Międzynarodowy zespół z udziałem naukowców Uniwersytetu Warszawskiego opracował metodę stereokontrolowanej syntezy tiofosforanowych nukleotydów. Ma ona ułatwić badania nad związkami o potencjale terapeutycznym.
Nukleotydy to związki chemiczne o niezwykle istotnym znaczeniu dla funkcjonowania organizmów żywych. Jest to swego rodzaju komórkowa „waluta” dostarczająca energii procesom komórkowym. Pełnią one funkcję kofaktorów enzymatycznych, aktywujących nasze biokatalizatory. Biorą też udział w sygnalizacji wewnątrzkomórkowej i międzykomórkowej, są składnikami kwasów nukleinowych oraz substratami do ich syntezy. Dzięki tym ważnym funkcjom biologicznym nukleotydy mają również olbrzymi potencjał w kontekście rozwijania nowych terapii.
Mamy do czynienia z licznymi enzymami zdolnymi do niszczenia nukleotydów, dlatego aby w pełni wykorzystać ich potencjał wprowadza się do nich pewne modyfikacje zmieniające ich właściwości, w szczególności poprawiające trwałość w układach biologicznych – wyjaśnia prof. Jacek Jemielity z Uniwersytetu Warszawskiego. – Jedną z najpopularniejszych modyfikacji stosowanych w tym kontekście jest ta tiofosforanowa, w której jeden z atomów tlenu w grupie fosforanowej zostaje zastąpiony atomem siarki – dodaje.
Taka zmiana prowadzi do powstania nowego centrum stereogenicznego na atomie fosforu, a to oznacza, że możliwe jest rozmieszczenie podstawników w przestrzeni wokół atomu fosforu na dwa różne sposoby, co prowadzi do dwóch różnych związków, zwanych stereoizomerami. Aby badać je i stosować dalej w kontekście terapeutycznym, muszą one być rozdzielone na czyste stereoizomery, co jest procesem często bardzo trudnym, a czasem wręcz niemożliwym.
Międzynarodowy zespół, w skład którego wchodzili naukowcy z Wydziału Fizyki UW (mgr Olga Perzanowska, dr hab. Joanna Kowalska) i Centrum Nowych Technologii UW (prof. dr hab. Jacek Jemielity) oraz badacze ze Scripps Research i National Institutes of Health (USA) i University of Bonn (Niemcy), opracował i zobrazował użyteczność
metody stereokontrolowanej syntezy tiofosforanowych nukleotydów. Termin „stereokontrolowana” oznacza, że dzięki tej metodzie możliwe jest otrzymanie tylko jednego z dwóch dopuszczalnych stereoizomerów nukleotydu. Użyteczność metody przedstawiono na wielu przykładach ważnych biologicznie nukleotydów.
Wśród otrzymanych nukleotydów ważnym przykładem były nowe tzw. analogi końca 5’ mRNA, tzw. kapu, czyli reagenty wykorzystywane do produkcji terapeutycznego mRNA – opisuje dr hab. Joanna Kowalska.
Struktura kapu jest niezwykle istotna dla biologicznych funkcji i terapeutycznych zastosowań informacyjnego RNA (mRNA). Za zbadanie właściwości tych nowych związków był odpowiedzialny zespół z Uniwersytetu Warszawskiego.
Inne tiofosforanowe analogi kapu opracowane przez polskich badaczy są stosowane m.in. w badaniach klinicznych nad przeciwnowotworowymi szczepionkami opartymi na technologii mRNA.
Wyniki badań z udziałem naukowców z UW zostały opublikowane na łamach czasopisma Nature Chemistry.
źródło: UW