Neues zu natürlichen Molekülfabriken
Mehrere Forschergruppen konstruierten bereits Molekülfabriken. Kürzlich erfolgte dies auf Basis von Rotaxan, einem hantelförmigen Molekül, auf das ein Makrocyclus aufgefädelt ist. Dieser Makrocyclus ist ein kreisförmiges Molekül, das als Katalysator und auch als Molekültransporter fungieren kann. Allerdings ist es immer noch schwierig, die Sequenz bei der Translation zu deletieren. Die Projekt RELOADPEPSYN (A reloadable molecular peptide synthesizer) konstruierte eine synthetische molekulare Maschine, bei der eine Spur wieder aufgeladen werden kann. So können also mehr Peptidketten als zuvor gebildet werden, und die Maschine selbst ist wiederverwendbar. Intelligentes Design bedeutet, dass der Makrocyclus in einer bestimmten Sequenz jeden Baustein entlang des "Pfades" binden und lösen kann, diesen dann zum nächsten Baustein transportiert und damit eine kovalente Bindung zwischen beiden erzeugt. Auf diese Weise wächst das neue Protein in mehreren Blöcken (sequentielle Integrität). Da Rotaxane ineinandergreifen, kann der Makrocyclus ohne Dissoziation einrasten. Nach mehreren Optimierungsschritten bei einer mit zwei Aminosäuren beladenen Rotaxanmaschine war die Ausbeute zufriedenstellend. Massenspektrometrische Analysen zeigten, dass die beiden Aminosäuren beim Wachstum der Kette eingebaut und in richtiger Reihenfolge angeordnet wurden. Eine nach dem Prinzip von RELOADPEPSYN konstruierte aufladbare Molekülmaschine könnte die Forschung enorm voranbringen, etwa in der Nanotechnologie, wo Peptide in Detergenzien eingesetzt werden. Auch der Ersatz von geschädigtem Gewebe, fehlerhaften Enzymen oder Lungengewebe zur weiteren Versorgung des Körpers mit Sauerstoff sind denkbare Anwendungen.
Schlüsselbegriffe
Molekülfabriken, Proteinproduktion, Rotaxan, RELOADPEPSYN, Peptidproduzent