Pistol-Ribozym

Pistol-Ribo­­zym: Ins Herz der Chemie ge­­troffen

Mit bisher unerreichter Genauigkeit beschreiben Chemiker vom Institut für Organische Chemie in einer aktuellen Publikation die gesamte Reaktions­koordinate des sogenannten Pistol-Ribozyms. Dieses erst kürzlich entdeckte Molekül steuert wichtige biologische Prozesse, wie die Vervielfältigung von RNA-Genomen.

Die unter dem Namen Ribozyme zusammengefassten RNA-Moleküle beschleunigen chemische Reaktionen in der Zelle. Vor einigen Jahren wurden vier neue Klassen dieser Moleküle entdeckt, an deren funktioneller Aufklärung die Arbeitsgruppe um Ronald Micura federführend mitwirkt. 2016 war es den Innsbrucker Wissenschaftler gelungen, die funktionelle Struktur des Pistol-Ribozyms erstmals zu beschreiben und somit ein dynamisches Bild des Moleküls zu liefern. Ein Jahr später konnten die Forscher jene Nukleotide und ein Metallion identifizieren, deren chemische Reaktion für die Aufspaltung des Ribozyms verantwortlich zeichnet. Diese Moleküle aktivieren sich nämlich, in dem sie sich selbst entzweischneiden.

In einer Arbeit in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie International Edition gehen die Forscher um Ronald Micura gemeinsam mit Kollegen in den USA und in China nun noch einen Schritt weiter. Während die Strukturaufklärung von Ribozymen in der Regel an Molekülen direkt vor dem Auseinanderschneiden erfolgt, konnten sie jetzt auch den Übergangszustand mimetisch nachbilden und damit den gesamten mechanistischen Ablauf der chemischen Reaktion dokumentieren. „Diese Übergange sind hochenergetische Zustände, die im Allgemeinen nicht direkt untersucht werden können. Deshalb haben wir eine Anleihe in der anorganischen Chemie genommen und mit einem sogenannten Vanadat-System den chemischen Übergangszustand nachgebildet. Auf diese Weise konnten wir den chemischen Mechanismus aufklären“, erzählt Ronald Micura.

Das Pistol-Molekül ist erst das dritte Ribozym, das auf diese Weise beschrieben werden konnte. Das Interesse an den Ergebnissen ist dementsprechend groß. Besonders Theoretiker interessieren sich für diese detailreichen Analysen, weil sie damit ihre eigenen Prognosen überprüfen können. Den Innsbrucker Chemikern gelang es aber nicht nur den Übergangszustand darzustellen, sie konnten auch zeigen, dass ein spezifisches Metallion für die Stabilisierung des Reaktionsprodukts verantwortlich zeichnet. 

Finanziert wurde die Untersuchung unter anderem vom österreichischen Wissenschaftsfonds FWF und der österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG sowie von Forschungsförderungsgesellschaften in den USA und China.

News aktuell – die neuesten Beiträge

weitere Beiträge

Nach oben scrollen