Genombrott inom molekylär forskning: Nya insikter om 2-tiouracil!

Genombrott inom molekylär forskning: Nya insikter om 2-tiouracil!

En internationell forskargrupp ledd av Goethe-universitetet och den tyska elektronsynkrotronen (DESY) har uppnått ett betydande genombrott inom molekylär forskning. Hur puk.uni-frankfurt.de rapporterats, undersöktes den kemiskt relaterade aktiva ingrediensen 2-tiouracil, vars betydelse ligger i utvecklingen av immunsuppressiva medel och cytostatika, även om den för närvarande inte används terapeutiskt.

Studien visar att UV-strålning deformerar 2-tiouracil och ökar dess reaktivitet. Detta fynd är av stor betydelse eftersom många biologiskt viktiga molekyler ändrar form vid UV-excitering, vilket hittills har varit dåligt förstått.

Innovativa tekniker för molekylär analys

Den innovativa tekniken Coulomb explosionsavbildning användes för att analysera de molekylära förändringarna. Denna metod gör det möjligt att undersöka molekyler med intensiva röntgenpulser. Molekylen blir extremt positivt laddad och sönderfaller inom bråkdelar av en sekund. Information om molekylens struktur kan avläsas från fragmentens riktning.

Experimentet ägde rum på SQS-experimentstationen i den europeiska XFEL. Kombinationen av Coulomb explosionsavbildning med en ny experimentell uppställning gjorde det möjligt att analysera mer komplexa molekyler. Röntgenpulser från den europeiska XFEL gör att större molekyler kan undersökas genom att föra in dem i röntgenstrålen med hjälp av ett fint gasmunstycke.

Ett avgörande steg i undersökningen var injiceringen av en UV-puls, som dyker upp strax före röntgenpulsen och exciterar molekylerna. På så sätt skapades en slowmotionfilm av händelserna genom att variera tidsintervallet mellan pulssekvenserna. Experimenten visar att 2-tiouracil böjs under UV-excitation, vilket beror på svavelatomens specifika egenskaper. Denna atom hämmar omvandlingen av UV-strålning till ofarlig värme.

Relevans för forskning

Rekonstruktion av molekylen kan göras till viss del utan att alla atomer behövs, med endast svavel-, syre- och vätekärnor som behöver detekteras. Dessa resultat publicerades i den berömda specialisttidskriftenNaturkommunikationpubliceras. Dessutom diskuterar en mängd andra studier, såsom de av Kneuttinger et al., vikten av UV-inducerade DNA-pyrimidinlesioner och deras reparationsmekanismer.

Sammanfattningsvis visar forskning att förändringar och dynamik hos molekyler under UV-ljus har mer inflytande på biologiska processer än vad som tidigare antagits, och ger därför viktiga ledtrådar för vidareutveckling av terapeutiska tillvägagångssätt inom kemi och biologi.