خم‌کردن پروتئین

محققان در تلاش هستند تا بتوانند به سرعت باکتری‌های میزبانی را ابداع کنند که قادرباشند داروهای پروتئینی تولید کنند؛ همچنین می‌خواهند به روش‌هایی دست‌یابند که بتوان به وسیله‌ی آن به سرعت سلول‌هایی که خمش پروتئین‌ها  (فولدینگ) را به درستی انجام داده‌اند، از سایر سلول‌ها جدا کنند. اما وقتی مقاله‌های مختلف در مورد خمش پروتئین‌ها را مطالعه می‌کنیم تقریباً در همه‌ی آن‌ها حداقل یک بار کلمه‌ی «ناامیدی» را می‌بینیم، چرا؟ چرا دانشمندان در طی مطالعات و تحقیقات این‌چنین، بارها ناامید شده‌اند؟ چرا وقتی با امید بسیار زیادی در جهت ساخت یک داروی جدید پروتئینی گام بر‌می‌دارند؛ در انتها سرخورده می‌شوند؟ این طبیعی است که یک بیوتکنولوژیست یا زیست‌فناور پس از آن‌که موفق می‌شود ژنی‌ را انتخاب کند، تغییر دهد، کلون کند، از آن بیان بگیرد، به یک مولکول پروتئینی دست‌یابد، با زحمت آن را تخلیص کند؛ انتظار داشته باشد که پروتئینی را که ساخته‌است برایش کاری انجام دهد. اما در عمل پس عبور از هفت‌خوان کلون و بیان، و رسیدن به پروتئین مورد نظر می‌بیند مولکولی که آن همه برای بدست‌ آوردنش زحمت کشیده است، درست عمل نمی‌کند. چه کسی است که در این حالت «ناامید» نشود؟ 

اما چرا پروتئین کار نمی‌کند؟ کوتاهترین پاسخ به این پرسش اشاره به پدیه‌ای است به نام «مارژینال استابیلیتی»؛ مارژینال استابیلیتی در واقع اصطلاحی ترمودنیامیکی است که برای درک بهتر آن به شکل ۱ نگاهی بیاندازید. می‌توان به زبانی خیلی خودمانی، وضعیت پروتئینی که عملکرد دارد را به وضعیت این گلوله‌ی قرمز تشبیه کرد. گلوله‌ی قرمز در وضعیت بسیار خاصی قرار دارد، وضعیتی که بسیار گذراست و ناپایدار است. تصور کنید که پروتئین آن گلوله‌ی قرمز است که فقط در این وضعیت گذار، به خوبی کار خواهد کرد. بنابراین به راحتی هر عامل شناخته شده یا ناشناخته‌ای که آن را از این وضع خارج کند باعث می‌شود که عملکردش مختل شود.