Khả năng điều hòa quá trình quang hóa của RNA nhân tạo

Một trong những thuộc tính của protein là khả năng tương tác và điều hòa tính chất hóa học của các cofactors và các nhóm prosthetic (prosthetic groups: Những nhóm không có tính chất protein là một phần trong cấu trúc hoặc kết hợp với protein để thực hiện chức năng).  Trong công bố này, nhóm nghiên cứu đã chứng minh được khả năng tương tự của một  RNA aptamer (một RNA nhân tạo được chọn lọc) trong việc điều hòa tính chất quang hóa của một hợp chất kim loại. Nhóm nghiên cứu đã chọn lọc ra RNA aptamer từ 1013 phân tử RNA có trình tự ngẫu nhiên. Phân tử này bám đặc hiệu và có ái lực cao với tris(bipyridine) ruthenium (II), Ru(bpy)32+, một hợp chất vô cơ có cấu trúc và năng lượng quang hóa tiềm tàng giống với Chlorophyl và có khả năng phân ly nước bằng ánh sáng để tạo ra khí Hydrogen dùng cho nguyên liệu trong năng lượng sạch.

 

Hình 1: Các quá trình bất hoạt trạng thái triplet quang hoạt của Ru(bpy)32+.

Họ đã tạo ra một RNA aptamer có khả năng gắn chọn lọc đồng phân với ái lực cao với Λ- Ru(bpy)32+  (Kd = 65 nM). Sự gắn kết giữa RNA aptamer giúp cho thời gian tồn tại ở trạng thái quang hóa của Λ-Ru(bpy)32+ kéo dài gấp 4 lần. Sự kéo dài trạng thái quang hóa là một yếu tố quan trọng nhất mà Ru(bpy)32+ trở thành mục tiêu của các ứng dụng như một photosensitizer.  Khả năng điều hòa có được là do RNA aptamer điều hòa tính chọn lọc trong việc cho-nhận điện tử và năng lương của hợp chất này. Khả năng điều hòa này là một gợi ý cho hướng nghiên cứu về khả năng kết hợp của những phân tử sinh học nhân tạo với các chất vô cơ để tăng cường và điều hòa việc thực hiện các phản ứng quang hóa.

Hình 2. Khả năng ngăn chặn việc cho điện tử tùy tiện đến oxygen, qua đó kéo dài thời gian tồn tại của trạng thái hoạt hóa (A) và ngăn chặn sự tạo thành singlet oxygen từ đó ngăn việc phá hủy các phân tử khác, ở đây là DNA (B).

Đọc thêm về thảo luận, kết quả, và phương pháp thực hiện nghiên cứu tại bài báo gốc đã được công bố trên Nature Scientific Reports:

Regulation of photosensitisation processes by an RNA aptamer

http://www.nature.com/articles/srep43272 

Nhóm tác giả: Tran Thi Thanh Thoa 1,2,3,  Noriko Minagawa4, Toshiro Aigaki2, Yoshihiro Ito 1,2,4 & Takanori Uzawa 1,4

1 Nano Medical Engineering Laboratory, RIKEN, Wako, Saitama, Japan.

2 Department of Biological Science, Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Metropolitan University, Hachioji, Tokyo, Japan.

3 Center for Molecular Biology, Duy Tan University, P402, K7/25 Quang Trung, Danang, Vietnam.

4 Emergent Bioengineering Materials Research Team, RIKEN Center for Emergent Matter Science, Wako, Saitama, Japan. Correspondence and requests for materials should be addressed to T.U. (email: tuzawa@riken.jp)

Chuyển ngữ: Tuệ An

Biên tập: TS. Trần Thị Thanh Thỏa, Cố vấn học thuật IBSG và Đại diện IBSG Miền Trung