Biomimeetilise keemia DNA-i jäljendav viiruse ensüüm ületab

Oriflame Giordani Gold MasterCreation huulepulk (Juuli 2019).

Anonim

Mitte ainult, et sünteetilised molekulid jäljendavad oma bioloogiliste mudelite struktuure, võivad nad täita ka nende funktsioone ja isegi võistelda nendega, kuna Münchenis Ludwig-Maximilians-Universitätte (LMU) kunstlik DNA järjestus Münchenis keemik Ivan Huc näitab nüüd.

Chemist Ivan Huc leiab oma töö inspiratsiooni molekulaarsetel põhimõtetel, mis on aluseks bioloogilistele süsteemidele. Biomimeetilise supramolekulaarse keemia uurimisrühma juhina loob ta "ebaloomulikke" molekule, millel on kindlaksmääratud eelnevalt määratletud kujundid ja mis sarnanevad oluliselt peamiste bioloogiliste polümeeride, valkude ja rakkudes leiduvate DNA-dega. Nende molekulide selgroo on viidatud kui "foldamers", sest nagu origami mustrid, saavad nad ette kujutatavaid kujundeid ja neid on lihtne muuta. Olles kolinud LMU oma varasemast positsioonist Bordeauxi ülikoolis eelmisel suvel, sünteesinud Huc sünteesitud spiraalset molekuli, mis jäljendab DNA kaksikpelleti pinna omadusi nii tihedalt, et sellega puutuvad kokku bona fide DNA-siduvad valgud.

Seda tööd kirjeldatakse Nature Chemistry'is avaldatud raamatus. Uus uuring näitab, et sünteetiline ühend suudab pärssida mitmete DNA-d töötlevate ensüümide toimet, sealhulgas inimese immuunpuudulikkuse viiruse (HIV) poolt kasutatavat "integraasi", et lisada selle genoom oma peremeesrakku omasse. Sünteetilise DNA-i jäljendamise efektiivne demonstreerimine võib tuua kaasa uue lähenemise AIDS-i ja teiste retroviiruste haiguste ravis.

Uus paber tugineb edusammudele, mida on kirjeldatud kahes varasemas käesoleva aasta alguses välja antud Nature Chemistry väljaandes. Esimeses neist dokumentidest on Huc ja tema kolleegid välja töötanud siduva interaktsiooni mudeli, mis on vajalik, et sünteetilised molekulid saaksid stabiilseid vorme, mis sarnanevad valkude spiraalsete karkassidega. Teises etapis töötati välja tingimused, mis on vajalikud nende sünteetilise heeliksi lisamiseks looduslikele valkudele rakuliste ribosoomide sünteesi ajal. "Nagu alati bioloogias, määrab kuju funktsioon, " selgitab ta. Uues uuringus tutvustab ta sünteetilist molekuli, mis volditakse helipärase struktuuriga, mis jäljendab DNA kaksikpelkeksi pinnaomadusi ja mille täpse kuju võib modulaarselt muuta erinevate asendajate kinnitamisega. See võimaldab eksperimentaatoril jäljendada üksikasjalikult loodusliku DNA topelt-heeliksi kuju, eriti negatiivsete laengute positsiooni. Imitatsioon on nii veenev, et see toimib kahe DNA seondumisega seotud ensüümi, sealhulgas HIV integraasi, mis seostub sellega kergesti ja on inaktiveeritud, käitlemiseks.

Siiski on otsustavaks küsimuseks see, kas foldamer suudab tõhusalt konkureerida ensüümide eest normaalse DNA substraadi juuresolekul. "Kui ensüümid seostuvad endiselt voldemeriga konkurentsitingimustel, siis peab mimik olema parem sideaine kui looduslik DNA ise, " ütleb Huc. Ja tõepoolest, uuring näitab, et HIV integraas seostub tugevamalt foldameeriga kui looduslik DNA. "Pealegi, kuigi alguses kavandatud DNA sarnanemine, on foldameril kõige kasulikumad ja väärtuslikumad omadused, mis eristavad seda DNA-st, " märgib Huc.

Tänu foldamehe disaini modulaarsele iseloomule saab nende kunstlike DNA jäljendite struktuure kergesti muuta, mis võimaldab luua sama põhiparameetri abil mitmesuguseid variante. Käesolevas uurimuses on Huc ja tema kolleegid keskendunud ensüümidele, mis on üldiselt võimelised seonduma DNA-ga, sõltumata selle baasjärjestusest. Kuid võib samuti olla võimalik kasutada foldamer-lähenemist, et arendada DNA mimeetikume, mis võivad blokeerida paljude oluliste DNA-siduvate valkude toimet, mille funktsioonid sõltuvad konkreetsete nukleotiidjärjestuste äratundmisest.

menu
menu