محققان موفق به کشف پروتئین جدیدی شده‌اند که شناسایی و گردآوری فلزات نادری که در ساخت گوشی هوشمند کاربرد دارند را ساده‌تر می‌کند. این محققان در دو مطالعه نشان داده‌اند اتصال این پروتئین به لانتانیدها – فلزات نادری مورد مصرف در ساخت گوشی هوشمند – ۱۰۰ میلیون بار بهتر از اتصال به سایر فلزات نظیر کلسیم است.

محققان دانشگاه پن استیت در مطالعه اول موفق به کشف این پروتئین شده‌اند و در مطالعه دوم ساختار ویژه آن را بررسی کرده‌اند تا علت اتصال قوی بین آن و لانتانیدها مشخص بشود.
اخیرا توجه به افزایش دسترس‌پذیری عناصر خاکی کمیاب نظیر لانتانیدها بیشتر شده چون این عناصر کاربردهای گسترده‌ای در ساخت گوشی‌های هوشمند، باتری‌های ماشین‌های هیبریدی، لیزرها و سایر فناوری‌های مشاله دارند. ویژگی‌های فیزیکی عناصر خاکی کمیاب بسیار مشابه هستند و همین گردآوری یک عنصر خاص در بین سایر عناصر را دشوار می‌کند. درک دقیق و درست اینکه این پروتئین چطور می‌تواند با دقت انتخاب بالا به لانتانیدها وصل بشود منجر به بهبود روش‌های شناسایی و گردآوری این عناصر خواهد شد.

این پروتئین که lanmodulin نامگذاری شده، در دل باکتریومی به نام Methylobacterium extorquens کشف شده که روی برگ گیاهان و داخل خاک رشد می‌کند و نقش مهمی در نحوه حرکت کربن در محیط زیست دارد. این باکتری برای عملکرد صحیح برخی از آنزیم‌هایش به لانتانیدها نیاز دارد. یکی از این آنزیم‌ها به پردازش کربن مورد نیاز برای رشد باکتری کمک می‌کند.

این باکتری برای رشد به لانتانیدها و سایر فلزات نظیر کلسیم نیاز دارد. بنابراین باید راهی برای جذب هر کدام از این فلزات از محیط پیدا کند و مطمئن شود هر کدام از این فلزات به قسمت مناسبی در سلول خواهد رفت. به نظر می‌رسد این باکتری یک روش خاص برای هدف‌گیری لانتانیدها در محیط اطراف دارد. از آنجایی که لانتانیدها نسبت به سایر فلزات نظیر کلسیم نایاب‌تر هستند، شناخت این روش اهمیت زیادی دارد.

در ساختنی بخوانید :
اخبار علمی : با این هدست تلویزیون را با قدرت ذهن تان کنترل کنید

ساختار منحصر به فرد این پروتئین می‌تواند توضیح بدهد چرا اتصال آنها به لانتانیدها ۱۰۰ میلیون برابر قویتر از اتصال به کلسیم است. این پروتئین در فقدان فلزات ساختار ویژه‌ای ندارد اما به محض جذب فلزات، ساختار بسیار منظم و فشرده‌ای می‌گیرد.

ساختار فشرده و جدید پروتئین حاوی چهار ساختار به نام¬ دست‌های EF است. در بدن انسان هم پروتئین‌های حاوی دست‌های EF وجود دارد که به استفاده از کلسیم در کارکردهایی مثل انقباض ماهیچه‌ها کمک می‌کند. ساختار فشرده پروتئین lanmodulin در قسمت خاصی از هر کدام از دست‌های EF حاوی نوعی اسید آمینه به نام پرولین است که احتمالا در ارتباط قوی با لانتانیدها نقش دارد.

مکانیزم انتخاب لانتانیدها توسط این پروتئین هنوز مشخص نشده اما به نظر می‌رسد با تغییر ساختاری که هنگام جذب فلزات رخ می‌دهد، ارتباط داشته باشد. این تغییر ساختار پروتئین در کارکرد آن بسیار موثر است؛ مثلا برخی فعل و انفعالات بین پروتئینی فقط در حالتی رخ می‌دهد که پروتئین در حالت فشرده قرار دارد. البته برای این تغییر حالت فقط مقدار کمی لانتانید لازم است اما کلسیم بیشتری مصرف می‌شود. همین می‌تواند به گزینش لانتانیدها داخل سلول را کارآمدتر کند.

منبع