# புரதம் மடிப்படைதல்

## தெரிந்த உண்மைகள்

### மடிப்பு மற்றும் அமினோ அமிலம் வரிசைக்கு இடையேயான தொடர்பு

புரதத்தின் அமினோ அமில வரிசை (அல்லது முதன்மை வடிவமைப்பு) அதன் இயற்கையான கட்டமைப்பை வரையறுக்கும். புரதம் மூலக்கூறானது தொகுப்பின் போது அல்லது அதன் பின்னர் தானாகவே மடிகிறது. இந்த பெருமூலக்கூறுகள் "தாமாகவே மடிவதாகக்" கருதப்படுகிறது, இந்த செயலாக்கம் கரைப்பான் (நீர் அல்லது லிப்பிட் இருபடை), உப்புக்களின் செறிவு, வெப்பநிலை மற்றும் மூலக்கூற்று சப்பரோன்கள் இருத்தல் ஆகியவற்றைப் பொறுத்தும் உள்ளது.  
மடிந்த புரதங்கள் பொதுவாக நீர்வெறுப்புள்ள மத்தியைக் கொண்டிருக்கும், இதில் பக்கச் சங்கிலி வரிந்துகட்டுதலானது மடிந்த நிலையை உறுதியாக்கும், ஏற்றமுள்ள அல்லது முனைவு பக்கச் சங்கிலிகள் சூழவுள்ள நீருடன் இடைவினைபுரிகின்ற இடமான கரைப்பானுக்கு-வெளிக்காட்டப்பட்ட மேற்பரப்பை நிரப்பும். நீருக்கு வெளிக்காட்டப்படும் நீர்வெறுப்புள்ள பக்க-சங்கிலிகளின் எண்ணிக்கையைக் குறைப்பதென்பது மடித்தல் செயலாக்கத்துக்கு பின்னால் இயக்குகின்ற முக்கியமான விசையாகும். மூலக்கூறக ஐதரசன் பிணைப்புகளின் உருவாக்கமானது புரத உறுதித்தன்மைக்கு இன்னொரு முக்கியமான பங்களிப்பாகும். ஐதரசன் பிணைப்புகளின் வலிமை அவற்றின் சூழலில் தங்கியுள்ளது, ஆகவேதான் இயற்கை நிலையின் உறுதித்தன்மைக்கு நீருக்குரிய சூழலுக்கு வெளிக்காட்டிய H-பிணைப்புகளைவிட நீர்வெறுப்புள்ள மத்தியில் உருவாக்கப்பட்ட H-பிணைப்புகள் அதிக பங்களிப்பை வழங்கும்.  
கிட்டத்தட்ட நான்கு தசாப்தங்களுக்கு முன்னர் வெளியிடப்பட்ட விந்துவ ஆய்வு பணியில், "புரத களங்களின் இயற்கையான மடிப்பை ஆணையிடுகின்ற தகவலானது அவற்றின் அமினோ அமிலம் வரிசையில் குறியீடு இடப்படுகிறது" என்று சி.பி. அன்ஃபின்சன் எடுகோள் எடுத்துக்கொண்டார்.. இருந்தபோதிலும், ஆமிக்ஸ் யுகத்தின்போது அன்ஃபின்சன் காலத்திலிருந்து, நம்பமறுக்கும் அளவுக்கு அதிகமான புரத வரிசை, வடிவமைப்பு மற்றும் மடிப்புத் தரவுகள் உருவாக்கப்பட்டது, புரத உலகின் வெளிப்படுகின்ற படமானது அன்ஃபின்சனின் கோட்பாட்டுக்கு சவாலாகியது, மிகப்பல புரத மடிப்புகள் நிலையான "மடிப்புக் குறியீடு" இல்லாமல் நம்பமுடியாத வரிசை மாறுபாட்டைக் கொண்டுள்ளது என்பதற்கான சான்றாகியது. இந்த அவதானிப்புக்கு ஆதரவாக, அண்மைக்கால ஆய்வுகள் 1-2% போன்றளவுக்குக் குறைவான வரிசை அடையாளமுடைய புரதங்கள், இப்போதும் அதே இயற்கையான மடிப்புக்கு உள்ளாகும், ஆகவே புரத வரிசைக்குள் மடிப்பை ஆணையிடும் தகவலின் எந்தவொரு உறுதியான குறியீடாக்கமும் மறுக்கப்படுகிறது என்று காண்பித்துள்ளன. மழுப்புகின்ற "மடிப்புக் குறியீட்டின்" பின்தொடர்கையானது குறிப்பிட்ட சில புரதங்களுக்குத் தனித்துவமான அமினோ அமிலம் வரிசைப் பாதுகாப்புகளின் அமைப்புகளைவிட ஓரளவு அதிகமாக தோற்றுவிக்கப்பட்டுள்ளன, ஆனால் உலகளவில் பொதுமைப்படுத்த அல்லது உயிரியல் பயன்பாடுகளுக்குப் பயன்படுத்த எந்தவொரு கண்டுபிடிப்பும் போதியளவுக்கு கட்டாயப்படுத்தவில்லை.  
