חוקרים מגלים את רזי הנוגדן נגד השפעות גז עצבים

This post is also available in: English (אנגלית)

סארין הוא גז עצבים חסר צבע, חסר ריח וקטלני אפילו במינונים נמוכים. הרעלת סארין חמורה גורמת להפרעות בראייה, הקאות, קשיי נשימה, ולבסוף מוות. גז העצבים הזה גורם לגירוי יתר קטלני של מערכת העצבים אשר יכול להיות מטופל רק בעזרת נוגדן אשר ניתן תוך דקות מרגע החשיפה. כעת, מדווח Homeland Security News Wire, מחקר חדש שנעשה על ידי חוקרים שוודים וגרמנים פורסם ב- PNAS, ומפרט כיצד סם שכזה עובד.

גזי עצבים הורסים את התפקוד של חלבון חשוב במיוחד במערכת העצבים אשר נקרא אצטילכולין אסטראז. נוגדן בשם HI-6 מסיר את גז העצבים הכבול לחלבון ומונע ממנו לפעול ומחזיר את תפקודה של מערכת העצבים. סמים שונים נגד הרעלת גז עצבים היו בשימוש מזה תקופה ארוכה, אך לא היה לגמרי ברור כיצד הם פועלים.

"גזי עצבים הם נשק איום ונורא, והתקווה שלנו היא שהתוצאות הללו יובילו לסמים טובים יותר כנגדם," אומר אנדרס אלגרדסון, ביוכימאי בסוכנות מחקרי הביטחון השוודית, אשר לקח חלק במחקר.

לאחר שנים של עבודה קשה, מציגים כעת כימאים מסוכנות מחקרי הביטחון השוודית ואוניברסיטת אומאו מבנה תלת-מימדי אשר מתאר את נוגדן ה- HI-6 רגעים לפני שהקשר בין גז העצבים והחלבון נשבר. המבנה הזה נותן תמונה ברזולוציה גבוהה אשר מתאר בפירוט את המיקומים של כל אטום ואטום בתהליך ומספק לנו הבנה מבוססת לגבי כיצד נשבר הקשר.

פריצת הדרך המדעית התאפשרה על ידי שילוב של הצגת מבנים תלת-מימדיים עם חישובים מתקדמים וניסויים ביוכימיים. המחקר מתאר מודל אשר מראה כיצד סארין ו- HI-6 ממוקמים בחלבון אצטילכולין אסטראז רגע לפני שהנוגדן מסיר את חלקיקי הסארין ומחזיר את החלבון לתפקוד. המודל פותח על ידי שילוב של קריסטלוגרפיית רנטגן וחישובי קוואנטום כימיים. הסארין נצבע במג'נטה, HI-6 בירוק, חמצן באדום, זרחן בכתום, וחנקן בכחול.

"בעזרת קריסטלוגרפיית רנטגן, יכולנו לראות עקבות חלושים של הסימנים אותם חיפשנו. משום שהסימן היה חלש, החלטנו לשלב את הנתונים עם שיטות קוואנטום כימיות. לאחר שהרצנו את החישובים במחשב-העל במרכז המיחשוב בביצועים גבוהים באוניברסיטת אומאו, לבסוף הצלחנו," אמרה אנה לינוסון, פרופסור במחלקה לכימיה באוניברסיטת אומאו.