Arbeta med ett enzym som bryter ned läkemedel mot cancer hos människor, University of North Carolina i Chapel Hill har biokemister och kollegor gjort en upptäckt som de tror så småningom skulle kunna bidra till att förbättra sådana läkemedel "utformning och effektivitet.
Forskarna har visat att enzymet proteinet kan göras för att "flyga genom gasfasen" - som lösningsmedel vatten är helt frånvarande - utan att ändra dess struktur.
När en lösning som innehåller det enzym som infördes som en fin dimma i ett vakuum skapas i en masspektrometer i laboratoriet, var normala molekylerna i en lösning helt avdunstat, lämnar kala, laddade molekyler som kallas joner, säger forskarna. Proteinet joner fångades i extremt hög vakuum för sekunder, men i den nya experiment förblev en enda vattenmolekyl ostört, vilket var en överraskning eftersom ingen någonsin sett förut.
"Detta tyder på hur vi kan förändra en hämmare molekyl så att den passar enzymet mer perfekt och därmed bli mer effektiva i att blockera det enzym agerande i att förstöra cytostatika", säger Dr Richard V. Wolfenden, Alumni Ärade professor i biokemi och biofysik vid UNC School of Medicine.
I försök med enzymet cytidindeaminas, som härrör från bakterier och många andra källor, markera första gången som forskare har upptäckt en vattenmolekyl i en protein molekyl med masspektrometri, sade han.
En rapport om forskning visas i senaste numret av Proceedings of National Academy of Sciences. Förutom Wolfenden, UNC deltagare är huvudförfattare Dr Christoph H. Borchers, biträdande professor i biokemi och biofysik och fakultet direktör för UNC Michael Hooker Proteomics Core Facility, och doktoranden Gottfried K. Schroeder. Wolfenden och Borchers är medlemmar av UNC s Lineberger Comprehensive Cancer Center.
"När den aktiva platsen för detta enzym binder till vad som kallas den aktiva platsen för en välsittande hämmare molekyl, den också binder en enda vattenmolekyl, vilket verkar vara instängd i en liten lucka med hämmare" Wolfenden sagt. "Det binda av vattenmolekylen från omgivningen framgår av det faktum att detta protein vattenflaska" flugor för många sekunder genom ett nästan perfekt vakuum i vilken vattenmolekylen skulle förångas omedelbart om det utsattes för omgivningen. "
Inne i masspektrometer tillverkas av Bruker Daltronics, Inc., var vakuum jämförbar med vakuum som finns i intergalaktiska rymden, sade han.
Wolfenden sade närvaro av vattenfyllda klyftan tips på hur en hämmare kan förbättras ytterligare - genom att utvidga den till att fylla gapet - vilket är viktigt vid utformningen av droger.