વૈશ્વિક ખાદ્ય અછતને પહોંચી વળવા અને વેક્ટર-જન્ય માનવ રોગો સામે લડવામાં જંતુનાશકો મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. જોકે, જંતુનાશક પ્રતિકારની વધતી જતી સમસ્યા માટે તાત્કાલિક નવા સંયોજનોની શોધની જરૂર છે જે ઓછા ઉપયોગમાં લેવાતા લક્ષ્યોને લક્ષ્ય બનાવે છે. જંતુ ક્ષણિક રીસેપ્ટર પોટેન્શિયલ (TRPV) ચેનલો - નાનઝોંગ (નાન) અને નિષ્ક્રિય (Iav) - હેટરોલોગસ ચેનલો (નાન-Iav) બનાવી શકે છે અને મિકેનસેન્સરી અંગોમાં સ્થાનીકૃત થઈ શકે છે જે જંતુઓમાં જીઓટ્રોપિઝમ, શ્રવણ અને પ્રોપ્રિઓસેપ્શનમાં મધ્યસ્થી કરે છે. કેટલાક જંતુનાશકો, જેમ કે એફિડોપાયરોલિડોન (AP), અજાણ્યા પદ્ધતિઓ દ્વારા નાન-Iav ને લક્ષ્ય બનાવે છે. AP વેધન-ચૂસનારા જંતુઓ (હેમિપ્ટેરન્સ) સામે અસરકારક છે, ફિલામેન્ટ્સના કાર્યને વિક્ષેપિત કરીને ખોરાકને અટકાવે છે. AP ફક્ત નાન સાથે જોડાઈ શકે છે, પરંતુ ફક્ત નાન-Iav જ એગોનિસ્ટ્સ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે, જેમાં એન્ડોજેનસ નિકોટીનામાઇડ (NAM)નો સમાવેશ થાય છે, જેનાથી ચેનલ પ્રવૃત્તિ પ્રદર્શિત થાય છે. જંતુનાશક લક્ષ્ય તરીકે નાન-Iav ની સંભાવના હોવા છતાં, તેની ચેનલ એસેમ્બલી, નિયમનકારી બંધનકર્તા સ્થળો અને Ca2+-આધારિત નિયમન વિશે બહુ ઓછું જાણીતું છે, જે વધુ જંતુનાશક વિકાસને અવરોધે છે. આ અભ્યાસમાં, ક્રાયો-ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ હેમિપ્ટેરા જંતુઓમાં કેલ્મોડ્યુલિન-લિગાન્ડ-મુક્ત સ્થિતિમાં, તેમજ એન્કીરિન રિપીટ સાયટોપ્લાઝમિક ડોમેન (ARD) ની સીમા પર AP અને NAM સાથે Nan-Iav ની રચના નક્કી કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. આશ્ચર્યજનક રીતે, અમને જાણવા મળ્યું કે Nan પ્રોટીન પોતે પેન્ટામર બનાવી શકે છે, જે AP-મધ્યસ્થી ARD ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા સ્થિર થાય છે. આ અભ્યાસ જંતુનાશકો અને એગોનિસ્ટ્સ અને Nan-Iav વચ્ચેના પરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને છતી કરે છે, જે ચેનલ કાર્ય અને એસેમ્બલીમાં ARD ના મહત્વ પર પ્રકાશ પાડે છે, અને Ca2+ નિયમનની પદ્ધતિની શોધ કરે છે.
