Parlayan Bir DNA Enzimi
Fotoğraf : Araştırmacılar, Supernova adı verilen ve ışık üreten bir deoksiribozim elde edebilmek adına yapay evrim mekanizması kullanmışlardır. 1,2-dioksetan substratı olan CDP-Star varlığında bir kemilüminesan reaksiyonu katalize edilebilmektedir. Işık üretimi aynı zamanda ligand bağlanması ile de ilişkilendirilebilir, bu da Supernova’nın fonksiyonel DNA enzimlerine olumlu açıdan bir katkı sağlayacağını düşündürmektedir. Kaynak: Kateřina Švehlová, Edward Curtis Grubu / IOCB Prag
Geçmişte, öncelikli fonksiyonu genetik bilgiyi depolamak olarak bilinen DNA’nın, kimyasal reaksiyonları da katalize edebildiği artık bilinen bir gerçektir. Bu tür DNA enzimleri (deoksiribozimler) doğada keşfedilmemiş olsa da güçlü yapay evrim teknikleri kullanılarak laboratuvar ortamında izole edilebilmektedirler.
Angewandte Chemie dergisinde (ilk yazar olarak Kateřina Švehlová) yayımlanan çalışmada, IOCB Prag’daki Curtis Grubu, ışık üreten deoksiribozimler için 1016 tek sarmallı DNA molekülünden oluşan bir kütüphaneyi araştırmak adına yapay evrimi kullanmışlardır. Birden fazla eleme işlemi sonucunda, 1,2-dioksetan substratı varlığında kendini fosforile edebilen nadir bir dizi tespit edilmiştir. Bu fosforilasyon bir ayrışma reaksiyonunu ve mavi bir parlamayı tetiklemektedir. Araştırmacılar bunu “deoksiribozim Süpernova” olarak adlandırmışlardır.
Ayrıca ekip, zincir üzerinde 3′ ucunu tamamlayıcı bir oligonükleotit varlığında yalnızca katalitik olarak aktifleşebilen programlanabilir bir Supernova versiyonunu geliştirmiştir. Bu ışık üretiminin, bir ligandın varlığına bağlanabileceğini göstermektedir. Belirtilmesi gerekir ki, ilgili reaksiyon yıkama veya biyokimyasal saflaştırma gibi işlemler gerektirmeden çözelti içerisinde gerçekleşebilmektedir. Prensip olarak, bu yaklaşımı diğer ligand türlerinin tespitine kadar genişletmek mümkün olmalıdır. Elde edilen bu sensörler, özellikle bakım noktası testleri ve yüksek verimli tarama ekranları gibi uygulamalar için faydalı olabilir.
IOCB Prag’daki Curtis laboratuvarı da RNA’yı tek seçim işleminde (normalde gereken on veya daha fazlasında değil) kesen deoksiribozimleri ortaya çıkartmalarını sağlayan yeni bir metodoloji geliştirmiştir. İlgili deoksiribozimlerin en hızlısı, enzimatik olmayan mekanizmaya oran ile 5000 kat daha hızlı RNA bölünmesini gerçekleştirmektedir. Bu genel yaklaşım, özellikle mevcut motiflerin optimizasyonu için faydalı görünmektedir. Ek olarak, ilgilenilen bir ligandın varlığında ışık üretmek için Supernova kullanan yeni sensörlerin geliştirilmesini kolaylaştırabilir. Yapılan son keşifler, fonksiyonel DNA’nın moleküler enzimlerini geliştirmek adına yapay evrimin potansiyelini vurgulamaktadır.
Makaleyi görüntülemek için “Süpernova: Kemilüminesan Bir Reaksiyonu Katalize Eden Deoksiribozim” buraya tıklayın.
Kaynak: phys.org
