). "Pasif Demirin Uyarılması ve Sinir Uyarım Modeli Olarak Kullanımı" . Genel Fizyoloji Dergisi, 32 (1): 69–91. doi :10.1085/jgp.32.1.69.  ISSN 1540-7748. PMC 2213747.  PMID 18885679.  Göttingen'de biyofiziksel kimya alanının temellerinin atılmasından sonra, Alman Nobel Ödüllü bilim insanı Manfred Eigen, bu alanı önemli ölçüde geliştirmiştir. 1971 yılında, fizikokimya ve spektroskopi enstitülerini birleştirerek araştırma alanını daha da genişletmiştir."Manfred Eigen". Max Planck Biyofiziksel Kimya Enstitüsü. Erişim: 2 Nisan 2023. Günümüzde, Göttingen'deki biyofiziksel kimya araştırmaları, bilimsel bilgiyi birleştirerek yaşam süreçlerini anlamayı amaçlamaktadır.

 Hollanda 
Hollandalı bilim insanı ,  biyolojik sistemlerde su ve proteinleri izlemek için nükleer manyetik rezonans (NMR) tekniğini kullanan bir araştırma grubu kurmuştur.Hemminga, Marcus A. (16 Mart 2023). "Groningen'de Biyofiziksel Kimya – Kişisel Bir Not".  The Protein Journal, 42 (3): 162–164. doi:10.1007/s10930-023-10097-6.  ISSN 1875-8355. Bu çalışma, suyun biyolojik bağlanma özellikleri hakkında önemli bilgiler sunmuş ve birçok biyolojik fenomeni daha iyi anlamamıza olanak tanımıştır.Berendsen, Herman J. C. (15 Haziran 1962). "Kolajen Hidratasyonunun Nükleer Manyetik Rezonans ile İncelenmesi".  Kimyasal Fizik Dergisi, 36 (12): 3297–3305. doi:10.1063/1.1732460.  ISSN 0021-9606.

 Modern Dönem 
küçükresim|Protein çevirisi
Günümüzde biyofiziksel kimya, iyon kanalları, genetik materyali aktive eden promotörler, kök hücreler ve biyomoleküllerin tespiti ve analizi gibi birçok farklı konuyu kapsamaktadır."Eski Biyofiziksel Kimya Bölümü" . Max Planck Biyofiziksel Kimya Enstitüsü. Erişim: 15 Nisan 2023.

 Teknikler 
Biyofiziksel kimyacılar, biyolojik sistemlerin yapısını incelemek için fizikokimya alanından çeşitli teknikler kullanmaktadır. Bu teknikler arasında, nükleer manyetik rezonans (NMR),  ve kriyojenik elektron mikroskopisi gibi spektroskopik yöntemler yer almaktadır. Bu alanda yapılan önemli bir çalışma, 2009 yılında Kimya Nobel Ödülü’nü kazanan ribozom X-ışını kristalografi araştırmalarıdır. Bu çalışmalar, ribozomun mRNA’yı polipeptitlere dönüştüren moleküler makine olarak biyolojik işlevinin temel fiziksel ilkelerini ortaya koymuştur.

 Uygulamalar 
Biyofiziksel kimyanın biyoloji ve tıp alanındaki birçok uygulaması vardır:Khalid, Mohammed A. A. (Ed.) (19 Şubat 2020). Biyofiziksel Kimya - İleri Uygulamalar.  IntechOpen. doi :10.5772/intechopen.73426.  ISBN 978-1-78984-048-3.

 Hücre Zarı Çalışmaları  
Çift katlı lipit tabakası, hücre zarlarının yapısının tanımlanmasında kullanılır. Günümüzdeki gelişmiş tekniklerle lipid çift tabakalarının özellikleri, örneğin viskozite gibi özellikleri, daha ayrıntılı şekilde incelenebilir. Yapılan çalışmalar, tek bir fosfolipid çift tabakasından oluşan lipozomlarda bile farklı viskozite seviyelerinin tespit edilebileceğini ortaya koymuştur.Iwata, Koichi; Terazima, Masahide; Masuhara, Hiroshi (1 Şubat 2018). "Biyofiziksel Araştırmalarda Lazerlerin Gelişmiş Uygulamalarıyla Yeni Fiziksel Kimya Yaklaşımları: Tespit ve Manipülasyon" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Genel Konular, 1862 (2): 335–357. doi:10.1016/j.bbagen.2017.11.003. ISSN 0304-4165. PMID 29108958. 

