Modellbausatz für modifizierte DNA-Nukleotide
Röntgenstrukturanalyse von Forschern der Universität Konstanz erlaubt Einblicke in das Bindungsverhalten von modifizierten Nukleotiden
Wissenschaftlern der Universität Konstanz ist es gelungen, erstmals die Kristallstrukturen für Analoga aller vier natürlichen Bausteine des Erbguts zu bestimmen. Die Forscher der Konstanzer Graduiertenschule Chemische Biologie ermittelten die 3D-Struktur von sechs modifizierten DNA-Nukleotiden im Komplex mit der verkürzten DNA-Polymerase aus „Thermus aquaticus“.
Die Konstanzer Strukturanalysen geben Einblicke in das Bindungsverhalten von modifizierten Nukleotiden und erlauben dadurch Prognosen für die Kompatibilität von künstlich gestalteten Nukleotiden mit den natürlichen Enzymen, ohne wie bislang üblich das Bindungsverhalten durch reines Ausprobieren auszutesten. Die Forschungsergebnisse ermöglichen ein rationales Design von modifizierten Nukleotiden und sind somit ein wesentlicher Schritt voran im Bereich der synthetischen Biologie. Die gezielte Modifikation von Nukleotiden bildet die Grundlage für eine Vielzahl von biotechnologischen Anwendungen und wird unter anderem für die DNA-Sequenzierung eingesetzt.
Die Konstanzer Forscher nutzten die Röntgenstrukturanalyse als Methode, um die 3D-Struktur der synthetisierten Nukleotide im Komplex mit der DNA-Polymerase zu bestimmen. Anhand der ermittelten Kristallstrukturen analysierten sie die strukturellen Bedingungen, nach denen künstliche Nukleotide von natürlichen Enzymen akzeptiert werden. Aufbauend auf ihren Strukturanalysen ergründeten sie, wie Modifikationen beschaffen sein müssen, um beliebige weitere chemische Bausteine an die Nukleotide zu binden. Mit ihren Rückschlüssen erforschten die Wissenschaftler damit die Grundlagen, um nahezu beliebige chemische Bausteine an die DNA anzuhängen. „Es ist vergleichbar mit einer Art Werkzeugkasten, der uns die Instrumente bietet, um Modifikationen je nach Zweck anzupassen“, erläutert Konrad Bergen, Doktorand der Graduiertenschule Chemische Biologie an der Universität Konstanz. Gemeinsam mit Anna-Lena Steck, ebenfalls Doktorandin der Graduiertenschule Chemische Biologie, führte er das Forschungsprojekt in den Arbeitsgruppen von Prof. Dr. Andreas Marx, Prof. Dr. Wolfram Welte und Prof. Dr. Kay Diederichs durch.
Originalveröffentlichung
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
Meistgelesene News
Weitere News von unseren anderen Portalen
Zuletzt betrachtete Inhalte
HepaRegeniX GmbH - Ulm, Deutschland
Forscher finden «Krebssignatur» in Proteinen
Fall gelöst: Der Biosynthese von Strychnin auf die Spur gekommen - Äußerst komplexes und pharmakologisch wichtiges Molekül mittels „Metabolic Engineering“-Methoden hergestellt
Antibiotika aus Tabak - Toxin-Shuttle macht’s möglich
Sachsens Biotechnologie schlägt Brücken in die USA - BIO CITY LEIPZIG kooperiert künftig mit Biotech-Inkubator in Kalifornien
Bosch entwickelt COVID-19-Schnelltest - Testergebnisse ermöglichen Differenzialdiagnostik in unter 2,5 Stunden
Künstliche Intelligenz wird zum Effizienzhebel im Labor - Neuer Report zeigt Potenziale der KI bei der Analysen-, Bio- und Labortechnik
Bakterien außerhalb der Erde? - Spuren von Leben wären in einzelnen Eisteilchen von Monden im Sonnensystem nachweisbar
Ausblick auf 2023: Mehr als 45 neue Medikamente möglich - Arzneimittel gegen Krebserkrankungen und Infektionskrankheiten überwiegen
