Biofiziki kimya — fizika və fiziki kimya anlayışlarından istifadə edərək bioloji sistemləri öyrənən fizika elmləri sahəsidir.[1]
Bu sahədə aparılan tədqiqatların əsas xüsusiyyəti bioloji sistemlərdə baş verən müxtəlif hadisələri ya həmin sistemi təşkil edən molekullar, ya da bu sistemlərin supramolekulyar quruluşu baxımından izah etməyə çalışmaqdır.[2]
Bioloji tətbiqlərlə yanaşı, son tədqiqatlar tibbi sahədə də əhəmiyyətli irəliləyişlər göstərmişdir.[3]
Biofiziki kimya anlayışı ilk olaraq fiziki kimyaçı Karl Fridrix Bonhoefferin bioloji və fizioloji problemlərə fizika və kimya bilikləri ilə yanaşmaq istəyi ilə formalaşmışdır. Onun işlərindən biri elektrik cərəyanının dəmirə təsirini öyrənərək sinir oyanmasını modelləşdirmək olmuşdur.[4]
Göttingen şəhərində biofiziki kimyanın əsaslarının yaradılmasından sonra alman Nobel mükafatı laureatı Manfred Eigen bu sahəni daha da inkişaf etdirmişdir. 1971-ci ildə o, fiziki kimya və spektroskopiya institutlarını birləşdirərək tədqiqat istiqamətini genişləndirmişdir.[5]
Hazırda Göttingendə biofiziki kimya üzrə tədqiqatlar elmi biliklərin inteqrasiyası vasitəsilə həyat proseslərinin öyrənilməsinə yönəlmişdir.
Məşhur alim Herman Berendsen University of Groningendə bioloji sistemlərdə su və zülalların öyrənilməsi üçün NMR metoduna əsaslanan tədqiqat qrupu yaratmışdır.[6] Bu tədqiqatlar suyun struktur xüsusiyyətlərinin və hidrogen rabitələrinin daha dərindən anlaşılmasına imkan vermişdir.[7]
Müasir biofiziki kimya yanaşmaları aşağıdakı sahələri əhatə edir:
- İon kanalları
- Promoterlər
- Kök hüceyrələr
- Biomolekulların aşkarlanması və analizi
Biofiziki kimyaçılar bioloji sistemlərin quruluşunu öyrənmək üçün fiziki kimyada istifadə olunan müxtəlif metodlardan istifadə edirlər:
2009-cu ildə Kimya üzrə Nobel mükafatı ribosomun rentgen kristalloqrafik tədqiqatlarına görə verilmişdir. Bu iş ribosomun molekulyar maşın kimi mRNAnı polipeptidlərə çevirməsinin fiziki əsaslarını açıqlamışdır.[8]
Digər tədqiqat istiqamətləri:
- Zülal quruluşu
- Hüceyrə membranlarının funksional quruluşu
- Enzim fəaliyyətinin molekulyar mexanizmi
- ATP kimi iri zülal komplekslərinin dinamikası
- liposom və lipid vezikulları kimi model sistemlərin öyrənilməsi
İkiqat lipid cərgəsi hüceyrə membranının əsas strukturudur. Müasir alətlər və flüoressensiya spektroskopiyası vasitəsilə ikiqat lipid qatının özlülük kimi fiziki xüsusiyyətləri öyrənilə bilir.[9]
Müxtəlif spektroskopik metodlar vasitəsilə reaksiya kinetikası öyrənilir. Lazer tələləmə üsulu ilə zülal kristallaşmasını induksiya etmək mümkündür.[9]
Riboflavin (vitamin B2) işıq və oksigenin təsiri altında reaktiv növə çevrilə bilir və hidrogel sintezində istifadə olunur. Hidrogellər dərman daşıma, süni əzələlər və toxuma mühəndisliyi sahəsində tətbiq edilir.[10]
Dezoksiribonuklein turşusu (DNT) xərçəngə qarşı dərmanların əsas hədəflərindən biridir. Dərman–DNT qarşılıqlı təsirinin öyrənilməsi daha effektiv preparatların hazırlanmasına imkan verir.[12]
Biofiziki kimya üzrə ən qədim və nüfuzlu elmi müəssisələrdən biri Maks Plank Biofiziki Kimya İnstitutu hesab olunur.[13]
- ↑ Peter Jomo Walla. Modern Biophysical Chemistry: Detection and Analysis of Biomolecules. Wiley. 8 iyul 2014. 1–. ISBN 978-3-527-68354-3.
- ↑ Ball, Vincent; Maechling, Clarisse. "Isothermal Microcalorimetry to Investigate Non Specific Interactions in Biophysical Chemistry". International Journal of Molecular Sciences. 10 (8). 28 iyul 2009: 3283–3315. doi:10.3390/ijms10083283. PMC 2812836. PMID 20111693.
- ↑ Hmoud Alotaibi, Saad; Abdalla Momen, Awad, A. A. Khalid, Mohammed (redaktor), "Anticancer Drugs' Deoxyribonucleic Acid (DNA) Interactions", Biophysical Chemistry - Advance Applications, IntechOpen, 19 fevral 2020, doi:10.5772/intechopen.85794, ISBN 978-1-78984-047-6
- ↑ Bonhoeffer, K. F. "Activation of Passive Iron as a Model for the Excitation of Nerve". Journal of General Physiology. 32 (1). 20 sentyabr 1948: 69–91. doi:10.1085/jgp.32.1.69. PMC 2213747. PMID 18885679.
- ↑ "Manfred Eigen". www.mpinat.mpg.de.
- ↑ Hemminga, Marcus A. "Biophysical Chemistry in Groningen – A Personal Note". The Protein Journal. 42 (3). 16 mart 2023: 162–164. doi:10.1007/s10930-023-10097-6. PMID 36929053 (#bad_pmid).
- ↑ Berendsen, Herman J. C. "Nuclear Magnetic Resonance Study of Collagen Hydration". The Journal of Chemical Physics. 36 (12). 15 iyun 1962: 3297–3305. doi:10.1063/1.1732460.
- ↑ [http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2009/press.html The Nobel Prize in Chemistry 2009 - Press Release]
- 1 2 Iwata, Koichi; Terazima, Masahide; Masuhara, Hiroshi. "Novel physical chemistry approaches in biophysical researches with advanced application of lasers: Detection and manipulation". Biochimica et Biophysica Acta. 1862 (2). 1 fevral 2018: 335–357. doi:10.1016/j.bbagen.2017.11.003. PMID 29108958.
- ↑ Fu, Jun; in het Panhuis, Marc. "Hydrogel properties and applications". Journal of Materials Chemistry B. 7 (10). 2019: 1523–1525. doi:10.1039/C9TB90023C. PMID 32254899 (#bad_pmid).
- ↑ Osbon, Yauheniya; Kumar, Manish, Biocatalysis and Strategies for Enzyme Improvement, IntechOpen, 19 fevral 2020, doi:10.5772/intechopen.85018
- ↑ Hmoud Alotaibi, Saad; Abdalla Momen, Awad, Anticancer Drugs' Deoxyribonucleic Acid (DNA) Interactions, IntechOpen, 19 fevral 2020, doi:10.5772/intechopen.85794
- ↑ "Foundation & History of the Institute". www.mpinat.mpg.de.