Zwei synthetische Moleküle wurden entwickelt, um die Aufklärung zellulärer Funktionen zu unterstützen

Ein vom Körper auf natürliche Weise produziertes Molekül auf Zuckerbasis kann Zellen dabei helfen, zu wachsen, sich in verschiedene Typen zu differenzieren, sich bei Bedarf selbst zu zerstören und vieles mehr. Es hilft, das Genom der Zelle zu schützen, DNA zu reparieren und die Weitergabe von Genen zu regulieren. Das Molekül mit der Bezeichnung Poly(adenosindiphosphat-Ribose) oder Poly(ADP-Ribose) kann potenziell zur Vorbeugung und Behandlung von Krankheiten beitragen – wenn Wissenschaftler genau herausfinden können, wie es funktioniert.

Um solche wissenschaftlichen Entdeckungen zu ermöglichen, entwickelten Forscher am Institute for Glyco-core Research (iGCORE) der Gifu-Universität in Japan zwei synthetische Versionen eines ADP-Ribose-Fragments.

Sie veröffentlichten ihren Ansatz im Europäisches Journal für Organische Chemie.

Wenn Zellen neue Proteine ​​herstellen, übertragen sie die genetischen Anweisungen auf Maschinen, die die Proteine ​​aufbauen können. Während dieses Prozesses können einige Moleküle oder Molekülfragmente als posttranslationale Modifikation an das Protein binden. Das Poly(ADP-Ribose)-Fragment, bekannt als Ribosyladenosin-5′,5′′-diphosphat, könnte dabei helfen, spezifische zelluläre Funktionen aufzudecken, aber natürlich vorkommende Fragmente sind zu vielfältig, als dass Wissenschaftler umfassende Funktionen zuordnen könnten.

„Das Problem ist die mangelnde Verfügbarkeit homogener Oligo- und Poly(ADP-Ribose)-Proben, die für Studien auf molekularer Ebene erforderlich sind, um ihre detaillierten Funktionen aufzuklären“, sagte Co-korrespondierender Autor Hide-Nori Tanaka, Assistenzprofessor am iGCORE. Oligo- und Poly(ADP-Ribose) beziehen sich auf die Anzahl der Komponenten, die sich zu einem ADP-Ribose-Molekül verbinden.

„Um diesen Engpass anzugehen und die ADP-Ribose-Biologie zu beschleunigen, haben wir zwei praktische Syntheseansätze für Ribosyladenosin-5′,5“-diphosphat, ein Fragment von Poly(ADP-Ribose), entwickelt, um strukturell wohldefinierte ADP-Ribose-Oligomere bereitzustellen Polymer.“

Bei der ersten Methode wurde mithilfe einer kommerziell erhältlichen Lösung schrittweise ein Gerüst aufgebaut, dem die Forscher dann Kohlenhydrate hinzufügten. Der zweite Ansatz wurde in einem einzigen Schritt zusammengefasst, bei dem die Forscher ein bekanntes Molekül verarbeiteten, das aus einer kommerziell erhältlichen Lösung an andere Moleküle binden kann. Laut Tanaka erzeugten beide Methoden einen gemeinsamen Vorläufer, der sich in einen konjugationsbereiten Baustein umwandelt, der für die Anwendung in der ADP-Ribose-Synthese vorbereitet ist.

„Der nächste Schritt ist die ADP-Ribose-Oligomer-Synthese unter Verwendung des Bausteins, den wir in diesem Artikel vorbereitet haben“, sagte Tanaka. „Unser oberstes Ziel ist es, die detaillierten Funktionen von Oligo- und Poly(ADP-Ribose) durch einen chemisch-biologischen Ansatz unter Verwendung synthetischer Moleküle aufzuklären.“