વૈશ્વિક સ્તરે વધી રહેલા ગંભીર આબોહવા પરિવર્તનની પૃષ્ઠભૂમિ સામે, બગડતી વૈશ્વિક ખાદ્ય સુરક્ષા એ 21મી સદીના મુખ્ય પડકારોમાંનો એક છે, જેના સમાજ માટે ગંભીર પરિણામો આવી રહ્યા છે.૧,૨વિશ્વ આરોગ્ય સંસ્થાના 2023 માં ખાદ્ય સુરક્ષા અને પોષણની સ્થિતિ (SOFI) ના અહેવાલમાં અંદાજ છે કે વિશ્વભરમાં આશરે 2.33 અબજ લોકો મધ્યમથી ગંભીર ખાદ્ય અસુરક્ષાથી પીડાય છે, જે એક લાંબા સમયથી ચાલી આવતી સમસ્યા છે.૩,૪કમનસીબે, અંદાજે 20% થી 30% કે તેથી વધુ પાક ઉપજ દર વર્ષે જીવાતો અને રોગકારક જીવાણુઓને કારણે ગુમાવાય છે, અને ગ્લોબલ વોર્મિંગથી જીવાતો પ્રતિકાર અને પાકની નબળાઈમાં વધારો થવાની ધારણા છે.૪,૫,૬,૭,૮જંતુનાશકોનો વિકાસ ફક્ત પાકને જીવાતોથી બચાવવા અને વાહક-જન્ય રોગકારક જીવાણુઓના ફેલાવાને ઘટાડવા માટે જ નહીં, પરંતુ ડેન્ગ્યુ તાવ, મેલેરિયા અને ચાગાસ રોગ જેવા વાહક-જન્ય માનવ રોગોનો સામનો કરવા માટે પણ મહત્વપૂર્ણ છે, જે જંતુનાશકો સામે વધુને વધુ પ્રતિરોધક બની રહ્યા છે.૫,૯,૧૦,૧૧
ન્યુરોટોક્સિક જંતુનાશકોના મુખ્ય લક્ષ્યોમાં, હેટરોટેટ્રામેરિક TRPV ચેનલ નાનચુંગ (નાન)-નિષ્ક્રિય (Iav) છેલ્લા દાયકામાં જ શોધાયેલા જંતુનાશક લક્ષ્યોનો એક વર્ગ રજૂ કરે છે, જેમાં ઇમિડાક્લોપ્રિડ અને પાયરાક્લોસ્ટ્રોબિન જેવા વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ જંતુનાશકોનો સમાવેશ થાય છે.૧૨,૧૩,૧૪અર્ધ-કૃત્રિમ જંતુનાશક એફિડોપાયરોલિફેન (AP) એ તાજેતરમાં વિકસિત અને વ્યાપારીકૃત ઉત્પાદન છે જેનો મુખ્ય ઘટક સક્રિય જંતુનાશક ઇન્સ્કેલિસ® છે, જે સબનેનોમોલર પ્રવૃત્તિ સ્તરે AP ને બાંધે છે.15AP પરાગ રજકો, ફાયદાકારક જંતુઓ અને અન્ય બિન-લક્ષ્ય જીવો માટે ઓછી તીવ્ર ઝેરીતા દર્શાવે છે, અને જ્યારે લેબલ સૂચનાઓ અનુસાર ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે અન્ય જંતુનાશકો સામે પ્રતિકાર દબાણ ઘટાડી શકે છે.૧૬,૧૭,૧૮નેન અને ઇઆવ જંતુઓની પ્રજાતિઓમાં વ્યાપકપણે વિતરિત છે, ફક્ત એન્ટેના અને અંગોના કોર્ડલ સ્ટ્રેચ રીસેપ્ટર ચેતાકોષોમાં સહ-અભિવ્યક્ત થાય છે, અને શ્રવણ, ગુરુત્વાકર્ષણ દ્રષ્ટિ અને પ્રોપ્રિઓસેપ્શન માટે મહત્વપૂર્ણ છે.૧૩,૧૬,૧૯,૨૦,૨૧,૨૨AP, ઇમિડાક્લોપ્રિડ અને પાયરાક્લોસ્ટ્રોબિન એક અનોખી પદ્ધતિ દ્વારા નેન-આઇએવી સંકુલને ઉત્તેજિત કરે છે, જે આખરે પ્રોપ્રિઓસેપ્ટિવ સિગ્નલ ટ્રાન્સડક્શનને અટકાવે છે.૧૩,૧૬,૨૩એફિડ અને સફેદ માખી જેવા વેધન-ચુસનારા જંતુઓ (હેમિપ્ટેરન્સ) માં, પ્રોપ્રિઓસેપ્શન ગુમાવવાથી તેમની ખોરાક લેવાની ક્ષમતા નબળી પડે છે, જે આખરે મૃત્યુ તરફ દોરી જાય છે.