2-Oxoglutarat-abhängige Oxygenasen sind eine Enzymfamilie, die in Lebewesen zahlreiche Reaktionen katalysiert – von der Steuerung der Genexpression bis zur Bildung von Antibiotika wie Penicillin. Mit intensiven Röntgenstrahlen haben Wissenschaftler nun unerwartete Funktionen von Wassermolekülen in diesen Enzymen entdeckt. Wasser ist offenbar kein passives Lösungsmittel, sondern übernimmt aktive Rollen: Es kann Protonen übertragen, die Faltung des aktiven Zentrums stabilisieren oder an der Bindung von Substraten beteiligt sein. Diese Erkenntnisse sind besonders relevant, weil einige dieser Enzyme mit Krebs in Verbindung stehen und andere für die Produktion von Penicillin wichtig sind. Ein besseres Verständnis der Wasserrollen könnte daher neue Ansätze für die Entwicklung von Medikamenten ermöglichen, die gezielt in diese Enzyme eingreifen. Die Studie zeigt, wie hochentwickelte Röntgenmethoden Einblicke in die Dynamik biologischer Moleküle liefern können.
Hintergrund: 2-Oxoglutarat-abhängige Oxygenasen benötigen Eisen(II) und 2-Oxoglutarat als Cofaktoren und katalysieren Hydroxylierungen. Sie kommen in vielen Organismen vor und sind Angriffspunkte für Medikamente.
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