Průlom v molekulárním výzkumu: Nové poznatky o 2-thiouracilu!

Průlom v molekulárním výzkumu: Nové poznatky o 2-thiouracilu!

Mezinárodní výzkumný tým pod vedením Goethe University a German Electron Synchrotron (DESY) dosáhl významného průlomu v molekulárním výzkumu. Jak puk.uni-frankfurt.de byla zkoumána chemicky příbuzná účinná látka 2-thiouracil, jejíž význam spočívá ve vývoji imunosupresiv a cytostatik, i když se v současnosti terapeuticky nepoužívá.

Studie ukazuje, že UV záření deformuje 2-thiouracil a zvyšuje jeho reaktivitu. Toto zjištění je velmi důležité, protože mnoho biologicky důležitých molekul mění tvar po excitaci UV zářením, což bylo dosud špatně pochopeno.

Inovativní techniky molekulární analýzy

K analýze molekulárních změn byla použita inovativní technika zobrazování exploze Coulomb. Tato metoda umožňuje zkoumat molekuly intenzivními rentgenovými pulzy. Molekula se extrémně pozitivně nabije a rozpadne se během zlomků sekundy. Informace o struktuře molekuly lze číst ze směru fragmentů.

Experiment probíhal na experimentální stanici SQS evropského XFEL. Kombinace zobrazování Coulombovy exploze s novým experimentálním uspořádáním umožnila analyzovat složitější molekuly. Rentgenové pulsy z evropského XFEL umožňují zkoumání větších molekul jejich zavedením do rentgenového paprsku pomocí jemné plynové trysky.

Zásadním krokem ve vyšetřování byla injekce UV pulzu, který se objeví krátce před rentgenovým pulzem a excituje molekuly. Tímto způsobem byl vytvořen zpomalený film událostí změnou časového intervalu mezi pulzními sekvencemi. Experimenty ukazují, že 2-thiouracil se ohýbá pod UV excitací, což je způsobeno specifickými vlastnostmi atomu síry. Tento atom brání přeměně UV záření na neškodné teplo.

Relevance pro výzkum

Rekonstrukci molekuly lze do určité míry provést bez potřeby všech atomů, přičemž je třeba detekovat pouze jádra síry, kyslíku a vodíku. Tyto výsledky byly publikovány v renomovaném odborném časopisePříroda komunikacezveřejněno. Kromě toho řada dalších studií, jako jsou ty od Kneuttingera a kol., diskutuje o důležitosti UV-indukovaných DNA pyrimidinových lézí a jejich opravných mechanismů.

Souhrnně řečeno, výzkumy ukazují, že změny a dynamika molekul pod UV světlem mají větší vliv na biologické procesy, než se dříve předpokládalo, a nabízí tak důležitá vodítka pro další rozvoj terapeutických přístupů v oblasti chemie a biologie.