 Protein Tepkimeleri Çalışmaları 
Birçok , biyolojik sistemlerdeki protein tepkimelerinin kinetik özelliklerini belirlemeye yardımcı olur. Ayrıca, biyolojik reaksiyonları lazer ışınlarıyla kontrol edebilmek ve yönlendirmek de mümkündür.

 Hidrojel Sentezi 
Riboflavin (B2 vitamini), ışık ve oksijenle etkileşime girerek çeşitli reaksiyonlar oluşturabilen bir bileşiktir.Ionita, Gabriela; Matei, Iulia (19 Şubat 2020). Khalid, A. A. (Ed.), "Riboflavinin Fotokimyasal Özelliklerinin Hidrojel Sentezindeki Uygulamaları" , Biyofiziksel Kimya - İleri Uygulamalar, IntechOpen. doi:10.5772/intechopen.88855.  ISBN 978-1-78984-047-6. Erişim: 2 Nisan 2023. Bu reaksiyonlardan biri de hidrojel sentezidir. , şekli bozulmadan büyük miktarda su tutabilen ve çeşitli uygulamalarda kullanılan bir materyaldir. İlaç taşıma, yapay kaslar ve doku mühendisliği gibi alanlarda hidrojel kullanımı yaygındır.Fu, Jun; in het Panhuis, Marc (2019). "Hidrojel Özellikleri ve Uygulamaları" . Malzeme Kimyası B Dergisi, 7 (10): 1523–1525. doi:10.1039/C9TB90023C.  ISSN 2050-750X. PMID 32254899. 

 Enzim İyileştirme 
Enzimler, kimyasal reaksiyonları hızlandıran maddelerdir.Berg, Jeremy M. (2002). Biyokimya. John L. Tymoczko, Lubert Stryer (5. baskı). New York: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-3051-0. Ancak, enzimlerin gerçek dünya uygulamalarında bazı sınırlamaları vardır. Biyofiziksel kimya ilkeleri, bu sınırlamaları aşmak ve enzimlerin performansını artırmak için kullanılabilir.Osbon, Yauheniya; Kumar, Manish (19 Şubat 2020). Khalid, A. A. (Ed.), "Biyokataliz ve Enzim İyileştirme Stratejileri" , Biyofiziksel Kimya - İleri Uygulamalar, IntechOpen. doi :10.5772/intechopen.85018.  ISBN 978-1-78984-047-6. Erişim: 2 Nisan 2023.

 Kanser Tedavisi  
DNA, tüm canlıların temel yapı taşıdır ve kanser tedavisinde önemli bir hedef moleküldür. Kanser ilaçlarının DNA ile etkileşimlerinin incelenmesi, daha etkili tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine olanak sağlar.Alotaibi, Hmoud; Momen, Saad Abdalla; Khalid, A. A. (Ed.) (19 Şubat 2020). "Kanser İlaçlarının Deoksiribonükleik Asit (DNA) ile Etkileşimleri" , Biyofiziksel Kimya - İleri Uygulamalar, IntechOpen. doi:10.5772/intechopen.85794. ISBN 978-1-78984-047-6. Erişim: 2 Nisan 2023.

 Enstitüler 
Biyofiziksel kimyanın köklü enstitülerinden biri, Almanya'nın Göttingen şehrinde bulunan Max Planck Biyofiziksel Kimya Enstitüsü'dür."Enstitünün Kuruluşu ve Tarihi" . Max Planck Biyofiziksel Kimya Enstitüsü. Erişim: 1 Nisan 2023.

 Ayrıca bakınız 

 Biyofizik
 Biyokimya

Kaynakça

Kategori:Biyofizik
Kategori:Biyokimya
Kategori:Protein yapısı