Uventet opdagelse om essentielt enzym

Enzymet, der producerer DNA-byggesten, spiller en vigtig rolle, når celler deler sig. I en ny undersøgelse, forskere har for første gang opdaget, at enzymets såkaldte master-switch kan ændre placering – mens de stadig udfører den samme opgave.

Alle livsformer skal skabe nye celler for at vokse eller erstatte gamle celler. Men før en celle kan dele sig, den skal kopiere hele sit genom. Det er her, det pågældende enzym kommer i spil. Enzymet, RNR, producerer de byggesten, der kræves til DNA-replikation. Når man kopierer DNA, det er vigtigt at have præcis den rigtige mængde af de fire forskellige typer byggeklodser. For meget eller for lidt af nogen af ​​dem forårsager mutationer, der i sidste ende kan føre til kræft.

Den såkaldte master switch er den specifikke del af enzymet, der regulerer antallet af forskellige byggesten. Når der er produceret et tilstrækkeligt antal byggesten til DNA-kopiering eller reparation, enzymet slukkes ved hjælp af hovedafbryderen. Uden denne funktion, enzymet ville konstant arbejde på at producere flere byggesten.

Proteinmodulet fungerer noget som en molekylær epoxylim, da den har den indbyggede kapacitet til at klæbe proteinerne sammen, men kun kan gøre det, når "hærderen, "en af ​​DNA-byggestenene, er til stede i høj nok koncentration. Dette fungerer som et signal om, at enzymet skal slukkes.

Forskerne har nu undersøgt dette enzym i en marin bakterie og, for første gang, opdagede, at enzymets tænd/sluk-knap var et andet sted. "Switchen er genetisk sprunget fra en underenhed til en anden, alligevel fortsætter den med at udføre nøjagtig den samme opgave. Dette var en stor overraskelse for os og demonstrerer naturens evne til at bruge eksisterende komponenter på helt nye måder, " siger Derek Logan, lektor i kemi ved Lunds Universitet i Sverige.

Forskerne gennemførte en detaljeret undersøgelse af, hvordan hovedafbryderen fungerer, når den tændes og slukkes. Ved at lukke og åbne, underenhederne hænger bogstaveligt talt sammen eller giver slip. Derek Logan studerede switch-funktionen sammen med kolleger fra universiteter i Stockholm, Uppsala, Umeå og Tel Aviv. Forskerne viser, hvordan RNR-enzymet fortsætter med at regulere antallet af forskellige byggesten, trods sin usædvanlige placering.

Selvom undersøgelsen vedrører en marin bakterie, forskerne mener, at det generelt er interessant, at denne type grundlæggende regulering kan tage forskellige evolutionære veje. Forskningsresultaterne kan vise sig nyttige i fremtiden til udvikling af nye antibiotika og i industrielle sammenhænge, ​​hvor det er vigtigt at kunne tænde og slukke for enzymer i produktionen af ​​kemikalier.

"Denne funktion kan potentielt bruges til at klæbe andre ikke-relaterede proteiner sammen for at forhindre dem i at virke, hvis det er nødvendigt, " slutter Derek Logan.