Von Spiegel-Bild der Biologie, um verbesserte therapeutische Proteine

Wissenschaftler aus dem deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) ist es gelungen, die Rekonstruktion von Biomolekülen in Ihrer spiegelbildlichen form. Ziel der Forscher ist es zu schaffen, ein Spiegel-Bild, künstliche protein-Synthese-system. Ihr Ziel ist die Erzeugung von Spiegel-Bild, therapeutische Proteine wie Antikörper, die würde geschützt werden, die aus biologischen Abbau im Körper und nicht provozieren, irgendeine Reaktion des Immunsystems.

Fast alle biologischen Moleküle existieren als zwei verschiedene räumliche Strukturen, die zueinander wie Bild und Spiegelbild. Diese Moleküle bezeichnet man als Enantiomere. Viel wie einer der rechten und der linken Hand, Sie können nicht übereinander gelegt werden. Je nach der Richtung, in die sich die Moleküle drehen, übergeben von polarisiertem Licht, Sie werden als D-Enantiomere (rechts) oder L-Enantiomere (Links). Während fast alle Proteine in der Natur zu finden sind, die aus L-Aminosäuren, DNA und RNA aufgebaut sind, die aus D-Moleküle.

Wissenschaftler aus dem deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg arbeiten zur Synthese von Biomolekülen in Ihrer spiegelbildlichen form. In Zukunft wollen Sie bauen mehr als einzelne Moleküle: „Unser langfristiges Ziel ist die Erstellung von einfachen, künstlichen biologischen Systeme in der Spiegel-Bild-form entspricht derjenigen, die in der Natur aber nicht mit der Umwelt interagieren“, sagt Projektleiter JöJörg Hoheisel.

In Ihrer jetzigen Arbeit, die Wissenschaftler unter der Leitung von Hoheisel in der Lage gewesen, zu generieren, eine spiegelverkehrte version eines DNA-ligase, die aus D-Aminosäuren. Ligasen Verknüpfung von DNA-Fragmenten zusammen. Die Spiegel-Bild-ligase können bilden einen vollständigen Spiegel-Bild gen aus, ebenso die Spiegelbild-DNA-Fragmente. Mehr D-Enzyme, die DNA replizieren und transkribieren Sie in RNA sind bereits verfügbar. „Das ist so weit wie wir kommen jetzt,“ Hoheisel berichten. „Als Nächstes brauchen wir einen Spiegel-Bild-Struktur, erfüllt die Funktion der Ribosomen in der Zelle.“

Ribosomen sind makromolekulare komplexe in der Zelle, die verantwortlich für die übersetzung der RNA-Stränge in der Kette von Aminosäuren, also Proteine produziert. „Einmal haben wir generiert Spiegel-Bild Ribosomen, wir würden zusammengestellt haben, ein einfaches system, das es uns erlauben würde, zu produzieren jede Art von protein ganz einfach“, sagte Hoheisel. „Das künstliche system wäre unabhängig von der Natur, sondern identisch in allen biophysikalischen und chemischen Eigenschaften und könnte letztlich dazu führen, auf eine archetypische, mirror-image Kopie einer Zelle.“

Dies ist zwar noch eine vision für die fernere Zukunft, der zugrunde liegende Ansatz ist möglicherweise bereits für therapeutische Zwecke genutzt werden, in Naher Zukunft, zum Beispiel zu synthetisieren Spiegel-Bild-Antikörper. Heute sind diese therapeutischen immunoproteins werden synthetisch hergestellt und als Medikamente eingesetzt zur Behandlung einer Reihe von Krankheiten, darunter Krebs. Jedoch, das Immunsystem des Patienten erzeugen kann, körperlichen Antikörper gegen den therapeutischen Antikörper. „Für den Körper, Sie sind letztlich fremde Eindringlinge, die bekämpft werden, nur wie Krankheitserreger,“ Hoheisel erläutert. „Ein Antikörper-Wirkstoff-bestehend aus Spiegel-Bild D-Aminosäuren anstelle von natürlichen L-Aminosäuren würde wahrscheinlich provozieren nicht jede Immunantwort, da das Immunsystem nicht erkennt, D-Moleküle.“

Zusätzlich, Spiegel-Bild-Antikörper könnte therapeutisch aktiven für eine längere Zeit, da Sie sehr langsam biologisch abgebaut im Körper. Man könnte Sie auch bequem eingenommen werden, wie Pillen, da die Verdauungsenzyme im Körper nicht beeinträchtigen würde. Hoheisel verfolgt diese Ziele in eine internationale Kooperation mit Unterstützung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF).