Gjennombrudd innen molekylær forskning: Ny innsikt i 2-thiouracil!

Gjennombrudd innen molekylær forskning: Ny innsikt i 2-thiouracil!

Et internasjonalt forskerteam ledet av Goethe-universitetet og den tyske elektronsynkrotronen (DESY) har oppnådd et betydelig gjennombrudd innen molekylær forskning. Hvordan puk.uni-frankfurt.de rapportert, ble den kjemisk relaterte aktive ingrediensen 2-tiouracil undersøkt, hvis betydning ligger i utviklingen av immundempende midler og cytostatika, selv om den for tiden ikke brukes terapeutisk.

Studien viser at UV-stråling deformerer 2-tiouracil og øker dens reaktivitet. Dette funnet er av stor betydning fordi mange biologisk viktige molekyler endrer form ved UV-eksitasjon, som så langt har vært dårlig forstått.

Innovative teknikker for molekylær analyse

Den innovative teknikken til Coulomb-eksplosjonsavbildning ble brukt til å analysere de molekylære endringene. Denne metoden gjør det mulig å undersøke molekyler med intense røntgenpulser. Molekylet blir ekstremt positivt ladet og desintegrerer i løpet av brøkdeler av et sekund. Informasjon om strukturen til molekylet kan leses fra fragmentenes retning.

Eksperimentet fant sted på SQS-eksperimentstasjonen til den europeiske XFEL. Kombinasjonen av Coulomb-eksplosjonsavbildning med et nytt eksperimentelt oppsett gjorde det mulig å analysere mer komplekse molekyler. Røntgenpulser fra den europeiske XFEL gjør at større molekyler kan undersøkes ved å introdusere dem i røntgenstrålen ved hjelp av en fin gassdyse.

Et avgjørende trinn i etterforskningen var injeksjonen av en UV-puls, som dukker opp kort tid før røntgenpulsen og eksiterer molekylene. På denne måten ble det laget en saktefilm av hendelsene ved å variere tidsintervallet mellom pulssekvensene. Forsøkene viser at 2-tiouracil bøyer seg under UV-eksitasjon, noe som skyldes svovelatomets spesifikke egenskaper. Dette atomet hemmer omdannelsen av UV-stråling til ufarlig varme.

Relevans for forskning

Rekonstruksjon av molekylet kan gjøres til en viss grad uten behov for alle atomer, med bare svovel-, oksygen- og hydrogenkjerner som må påvises. Disse resultatene ble publisert i det anerkjente fagtidsskriftetNaturkommunikasjonpublisert. I tillegg diskuterer en rekke andre studier, slik som de av Kneuttinger et al., viktigheten av UV-induserte DNA-pyrimidinlesjoner og deres reparasjonsmekanismer.

Oppsummert viser forskning at endringene og dynamikken til molekyler under UV-lys har større innflytelse på biologiske prosesser enn tidligere antatt, og gir dermed viktige ledetråder for videreutvikling av terapeutiske tilnærminger innen kjemi og biologi.