૧૩,૨૪રસપ્રદ વાત એ છે કે, AP, Nan-Iav સંકુલ માટે ઉચ્ચ આકર્ષણ દર્શાવે છે અને ફક્ત Nan માટે ઓછું આકર્ષણ દર્શાવે છે. AP ને Nan-Iav સાથે જોડવાથી વિદ્યુત પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે, પરંતુ ફક્ત Nan સાથે બંધન કરવાથી ચેનલ પ્રવૃત્તિ ઉત્તેજીત થતી નથી. Iav પોતે AP સાથે બિલકુલ બંધનકર્તા નથી.16આ સૂચવે છે કે Nan અને Iav અલગ Nan-Iav ચેનલ સંકુલ બનાવવા માટે જોડાઈ શકે છે (દા.ત., અલગ સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક ગુણોત્તર અથવા સમાન સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક ગુણોત્તરમાં અલગ ગોઠવણી સાથે) અથવા AP બહુવિધ સ્થળો સાથે જોડાઈ શકે છે. વધુમાં, કુદરતી એગોનિસ્ટ નિકોટીનામાઇડ (NAM) માઇક્રોમોલર એફિનિટી સાથે ડ્રોસોફિલા Nan-Iav સાથે જોડાય છે, જે ઇન વિટ્રોમાં એફિડ (AP) જેવી જ અસરો દર્શાવે છે.૧૬,૨૫અને એફિડના પ્રજનન અને ખોરાકને અટકાવે છે, જે આખરે તેમના મૃત્યુ તરફ દોરી જાય છે૨૫,૨૬. આ ડેટા ઘણા પ્રશ્નો ઉભા કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, તે અસ્પષ્ટ રહે છે કે Nan-Iav હેટરોડાઇમર કેવી રીતે બને છે, નાના અણુઓને મોડ્યુલેટ કરવા માટે કયા બંધનકર્તા સ્થળોનો ઉપયોગ થાય છે, અને આ નાના અણુઓ પ્રોપ્રિઓસેપ્શનને દબાવીને ચેનલ કાર્યને કેવી રીતે નિયંત્રિત કરે છે. વધુમાં, Nan પોતે નિષ્ક્રિય કેમ છે અને AP માટે ઓછું આકર્ષણ ધરાવે છે તેના કારણો અસ્પષ્ટ રહે છે, જ્યારે Nan-Iav હેટરોડાઇમર સક્રિય છે અને AP ને ઉચ્ચ આકર્ષણ સાથે જોડે છે, તે અસ્પષ્ટ રહે છે. છેલ્લે, Nan-Iav કાર્યના Ca2+-આધારિત નિયમન અને તે ન્યુરોનલ સિગ્નલિંગ પ્રક્રિયાઓમાં કેવી રીતે સંકલિત થાય છે તે વિશે બહુ ઓછું જાણીતું છે.. ૧૩,૨૧
આ અભ્યાસમાં, ક્રાયો-ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી, ઇલેક્ટ્રોફિઝિયોલોજી અને રેડિયોલિગૅન્ડ બંધન તકનીકોને જોડીને, અમે Nan-Iav ના એસેમ્બલી અને નાના પરમાણુ નિયમનકારો સાથે તેના બંધનની પદ્ધતિને સ્પષ્ટ કરી. વધુમાં, અમે Iav અને AP-સ્થિર નેન પેન્ટામર્સ સાથે બંધારણીય રીતે બંધાયેલ કેલ્મોડ્યુલિન (CaM) શોધી કાઢ્યું. આ પરિણામો ચેનલોમાં કેલ્શિયમ આયનોના નિયમન, ચેનલ એસેમ્બલી અને લિગાન્ડ બંધનકર્તા આકર્ષણ નક્કી કરતા પરિબળોમાં મહત્વપૂર્ણ આંતરદૃષ્ટિ પ્રદાન કરે છે. વધુ અગત્યનું, અમે પુષ્ટિ કરી કે ARD આ પ્રક્રિયાઓમાં કેન્દ્રિય ભૂમિકા ભજવે છે. સંબંધિત કૃષિ જંતુનાશકો સાથે બંધાયેલા સંપૂર્ણ જંતુ ચેનલોનો અમારો અભ્યાસ૨૭, ૨૮, ૨૯જંતુનાશક ઉદ્યોગના વિકાસ માટે સંભાવનાઓ ખોલે છે, જંતુનાશકોની અસરકારકતા અને વિશિષ્ટતામાં સુધારો કરે છે, અને વૈશ્વિક ખાદ્ય સુરક્ષા અને વેક્ટર-જન્ય રોગોના ફેલાવાને સંબોધવા માટે TRPV-લક્ષિત સંયોજનોનો અન્ય પ્રજાતિઓ પર ઉપયોગ સક્ષમ બનાવે છે.