அண்மைக்கால ஆய்வில், 1-பரிமாண அமினோ அமிலம் வரிசை மட்டத்தில் புரத மடிப்புகளுக்குள் பெரிய மாறுபாடு இருந்தபோதிலும், புரத மடிப்பு உருவாக்கத்துடன் அதிக சிக்கலாக தொடர்புள்ளதாக இருக்கும் எனக் கூறப்படும் 2-D (புரதத் தொடர்பு வரைபடங்கள்) அல்லது 3-D (வடிவமைப்பு) போன்ற புரத கட்டங்களின் உயர் பரிமாணங்களில் மடிப்பு-பேணப்பட்ட தகவலை இயற்கை குறியீட்டு இட்டுள்ளது என்பதை ஹவார்ட்-MIT விஞ்ஞானிகள் காட்டியுள்ளனர். PLoS ONE இல் வெளியிடப்பட்ட ஆய்வானது வலையமைப்பு கோட்பாடு அணுகுமுறைகளைப் பயன்படுத்தி, உயர் பரிமாண புரத கட்டத்திலிருந்து மறைந்துள்ள மடிப்பு-பேணப்பட்ட தகவலை வெளிக்காட்டியது. மடிப்பு மடிப்பு அடிப்படையிலுள்ள முழு புரத படைப்பு முழுவதையும் பரிசோதிப்பதன் மூலம், கரைப்பான்-வெளிப்படுத்தாத மத்தி புரதக் களங்களிலுள்ள அணு இடைவிளைவு வலையமைப்புகள் என்பவை மடிப்பு-பேணப்பட்டவை மற்றும் ஒவ்வொரு புரத இயற்கையான மடிப்புக்கும் தனித்துவமானது என்பதை ஆய்வு காண்பித்தது, ஆகவே புரத களங்களின் குறியீடு இடப்பட்ட "கையொப்பங்களாக" தோன்றுகின்றன. ஆகவே, புரத மடிப்புக் குறியீடு என்பது சாதாரணமாக ஊகிக்கப்பட்டதுபோல, வரிசைக்கு மேலதிகமான ஒரு "வலையமைப்புக் கூறு" மற்றும் அமைப்பு ரீதியான கூறு என்பதை இந்த ஆய்வு தெளிவுபடுத்தவில்லை. மடிப்பு-ஆணையிடும் தகவலின் ஒரு குறிப்பிட்ட பகுதியானது புரத களங்களின் கரைப்பானுக்குக் வெளிக்காட்டாத மத்தியிலுள்ள அணு இடைவிளைவி வலையமைப்பு மூலம் குறீயீடு இடப்படுகிறது என்பதைக் கூறுவதன்மூலம் இதுபோன்ற புரத மடிப்பு குறியீட்டின் கண்டுபிடிப்பானது அன்ஃபின்சன்ஸ் டாக்மாவையும் உறுதிப்படுத்துகிறது.  
பெரும்பாலும் *உயிருள்ளவையில்* மடிப்புச் செயலாக்கம் துணை-மொழிபெயர்ப்பாக தொடங்குகிறது, ஆகவே புரதத்தின் C-முனைப் பகுதியானது தொடர்ந்தும் ரைபோசோமால் தொகுக்கப்படுகின்ற வேளை, புரத N-முனை மடியத் தொடங்கும். சாப்பரோன்கள் எனப்படுகின்ற சிறப்புவாய்ந்த புரதங்கள் பிற புரதங்களின் மடிப்பில் உதவுகிறது. நன்கு ஆராயப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு பாக்டீரியாl GroEL தொகுதியாகும், இது கோளவடிவமுள்ள புரதங்களின் மடிப்பில் உதவுகிறது. யூக்கரியோட்டிக் உயிரங்கிகளில் சாப்பரோன்கள் வெப்ப அதிர்ச்சிப் புரதங்கள் எனப்படுகின்றன. பெரும்பாலான கோளவடிவமுள்ள புரதங்கள் அவற்றின் இயற்கையான நிலையை தனியானதாகக் கருதிக்கொள்ளக் கூடியவை என்றபோதும், கூட்டமான கலங்களுக்குள்ளான சூழலில் திரளலைத் தடுப்பதற்கு சாப்பரோன் துணையான மடிப்பு பெரும்பாலும் தேவைப்படுகிறது; கலச் சூழலில் வெப்பத்துக்கு அல்லது பிற மாற்றங்களுக்கு வெளிக்காட்டப்படுவதன் விளைவாக ஏற்படக்கூடிய தவறான மடிப்பையும் திரளலையும் தடுக்கவும் சாப்பரோன்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.  
