Enzimmel működő naptej gyógyíthatja a leégést a jövőben

Az Ohio Egyetem kutatóinak első alkalommal sikerült feltárniuk, hogy miként működik a leégés ellen védő egyik enzim. Az emlősöknél - így nálunk is - hiányzik ez a védelem, de az enzim felhasználásával a napégés kezelésére alkalmas naptejeket vagy gyógyszereket lehetne előállítani.

A Nature vasárnapi, online kiadásában megjelent tanulmány szerzőinek első alkalommal sikerült megfejteniük a fotoliáz nevű enzim működését - az enzim az emlősöknél ugyan nincs jelen, de az állatok nagy részénél igen, sőt még a növények egy részében is megtalálható. A fotoliáz a nap ultraviola sugarai által keltett DNS-károsodást képes kijavítani azáltal, hogy egy elektront és egy protont juttat a sérült DNS-szálba.

Az UV-sugarak azáltal károsítják az örökítőanyagot, hogy átrendezik a DNS bázisai között fennálló kémiai kötéseket: a DNS-molekulákban négyféle bázis - adenin, timin, citozin és guanin - található, amelyek közül az adenin és a timin, valamint a citozin és a guanin hoz létre egymással kötéseket. Egy korábbi kísérletben - szintén az Ohio Egyetem kutatói - azt tapasztalták, hogy egy UV-sugárzásnak kitett mesterséges molekulában az egymás mellett elhelyezkedő két timinbázis között kevesebb mint egy pikoszekundum alatt jött létre új kémiai kötés (a pikoszekundum a másodperc egymilliomod részének az egymilliomod része). 

Így károsítják az UV-sugarak a DNS-t: az ábra jobb oldalán látható, ahogyan két timin között egy korábban nem létező, felesleges kémiai kötés alakul ki

Dongping Zhong és kollégái most egy újabb jelentős felfedezéssel gazdagították az UV-sugarak DNS-károsító hatásával kapcsolatos tudásunkat. A kutatóknak atomi szinten is sikerült megfigyelniük, hogy a legtöbb állatban jelenlévő fotoliáz enzim hogyan javítja ki azokat a DNS-hibákat, amelyeket a nap ultraviola sugarai okoznak az örökítőanyagban.

A vizsgálatot mesterségesen szintetizált DNS-sel végezték, amelyet UV-fénynek tettek ki: ez - a fentebb már leírt módon - megváltoztatta a bázisok között lévő kémiai kötéseket. Ezt követően nézték meg, hogy mit csinál a fotoliáz: kiderült, hogy az enzim képes kijavítani a hibát, méghozzá a másodperc néhány milliárdod része alatt. Ez egy elektron és egy proton hozzáadását jelentette a sérült DNS-szálhoz, amelyben ennek hatására felbomlottak az UV-fény miatt feleslegben kialakult kémiai kötések - olvasható az EurekAlert híroldalán.

"Egyszerűen hangzik, pedig egyáltalán nem az: a proton és az elektron egy igen összetett kémiai reakciósorozatot indít be, ami rendkívül gyorsan zajlik" - mondta Zhong. Az emberek esetében működnek ugyan hasonló enzimek, de ezek kevésbé hatékonyak: leégés akkor alakul ki, ha ezek az enzimek már nem képesek kijavítani a létrejött hibákat, és a bőrsejtek emiatt elhalnak. Az UV-fényről az utóbbi időben egyértelműen bebizonyosodott az is, hogy a DNS-ben kiváltott mutációkon keresztül a bőrrák első számú oka (bővebben lásd a Daganatok.hu cikkét: Két újabb ráktípusban azonosították a genetikai állományban fellelhető összes mutációt).

A felfedezés a jövőben olyan krémek és gyógyszerek fejlesztését segíthetné elő, amelyek fotoliáztartalmuknak köszönhetően hatékonyan gyógyítanák a leégést.