અમને એ પણ જાણવા મળ્યું કે Nan-Iav ને Ca2+ દ્વારા નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે, અને નિયમનની પદ્ધતિ બંધારણીય રીતે બંધાયેલ CaM દ્વારા મધ્યસ્થી કરવામાં આવે છે. મહત્વપૂર્ણ રીતે, CaM દ્વારા Nav નું આ Ca2+-આધારિત નિયમન અન્ય આયન ચેનલો (દા.ત., વોલ્ટેજ-ગેટેડ Na+ ચેનલો અને TRPV5/6 ચેનલો) ના નિયમનની પદ્ધતિઓથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ છે.૫૨,૫૩,૫૪,૫૫,૫૬,૫૭. Nav1.2 ચેનલમાં, CaM નું C-ટર્મિનલ ડોમેન સી-ટર્મિનલ ડોમેન (CTD) સાથે હેલિકલી સાંકળે છે, અને Ca2+ તેના N-ટર્મિનલ ડોમેનને CTD ના દૂરના ભાગમાં બંધનકર્તા બનાવે છે.56. TRPV5/6 ચેનલમાં, CaM નું C-ટર્મિનલ ડોમેન CTH સાથે જોડાય છે, અને Ca2+ તેના N-ટર્મિનલ ડોમેનના છિદ્રમાં ઉપર તરફના વિસ્તરણને પ્રેરે છે, જેનાથી કેશન અભેદ્યતા અવરોધાય છે.૫૩,૫૪. અમે Nan-Iav-CaM ના Ca2+-નિયંત્રિત કાર્ય માટે એક મોડેલ પ્રસ્તાવિત કરીએ છીએ (આકૃતિ 4h). આ મોડેલમાં, CaM નું N-ટર્મિનલ ડોમેન Iav ના C-ટર્મિનલ ડોમેન (CTH) સાથે બંધારણીય રીતે જોડાય છે. આરામની સ્થિતિમાં (ઓછી [Ca2+] સાંદ્રતા), CaM નું C-ટર્મિનલ ડોમેન Nan સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ARD રચનાને સ્થિર કરે છે અને આમ ચેનલ ખોલવાને પ્રોત્સાહન આપે છે. ચેનલ સાથે એગોનિસ્ટ/જંતુનાશકનું જોડાણ છિદ્રો ખોલવાને પ્રેરે છે, જેના કારણે Ca2+ પ્રવાહ થાય છે. Ca2+ પછી CaM સાથે જોડાય છે, જેના કારણે Nan ના ARD માંથી C-ટર્મિનલ ડોમેનનું વિયોજન થાય છે. કારણ કે CaM બંધનને અવરોધિત કરવાથી Ca2+ ની અવરોધક અસર મૂળભૂત રીતે નાબૂદ થાય છે, આ વિયોજન ARD ગતિશીલતાને મોડ્યુલેટ કરે છે, જેના કારણે Ca2+-આધારિત અવરોધ અથવા ડિસેન્સિટાઇઝેશન થાય છે. કેલ્શિયમ આયન ઉત્સર્જન પછી ચેનલ પ્રવાહોની ઝડપી પુનઃપ્રાપ્તિ (આકૃતિ 