அநேகமான பாகத்துக்கு, ஒருதன்மையான பல மூலக்கூறுகள் *ஒட்டுமொத்தமாக* ஒன்றாக மடிக்கின்றன என்பதை விஞ்ஞானிகளால் ஆய்வுசெய்ய முடிந்துள்ளது. மிகவும் பெரிய அளவினதான மட்டத்தில், இயற்கையான நிலைக்கு மாறுபடுகின்றபோது, வழங்கப்பட்ட அமினோ அமில வரிசையானது கிட்டத்தட்ட அதே வழியில் சென்று கிட்டத்தட்ட அதே இடைநிலைகள் மற்றும் நிலைமாறும் நிலைகள் வழியாகத் தொடரும் எனத் தோன்றுகிறது. பெரும்பாலும் மடிப்பானது முதலில் வழக்கமான இரண்டாம்நிலை மற்றும் உயர் இரண்டாம்நிலை வடிவமைப்புகள் உருவாக்கத்தில் குறிப்பாக ஆல்ஃபா சுருள்கள் மற்றும் பீட்டா தாள்கள் ஆகியவற்றை உள்ளாக்கி, பின்னர் மூன்றாம்நிலை வடிவமைப்பை உள்ளாக்கும். பொதுவாக நான்காம்நிலை வடிவமைப்பு உருவாக்கமானது முன்பே மடிக்கப்பட்டுள்ள துணைப்பிரிவுகளின் "கூட்டம்" அல்லது "துணைக்கூட்டத்தை" உள்ளாக்கும். வழக்கமான ஆல்ஃபா சுருள் மற்றும் பீட்டா தாள் வடிவமைப்புகள் விரைவாக மடியும், ஏனெனில் லினஸ் பௌலிங் முதலில் குறிப்பிட்டதுபோல, அவை மூலக்கூறக ஐதரசன் பிணைப்புகளால் உறுதிப்படுத்தப்படும். புரத மடிப்பானது இரண்டு சிஸ்டீன் எச்சங்களுக்கிடையே உருவாக்கப்பட்ட இருசல்பைட் பாலங்கள் வடிவில் சகஇணைப்பு பிணைப்பு அல்லது உலோக கொத்துகள் உருவாக்கத்துக்கு உள்ளாகலாம். அவற்றின் ஆற்றலை வெளிக்காட்டுவதில் சாதகமான இயல்பான கட்டமைப்பை அடைவதற்குச் சற்று முன்னதாக, இடைநிலையான "உருகிய கோள" நிலையூடாக மூலக்கூறுகள் செல்லக்கூடும்.  
இருந்தபோதிலும் மடிப்பின் அவசியமான விஷயமானது ஒவ்வொரு புரதத்தினதும் அமினோ அமில வரிசை இயல்பான நிலை மற்றும் அந்நிலையை அடைவதற்கான பாதை இரண்டையும் குறிப்பிடுகின்ற தகவல்களைக் கொண்டிருக்கும் என்பதில் நீடித்திருக்கும். இது கிட்டத்தட்ட ஒரேமாதிரியான அமினோ அமில வரிசைகள் எப்போதுமே ஒரேமாதிரி மடியும் என்பதைக் குறிப்பிடாது. கட்டமைப்புகள் சூழல் காரணிகளைப் பொறுத்தும் வேறுபடும்; ஒத்த புரதங்கள் அவை காணப்படும் இடத்தைப் பொறுத்து வேறுவகையில் மடியும். மடிதல் என்பது ஒரு தன்னிச்சையான செயலாக்கம், நியூக்கிளியோசைட்டு முப்பாஸ்பேட்டுகளிலிருந்தான சக்தி உள்ளீடுகளின் சார்பற்றவை. மடிந்த நிலையின் நிலைமாற்றத்தை பிரதானமாக நீர்வெறுப்புள்ள இடைவினைகள், மூலக்கூறக ஐதரசன் பிணைப்புகள் உருவாக்கம் மற்றும் வன் டர் வால்ஸ் விசைகள் ஆகியன வழிநடத்தும், மேலும் இதை கட்டமைப்புரீதியான இயல்பாற்றல் தடைசெய்ய்ம்.