Das Nationale Krebsinstitut hat USC-Wissenschaftlern $3,5 Million für eine Studie des Enzyms zugesprochen, das zuverlässig unsere genetischen Informationen kopiert und sie aktiviert, von einer Generation zum folgenden zu passieren.
Die Bewilligung finanziert die strukturelle, biochemische und Computeruntersuchungen, die konstruiert werden, um aufzudecken, wie das Enzym, DNS-Polymerase, so wenige Fehler macht.
„Dieses ist eine eindeutige Gelegenheit, Theorie zu heiraten und Experiment in der molekularen und chemischen rechnerischbiologie,“ sagte Projektleiter Myron Goodman, Professor von biologischen Wissenschaften und von Chemie im USC-College von Schreiben, von Künsten und von Wissenschaften.
„Wir stellen Fragen, die nicht ohne theoretische Hilfsmittel gestellt werden können, und sie können nicht ohne experimentelle und Strukturarbeit beantwortet werden,“ sagte Arieh Warshel, Professor von Chemie, der das theoretische Teil des Projektes führt und die Formung der Enzymaktivität unter Verwendung der hoch entwickelten Computer-Software führt, die, er sich entwickelt hat.
Wenn eine Zelle sich teilt, kopiert DNS-Polymerase die DNS der Zelle, unter Verwendung der Reihenfolge von DNS-Basis, die starke Affinität zwischen Basis (A passt mit T zusammen; C mit G) und, am wichtigsten, die vorzügliche katalytische Selektivität des Enzyms, die korrekte Basis dem wachsenden Strang hinzufügen.
Das Enzym fügt die falsche, schlecht zusammengestellte DNS-Basis nur einmal in jeden 10.000 bis eine Million Basis hinzu. Das Weitere Korrekturlesen lässt die Gesamtfehlerrate bis eine in a Milliarde-über sechs Fehler pro Zellteilung fallen.
Die Meisten dieser Veränderungen sind gutartig oder neutral, aber einige führen möglicherweise zu Krebs.
„Die Frage ist, wie das Enzym kann, wann sie die korrekte DNS-Basis gegen das falsche hat und dieses die Drehzahl der Reaktion ändert,“ Warshel sagte.
Ein drittes Projekt, das vom strukturellen Biologen Samuel Wilson, stellvertretender Direktor des Nationalen Instituts der Umwelterhaltungs-Wissenschaften geführt wird, liefert ausführliche 3-D „Schnappschüsse“ des Enzyms.
Basiert auf den Schnappschüssen, Warshels führen Studien zu spezifische Vorhersagen, die Goodmans Team im Labor prüft und dann Feed-back auf dem Baumuster zur Verfügung stellt. Sobald das Baumuster vervollkommnet wird, studieren alle drei Gruppen geänderte Versionen des Enzyms, um die Aktivitäten zu kennzeichnen, die zu seiner Genauigkeit wesentlich sind.