4g) સૂચવે છે કે આ પદ્ધતિ Ca2+-મધ્યસ્થી ન્યુરોનલ સિગ્નલોને ઝડપી પ્રતિભાવોને સરળ બનાવે છે. વધુમાં, Iav ના C-ટર્મિનલ પ્રદેશ, જે હજુ સુધી સારી રીતે સમજી શકાયું નથી, તે ચેનલ લક્ષ્યીકરણ અને વર્તમાન નિયમનમાં અન્ય ભૂમિકાઓ ભજવે છે તેવું નોંધાયું છે.21
છેલ્લે, અમારો અભ્યાસ કૃષિ મહત્વના જંતુનાશક-જંતુનાશક TRP ચેનલ સંકુલનું ઉચ્ચ-રિઝોલ્યુશન માળખું રજૂ કરે છે - એક શોધ જે અમને અગાઉ અજાણ હતી. નોંધનીય છે કે, અમે જંતુ કોષો કરતાં માનવ કોષો (HEK293S GnTi–) માં જંતુ ચેનલની રચના અને કાર્યનું વર્ણન કર્યું. વધતી જતી જંતુનાશક પ્રતિકાર અને ખાદ્ય સુરક્ષા અને રોગકારક જીવાણુઓ પર સતત દબાણનો સામનો કરીને, અમારું કાર્ય મહત્વપૂર્ણ માહિતી પ્રદાન કરે છે જે માનવ સ્વાસ્થ્ય અને વૈશ્વિક ખાદ્ય સુરક્ષાના લાભ માટે નવા જંતુનાશકોના વિકાસને સરળ બનાવશે. અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે AP જેવા જંતુનાશકો લેબલ સૂચનાઓ અનુસાર ઉપયોગમાં લેવાતી વખતે કેટલાક જીવાતો સામે અસરકારક હોય છે અને ફાયદાકારક પરાગ રજકો માટે ઓછી તીવ્ર ઝેરીતા ધરાવે છે, જે તેમની પર્યાવરણીય સલામતી દર્શાવે છે.૧૩,૧૬વધુમાં, મચ્છરો પર કેટલાક AP ડેરિવેટિવ્ઝના પરીક્ષણથી જાણવા મળ્યું છે કે તેઓ આખરે ઉડવાની ક્ષમતા ગુમાવે છે. આ મોડ્યુલેટિંગ સંયોજનો Nan-Iav સાથે કેવી રીતે જોડાય છે તે સમજવાથી હાલના સંયોજનોમાં ફેરફાર અથવા વધુ અસરકારક અનેચોક્કસજંતુ નિયંત્રણ. અમારો અભ્યાસ દર્શાવે છે કે Nan-Iav ARD ઇન્ટરફેસ ફક્ત અંતર્જાત સંયોજનો, જંતુનાશકો અને Ca2+-CaM ની પ્રવૃત્તિને નિયંત્રિત કરવા માટે જ નહીં, પરંતુ ચેનલ એસેમ્બલી માટે પણ મહત્વપૂર્ણ છે. અમે સૂચવીએ છીએ કે નાના અણુઓ સાથે હેટરોડાઇમર એસેમ્બલીને વિક્ષેપિત કરવી એ આયન ચેનલ અવરોધકો વિકસાવવા માટે એક અનન્ય અને આશાસ્પદ અભિગમ હોઈ શકે છે.
