Przełom w badaniach molekularnych: nowe spojrzenie na 2-tiouracyl!

Przełom w badaniach molekularnych: nowe spojrzenie na 2-tiouracyl!

Międzynarodowy zespół badawczy kierowany przez Uniwersytet Goethego i niemiecki synchrotron elektronowy (DESY) osiągnął znaczący przełom w badaniach molekularnych. Jak puk.uni-frankfurt.de doniesiono, że zbadano chemicznie pokrewny składnik aktywny 2-tiouracyl, którego znaczenie polega na rozwoju leków immunosupresyjnych i cytostatycznych, chociaż nie jest on obecnie stosowany terapeutycznie.

Z badań wynika, że ​​promieniowanie UV deformuje 2-tiouracyl i zwiększa jego reaktywność. Odkrycie to ma ogromne znaczenie, ponieważ wiele biologicznie ważnych cząsteczek zmienia kształt pod wpływem wzbudzenia promieniami UV, co jak dotąd było słabo poznane.

Innowacyjne techniki analizy molekularnej

Do analizy zmian molekularnych wykorzystano innowacyjną technikę obrazowania eksplozji kulombowskiej. Metoda ta umożliwia badanie cząsteczek intensywnymi impulsami rentgenowskimi. Cząsteczka staje się niezwykle dodatnio naładowana i rozpada się w ułamku sekundy. Informacje o strukturze cząsteczki można odczytać z kierunku fragmentów.

Eksperyment odbył się na stacji doświadczalnej SQS europejskiego XFEL. Połączenie obrazowania eksplozji kulombowskiej z nową konfiguracją eksperymentalną umożliwiło analizę bardziej złożonych cząsteczek. Impulsy rentgenowskie z European XFEL umożliwiają badanie większych cząsteczek poprzez wprowadzenie ich do wiązki promieniowania rentgenowskiego za pomocą drobnej dyszy gazowej.

Kluczowym krokiem w badaniach było wstrzyknięcie impulsu UV, który pojawia się na krótko przed impulsem promieniowania rentgenowskiego i pobudza cząsteczki. W ten sposób stworzono film w zwolnionym tempie przedstawiający wydarzenia, zmieniając odstęp czasu pomiędzy sekwencjami impulsów. Doświadczenia wykazały, że 2-tiouracyl ugina się pod wpływem wzbudzenia UV, co wynika ze specyficznych właściwości atomu siarki. Atom ten hamuje przemianę promieniowania UV w nieszkodliwe ciepło.

Znaczenie dla badań

Rekonstrukcję cząsteczki można w pewnym stopniu przeprowadzić bez konieczności stosowania wszystkich atomów, wystarczy wykryć jądra siarki, tlenu i wodoru. Wyniki te opublikowano w renomowanym czasopiśmie specjalistycznymKomunikacja przyrodniczaopublikowany. Ponadto w szeregu innych badań, takich jak te przeprowadzone przez Kneuttingera i wsp., omówiono znaczenie uszkodzeń DNA pirymidynowych wywołanych promieniowaniem UV i mechanizmów ich naprawy.

Podsumowując, badania pokazują, że zmiany i dynamika cząsteczek pod wpływem światła UV mają większy wpływ na procesy biologiczne, niż wcześniej zakładano, i tym samym dostarczają ważnych wskazówek dla dalszego rozwoju podejść terapeutycznych w dziedzinie chemii i biologii.