|
Die Herausforderung für das Weizmann-Team war das
stufenweise Festhalten eines komplexen Prozesses (der innerhalb eines
Bruchteils einer Sekunde erfolgt), den ein Enzymmolekül bei seiner
Arbeit durchläuft. Ihre Pioniermethode wurde in "Nature Structural
Biology" veröffentlicht und als erste Methode dieser Art sowie als ein
potenzielles, wichtiges Werkzeug für Biophysiker gepriesen.
Um einen "live action" Filmmaterial zu produzieren,
benutzen Sagi und ihr Team eine Methode, die mit der "stop-action"
Fotografie verwandt ist, aber auf einem weitaus kleineren Format
basiert. Unter Verwendung moderner Methoden der chemischen Analyse
haben sie den Prozess in bestimmten Stadien buchstäblich eingefroren,
um den genauen Grundriss des Moleküls in jedem Stadium festzuhalten.
Das Schwierigste war, so Sagi, die genauen Zeitabschnitte zu
bestimmen, die es ihnen ermöglichten, jede Phase der Enzymaktivität
deutlich zu sehen. Sie verglich es mit dem Versuch, das Einrühren von
Sirup in einen Kuchenteig in einem Film festzuhalten - wobei
abgeschätzt werden muss, welche der einzelnen Stadien des Ablaufs so
deutlich wie möglich zu erkennen sein müssen.
Anhand einer animierten Folge einzelner Fotos haben
die Wissenschaftler einen seltenen Einblick in den komplizierten Tanz
des Lebens auf der Ebene von Molekülen erhalten. "Diese Methode," sagt
Sagi, "repräsentiert mehr als einen grossen Durchbruch in Bezug auf
die Arbeitstechniken, die zum Verstehen der Enzymaktivität eingesetzt
werden. Es verändert das gesamte Vorgehen bei der Entwicklung von
Arzneimitteln. Jetzt können wir ganz präzise identifizieren, welche
Teile eines Moleküls die aktiven Zonen sind (solche, die konkrete
Aufgaben erfüllen), und wie die genaue Permutation dieser molekularen
Segmente während des gesamten Verlaufs aussieht. Neue, synthetische
Arzneimittel lassen sich entwickeln, die auf spezifische Abläufe oder
kritische Konfigurationen abzielen." Genau damit befasst sich Sagi´s
Team im Speziellen für eine Enzymfamilie, die bekannterweise eine
Rolle in Krebsmetastasen spielt, befasst sich Sagi`s Team genau
hiermit. Matrix-Metalloproteinasen (MMPs) unterstützen die Krebszelle
bei ihrer Flucht und ihrem Eindringen in neues Gewebe, durch den Abbau
von Strukturproteinen, die Zellen an ihrem Platz halten, eine
Fähigkeit, die normalerweise für die Beseitigung von Geweben
verantwortlich ist, um neues Gewebe entweder auf Wachstum oder
Reparatur vorzubereiten. Unter Verwendung dieses aus dieser neuen
Methode gewonnenen Wissens hat das Team ein Molekül entworfen, dass
MMPs in einem entscheidenden Stadium ihres Tanzes blockiert.
Prof. Irit Sagi´s Forschungsarbeit wird finanziell
unterstützt von dem Avron-Wilstatter Minerva Center, dem Helen and
Milton A. Kimmelman Center for Biomolescular Structure and Assembly,
dem Cell and Joseph Mazer Center for Structural Biology, dem
Jacubskind-Cymerman Prize, dem Laub Fund for Oncogene Research, Prof.
Clotilde Pontecorvo, Italien und dem Verband der Chemischen Industrie. |