આઠ ઓર્થોલોગસ જનીનોમાંથી, બ્રાઉન બીટલ (હેલિયોમોર્ફા હેલીસ) નાનચુંગ અને ઇનએક્ટિવના પૂર્ણ-લંબાઈના જનીનો પસંદ કરવામાં આવ્યા હતા, જે ડિટર્જન્ટમાં ઉત્તમ સ્થિરતા દર્શાવે છે. સંશ્લેષિત જનીનોને માનવ અભિવ્યક્તિ માટે કોડોન-ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં આવ્યા હતા અને XhoI અને EcoRI પ્રતિબંધ સ્થળોનો ઉપયોગ કરીને pBacMam pCMV-DEST વેક્ટર (લાઇફ ટેક્નોલોજીસ) માં ક્લોન કરવામાં આવ્યા હતા. આનાથી ખાતરી થઈ કે ક્લોન્સ C-ટર્મિનલ GFP-FLAG-10xHis અને mCherry-FLAG-10xHis ટૅગ્સ સાથે ફ્રેમમાં હતા, જે HRC-3C પ્રોટીઝ (PPX) દ્વારા ક્લીવ કરવામાં આવે છે, જે સ્વતંત્ર રીતેઅભિવ્યક્તિ. pBacMam વેક્ટરમાં નાનચુંગ અને ઇનએક્ટિવનું ક્લોન કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા પ્રાઇમર્સ નીચે મુજબ હતા:
K3 કેમેરા અને ગેટન બાયોક્વોન્ટમ એનર્જી ફિલ્ટરથી સજ્જ ટાઇટન ક્રિઓસ G2 ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ (FEI) પર વ્યક્તિગત કણોની માઇક્રોસ્કોપિક છબીઓ મેળવવામાં આવી હતી. માઇક્રોસ્કોપ 300 keV પર સંચાલિત હતું, જેમાં 20 eV ની ઉર્જા સેટિંગ, 1.08 Å/પિક્સેલનો નમૂનો પિક્સેલ કદ (81,000x નો નજીવો મેગ્નિફિકેશન), અને -0.8 થી -2.2 μm સુધીનો ડિફોકસ ગ્રેડિયન્ટ હતો. Latitude S માઇક્રોસ્કોપ (ગેટન) નો ઉપયોગ કરીને 25 e–px−1 s−1 ના નજીવા ડોઝ રેટ, 2.4 s ના એક્સપોઝર સમય અને આશરે 60 e–Å−2 ની કુલ માત્રા સાથે 40 ફ્રેમ પ્રતિ સેકન્ડની ઝડપે વિડિઓ રેકોર્ડિંગ કરવામાં આવ્યું હતું.
RELION 4.061 માં MotionCor2 નો ઉપયોગ કરીને ફિલ્મ પર બીમ-પ્રેરિત ગતિ કરેક્શન અને ડોઝ વેઇટિંગ કરવામાં આવ્યું હતું. પેચ-આધારિત CTF અંદાજ પદ્ધતિ62 નો ઉપયોગ કરીને ક્રાયોસ્પાર્કમાં કોન્ટ્રાસ્ટ ટ્રાન્સફર ફંક્શન (CTF) પેરામીટર અંદાજ કરવામાં આવ્યો હતો. CTF ફિટિંગ રિઝોલ્યુશન ≥4 Å સાથે ફોટોમાઇક્રોગ્રાફ્સને અનુગામી વિશ્લેષણમાંથી બાકાત રાખવામાં આવ્યા હતા. સામાન્ય રીતે, ક્રાયોસ્પાર્કમાં બિંદુ પસંદગી માટે 500-1000 ફોટોમાઇક્રોગ્રાફ્સના સબસેટનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, ત્યારબાદ ટેમ્પલેટ-આધારિત કણ પસંદગી માટે સ્પષ્ટ સંદર્ભ છબી મેળવવા માટે ફિલ્ટરિંગ પછી 2D વર્ગીકરણના ઘણા રાઉન્ડ કરવામાં આવ્યા હતા. ત્યારબાદ 64-પિક્સેલ બાઉન્ડિંગ બોક્સ અને 4-ફોલ્ડ બિનિંગનો ઉપયોગ કરીને કણો કાઢવામાં આવ્યા હતા. અનિચ્છનીય કણ શ્રેણીઓને દૂર કરવા માટે 2D વર્ગીકરણના ઘણા રાઉન્ડ કરવામાં આવ્યા હતા. પ્રારંભિક 3D મોડેલને ab initio પુનર્નિર્માણનો ઉપયોગ કરીને ફરીથી બનાવવામાં આવ્યું હતું અને cryoSPARC માં નોનયુનિફોર્મ રિફાઇનમેન્ટનો ઉપયોગ કરીને રિફાઇન કરવામાં આવ્યું હતું. ARD વિજાતીયતાના આધારે ક્રાયોસ્પાર્ક અથવા RELION માં 3D વર્ગીકરણ કરવામાં આવ્યું હતું. પટલ ડોમેન્સની કોઈ નોંધપાત્ર વિજાતીયતા જોવા મળી ન હતી. C1 અને C2 પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને કણોને શુદ્ધ કરવામાં આવ્યા હતા; ઉચ્ચ C2 રિઝોલ્યુશન ધરાવતા કણોને C2 ની તુલનામાં સપ્રમાણ ગણવામાં આવ્યા હતા અને બેયેશિયન રિફાઇનમેન્ટ માટે RELION માં આયાત કરવામાં આવ્યા હતા. ત્યારબાદ કણોને અંતિમ બિન-સમાન અને સ્થાનિક રિફાઇનમેન્ટ માટે ક્રાયોસ્પાર્કમાં પાછા સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવ્યા હતા. અંતિમ રિઝોલ્યુશન અને કણોની ગણતરી કોષ્ટક 1 માં બતાવવામાં આવી છે.
