Gennembrud inden for molekylær forskning: Ny indsigt i 2-thiouracil!

Gennembrud inden for molekylær forskning: Ny indsigt i 2-thiouracil!

Et internationalt forskerhold ledet af Goethe Universitet og den tyske elektronsynkrotron (DESY) har opnået et betydeligt gennembrud inden for molekylær forskning. Hvordan puk.uni-frankfurt.de rapporteret, blev den kemisk beslægtede aktive ingrediens 2-thiouracil undersøgt, hvis betydning ligger i udviklingen af ​​immunsuppressiva og cytostatika, selv om det ikke i øjeblikket anvendes terapeutisk.

Undersøgelsen viser, at UV-stråling deformerer 2-thiouracil og øger dens reaktivitet. Denne opdagelse er af stor betydning, fordi mange biologisk vigtige molekyler ændrer form ved UV-excitation, hvilket hidtil har været dårligt forstået.

Innovative teknikker til molekylær analyse

Den innovative teknik til Coulomb eksplosionsbilleddannelse blev brugt til at analysere de molekylære ændringer. Denne metode gør det muligt at undersøge molekyler med intense røntgenimpulser. Molekylet bliver ekstremt positivt ladet og går i opløsning inden for brøkdele af et sekund. Information om molekylets struktur kan aflæses fra fragmenternes retning.

Forsøget fandt sted på SQS forsøgsstationen i det europæiske XFEL. Kombinationen af ​​Coulomb eksplosionsbilleddannelse med et nyt eksperimentelt setup gjorde det muligt at analysere mere komplekse molekyler. Røntgenimpulser fra det europæiske XFEL gør det muligt at undersøge større molekyler ved at indføre dem i røntgenstrålen ved hjælp af en fin gasdyse.

Et afgørende skridt i undersøgelsen var indsprøjtningen af ​​en UV-puls, som dukker op kort før røntgenpulsen og exciterer molekylerne. På denne måde blev der skabt en slowmotion-film af begivenhederne ved at variere tidsintervallet mellem pulssekvenserne. Forsøgene viser, at 2-thiouracil bøjer under UV-excitation, hvilket skyldes svovlatomets specifikke egenskaber. Dette atom hæmmer omdannelsen af ​​UV-stråling til harmløs varme.

Relevans for forskning

Rekonstruktion af molekylet kan ske til en vis grad uden behov for alle atomer, hvor kun svovl-, oxygen- og brintkerner skal påvises. Disse resultater blev offentliggjort i det anerkendte fagtidsskriftNaturkommunikationoffentliggjort. Derudover diskuterer en række andre undersøgelser, såsom dem af Kneuttinger et al., vigtigheden af ​​UV-inducerede DNA-pyrimidinlæsioner og deres reparationsmekanismer.

Sammenfattende viser forskning, at molekylers forandringer og dynamik under UV-lys har mere indflydelse på biologiske processer end tidligere antaget, og giver dermed vigtige spor for den videre udvikling af terapeutiske tilgange inden for kemi og biologi.