Las moléculas sintéticas no solo pueden imitar las estructuras de sus modelos biológicos, sino que también pueden asumir sus funciones e incluso competir con éxito con ellas, como una secuencia de ADN artificial diseñada por Ludwig-Maximilians-Universitaet LMU en el químico de Munich Ivan Hucahora se muestra
El químico Ivan Huc encuentra la inspiración para su trabajo en los principios moleculares que subyacen a los sistemas biológicos. Como líder de un grupo de investigación dedicado a la química supramolecular biomimética, crea moléculas 'no naturales' con formas definidas y predeterminadas que se parecen mucho a las principales biológicaspolímeros, proteínas y ADN, que se encuentran en las células. Las columnas vertebrales de estas moléculas se denominan "foldamers" porque, al igual que los patrones de origami, adoptan formas predecibles y pueden modificarse fácilmente de varias maneras. Después de haberse mudado a LMU desde su posición anterior enLa Universidad de Burdeos, el verano pasado, Huc ahora ha logrado sintetizar una molécula helicoidal que imita las características de la superficie de la doble hélice del ADN tan de cerca que las proteínas de unión de ADN de buena fe interactúan con ella.
Este trabajo se describe en un artículo que acaba de aparecer Química de la naturaleza . El nuevo estudio muestra que el compuesto sintético es capaz de inhibir las actividades de varias enzimas procesadoras de ADN, incluida la 'integrasa' utilizada por el Virus de Inmunodeficiencia Humana VIH para insertar su genoma en el de su célula huésped.La demostración exitosa de la eficacia de la mímica de ADN sintético podría conducir a un nuevo enfoque para el tratamiento del SIDA y otras enfermedades retrovirales.
El nuevo documento se basa en los avances descritos en dos publicaciones anteriores en Química de la naturaleza ya publicado este año. En el primero de estos documentos, Huc y sus colegas desarrollaron un patrón de interacciones de unión requeridas para permitir que las moléculas sintéticas asuman formas estables similares a las estructuras vertebrales helicoidales de las proteínas. En el segundo, resolvieron las condicionesse requiere para permitir que su hélice sintética se agregue a las proteínas naturales durante la síntesis por los ribosomas celulares. "Como siempre en biología, la forma determina la función", explica. En el nuevo estudio, introduce una molécula sintética que se pliega en una estructura helicoidal que imitacaracterísticas superficiales de la doble hélice de ADN, y cuya forma precisa puede ser modificada de forma modular mediante la unión de varios sustituyentes, lo que permite al experimentador imitar en detalle la forma de la doble hélice de ADN natural, en particular la posición de las cargas negativas.La imitación es tan convincente que actúa como un señuelo para dos enzimas de unión al ADN, incluida la integrasa del VIH, que se une fácilmente y es esencial.aliado inactivado
Sin embargo, la pregunta crucial es si el foldamer puede o no competir efectivamente por las enzimas en presencia de su sustrato normal de ADN ". Si las enzimas aún se unen al foldamer en condiciones competitivas, entonces el imitador debe ser un mejor aglutinante que"El ADN natural en sí mismo", dice Huc. Y, de hecho, el estudio demuestra que la integrasa del VIH se une más fuertemente al foldamer que al ADN natural ". Además, aunque inicialmente diseñado para parecerse al ADN, el foldamer debe sus propiedades más útiles y valiosas alas características que lo diferencian del ADN ", señala Huc.
Gracias a la naturaleza modular del diseño de foldamer, las estructuras de estos imitadores de ADN artificial pueden alterarse fácilmente, lo que permite producir una amplia gama de variantes utilizando la misma plataforma básica. En el estudio actual, Huc y sus colegas se han centradoen enzimas que son genéricamente capaces de unirse al ADN, independientemente de su secuencia de bases. Sin embargo, también puede ser posible utilizar el enfoque de pledamer para desarrollar imitaciones de ADN que pueden bloquear la acción de las muchas proteínas importantes de unión al ADN cuyas funciones dependen deEl reconocimiento de secuencias de nucleótidos específicas.
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Materiales proporcionado por Ludwig-Maximilians-Universität München . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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