Nan+AP પેન્ટામર્સની પ્રક્રિયા કરતી વખતે, અમે પટલ ડોમેન્સ (ખાસ કરીને પોર રિજન) ના રિઝોલ્યુશનને સુધારવા માટે વિવિધ પદ્ધતિઓનો અભ્યાસ કર્યો, જેમ કે સિગ્નલ બાદબાકી અને TMD માસ્કિંગ. જો કે, પોર રિજનમાં સંભવિત ભારે ડિસઓર્ડર અને TMD ની એકંદર વિજાતીયતાને કારણે આ પ્રયાસો અસફળ રહ્યા. અંતિમ રિઝોલ્યુશનની ગણતરી ક્રાયોસ્પાર્કમાં નોનયુનિફોર્મ પ્રોસેસિંગ પદ્ધતિ દ્વારા આપમેળે જનરેટ થયેલા માસ્કનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવી હતી, જે મુખ્યત્વે ARD રિજનને લક્ષ્ય બનાવે છે. આનાથી પટલ ડોમેન્સ (ખાસ કરીને VSLD રિજન) કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધુ રિઝોલ્યુશન પ્રાપ્ત થયું.
નાનચુંગ અને ઇનએક્ટિવ બગ્સના એપો સ્વરૂપોના પ્રારંભિક ડી નોવો મોડેલ્સ સૌપ્રથમ Coot63 નો ઉપયોગ કરીને જનરેટ કરવામાં આવ્યા હતા, અને ઓછા આત્મવિશ્વાસવાળા પ્રદેશોને ઓળખવા માટે નાન અને Iav બગ્સના મોડેલ્સ આલ્ફાફોલ્ડ264 નો ઉપયોગ કરીને જનરેટ કરવામાં આવ્યા હતા. કેલ્મોડ્યુલિન મોડેલિંગ અનુક્રમે PDB એક્સેસિયન્સ 4JPZ56 અને 1CFD65 માં Ca2+-બાઇન્ડિંગ અને Ca2+-ફ્રી મોડેલ્સના કઠોર-બોડી ફિટ પર આધારિત હતું. યોગ્ય સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રી અને સારી ભૂમિતિ સુનિશ્ચિત કરવા માટે ગોળાકાર શુદ્ધિકરણનો ઉપયોગ કરીને મોડેલ્સને રિફાઇન કરવામાં આવ્યા હતા. ફોસ્ફેટિડિલ્કોલાઇન, ફોસ્ફેટિડિલેથેનોલામાઇન અને ફોસ્ફેટિડિલ્સેરિનને પછી સારી રીતે વ્યાખ્યાયિત લિપિડ ઘનતા તરીકે મોડેલ કરવામાં આવ્યા હતા, અને NAM અને AP લિગાન્ડ્સને ચુસ્ત જંકશનમાં અનુરૂપ ઘનતામાં મૂકવામાં આવ્યા હતા. PHENIX66 માં eLBOW નો ઉપયોગ કરીને આઇસોફોર્મ્સના SMILES સ્ટ્રિંગમાંથી અવરોધ ફાઇલો જનરેટ કરવામાં આવી હતી. અંતે, સ્થાનિક ગ્રીડ શોધ અને ગૌણ માળખાના અવરોધો સાથે વૈશ્વિક લઘુત્તમીકરણનો ઉપયોગ કરીને PHENIX માં વાસ્તવિક જગ્યામાં મોડેલ્સને રિફાઇન કરવામાં આવ્યા હતા. મોડેલ રિફાઇનમેન્ટ અને સ્ટ્રક્ચરલ વિશ્લેષણ માટે MolProbity સર્વરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, અને PyMOL અને UCSF Chimera X નો ઉપયોગ કરીને ચિત્રો કરવામાં આવ્યા હતા. 67,68,69 HOLE સર્વરનો ઉપયોગ કરીને બાકોરું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું,70 અને Consurf સર્વરનો ઉપયોગ કરીને સિક્વન્સ કન્ઝર્વેશન મેપિંગ કરવામાં આવ્યું હતું.71
આંકડાકીય વિશ્લેષણ ઇગોર પ્રો 6.2, એક્સેલ ઓફિસ 365 અને ગ્રાફપેડ પ્રિઝમ 7.0 નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું. બધા જથ્થાત્મક ડેટા સરેરાશ ± માનક ભૂલ (SEM) તરીકે રજૂ કરવામાં આવ્યા છે. વિદ્યાર્થીના ટી-ટેસ્ટ (બે-પૂંછડીવાળા, જોડી વગરના) નો ઉપયોગ બે જૂથોની તુલના કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. બહુવિધ જૂથોની તુલના કરવા માટે ડનેટના પોસ્ટ હોક ટેસ્ટ પછી ભિન્નતાનું એક-માર્ગી વિશ્લેષણ (ANOVA) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. *P< 0.05, **પી< 0.01, અને ***Pડેટા વિતરણના આધારે < 0.001 ને આંકડાકીય રીતે મહત્વપૂર્ણ ગણવામાં આવ્યા હતા. Kd, Ki મૂલ્યો અને તેમના અસમપ્રમાણ 95% વિશ્વાસ અંતરાલોની ગણતરી ગ્રાફપેડ પ્રિઝમ 10 નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવી હતી.
અભ્યાસ પદ્ધતિ વિશે વધુ વિગતો માટે, કૃપા કરીને આ લેખમાં લિંક કરેલ નેચર પોર્ટફોલિયો રિપોર્ટ સારાંશ જુઓ.
પ્રારંભિક મોડેલ PDB 4JPZ અને 1CFD ડેટાબેઝમાંથી કેલ્મોડ્યુલિન મોડેલોનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવ્યું હતું. કોઓર્ડિનેટ્સ પ્રોટીન ડેટા બેંક (PDB) માં એક્સેસન નંબરો 9NVN (લિગાન્ડ વિના Nan-Iav-CaM), 9NVO (નિકોટીનામાઇડ સાથે બંધાયેલ Nan-Iav-CaM), 9NVP (નિકોટીનામાઇડ અને EDTA સાથે બંધાયેલ Nan-Iav-CaM), 9NVQ (એફેનિડોલપાયરોલિન અને કેલ્શિયમ સાથે બંધાયેલ Nan-Iav-CaM), 9NVR (એફેનિડોલપાયરોલિન અને EDTA સાથે બંધાયેલ Nan-Iav-CaM), અને 9NVS (એફેનિડોલપાયરોલિન સાથે બંધાયેલ Nan પેન્ટામર) હેઠળ જમા કરવામાં આવ્યા છે. સંબંધિત ક્રાયો-ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી છબીઓ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી ડેટાબેઝ (EMDB) માં નીચેના એક્સેસન નંબરો હેઠળ જમા કરવામાં આવે છે: EMD-49844 (લિગાન્ડ વિના Nan-Iav-CaM), EMD-49845 (નિકોટીનામાઇડ સાથે Nan-Iav-CaM સંકુલ), EMD-49846 (નિકોટીનામાઇડ અને EDTA સાથે Nan-Iav-CaM સંકુલ), EMD-49847 (એફિડોપાયરોલિન અને કેલ્શિયમ સાથે Nan-Iav-CaM સંકુલ), EMD-49848 (એફિડોપાયરોલિન અને EDTA સાથે Nan-Iav-CaM સંકુલ), અને EMD-49849 (એફિડોપાયરોલિન સાથે Nan પેન્ટામર સંકુલ). કાર્યાત્મક વિશ્લેષણ માટેનો કાચો ડેટા આ પેપરમાં રજૂ કરવામાં આવ્યો છે.
પોસ્ટ સમય: જાન્યુઆરી-28-2026