Biomoleküle, wie Antikörper, Proteine und Peptide, sind wichtige Werkzeuge in der chemischen Biologie und Ansatzpunkte für die Wirkstoffentwicklung. Sie wurden erfolgreich verwendet, um eine Reihe von extrazellulären Proteinen zu inhibieren, allerdings stellt die Interaktion mit intrazellulären Proteinen eine weit größere Herausforderung dar. In dieser Aufsatz diskutieren wir unterschiedliche chemische Ansätze, die zu zellgängigen Peptiden geführt haben, und identifizieren drei eigenständige Vorgehensweisen: die Maskierung von Rückgratamiden, die Strukturierung von Guanidingruppen und die amphipathische Strukturierung. Wir fassen zusammen, wie anhand großer Datensätze, die in steigendem Maße entstehen, spezifischere Designprinzipien für jede dieser Strategien abgeleitet werden können. Wir beschreiben außerdem Vor‐ und Nachteile gängiger Methoden zur Quantifizierung der Zellpenetration. Abschließend geben wir eine Übersicht über die vielversprechendsten Ansätze für die Anwendung dieser neuen Methoden und Designprinzipien zur Optimierung der zytosolischen Penetration eines bioaktiven Peptids.
RNA‐katalysierte RNA‐Ligation wird häufig als Schlüsselreaktion für die Ursprünge der Biologie angesehen. Da jedoch typische Reaktionswege zur Aktivierung von RNA‐Substraten mit der Ribozymkatalyse inkompatibel sind, bleibt unklar, wie präbiotische Systeme aktivierte Bausteine in ausreichender Menge generieren und aufrechterhalten konnten, um zunehmend größere und komplexere RNAs zu bilden. Hier demonstrieren wir die In‐situ‐Aktivierung von RNA‐Substraten unter Bedingungen, die mit der katalytischen Aktivität von Haarnadelschleifen‐Ribozymen vereinbar sind. Wir fanden heraus, dass Diamidophosphat (DAP) und Imidazol die Entstehung von Mono‐ und Oligoribonukleotiden mit 2′,3′‐zyklischen Phosphaten aus monophosphorylierten Vorläufermolekülen in gefrorenem Wassereis ermöglichen können. Diese beständige Aktivierung erlaubt die schrittweise Entstehung langer RNA‐Stränge. Unsere Ergebnisse liefern ein plausibles Szenario für die Erzeugung energiereicher Substrate, die eine ribozymkatalysierte RNA‐Synthese in Abwesenheit eines hoch entwickelten Metabolismus gestatten.
more » « less- NSF-PAR ID:
- 10205330
- Publisher / Repository:
- Wiley Blackwell (John Wiley & Sons)
- Date Published:
- Journal Name:
- Angewandte Chemie
- Volume:
- 133
- Issue:
- 6
- ISSN:
- 0044-8249
- Page Range / eLocation ID:
- p. 2988-2993
- Format(s):
- Medium: X
- Sponsoring Org:
- National Science Foundation
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Abstract -
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Abstract Polymernetzwerke sind Materialien, die aus vielen kleineren Komponenten aufgebaut sind, die als “Vernetzungspunkte” und “Stränge” bezeichnet werden und über kovalente oder nichtkovalente/supramolekulare Wechselwirkungen miteinander verknüpft sind. Sie gehören zu den vielseitigsten, am häufigsten eingesetzten und wichtigsten Materialien. Von den ersten kommerziellen Polymeren über die Kunststoffrevolution des 20. Jahrhunderts bis in die Gegenwart gibt es nahezu keine Aspekte des modernen Lebens, die nicht von Polymernetzwerken beeinflusst werden. Dennoch müssen noch viele Herausforderungen in Angriff genommen werden, um ein vollständiges Verständnis dieser Materialien zu ermöglichen und ihre Entwicklung für künftige Anwendungen zu fördern, die von Energie‐Harvesting und Energiespeicherung bis zur Gewebezüchtung und additiven Fertigung reichen. Hier geben wir einen Überblick über die Grundlagen der Synthese, Struktur und Eigenschaften von Polymernetzwerken, unter Einbeziehung aktueller Trends auf dem Gebiet. Wir werden außerdem die neuesten Fortschritte bei der Anwendung des Moleküldesigns und der Steuerung der Topologie aufzeigen, um zu demonstrieren, wie ein tiefgehendes Verständnis der Struktur‐Eigenschaft‐Beziehungen zu hochentwickelten Netzwerken mit außergewöhnlichen Eigenschaften führen kann.
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Abstract Helikale Überstrukturen sind weit verbreitet in der Natur, in synthetischen Polymeren und in supramolekularen Anordnungen. Die Steuerung der Chiralität (der Händigkeit) dynamischer helikaler Überstrukturen molekularer und makromolekularer Systeme durch externe Stimuli ist eine anspruchsvolle Aufgabe, die jedoch große Beachtung findet aufgrund des attraktiven Anwendungspotenzials von Materialien mit morphologieabhängigen, einstellbaren Eigenschaften. Die lichtgesteuerte Chiralitätsumkehr in selbstorganisierten helikalen Überstrukturen (d. h. cholesterischen, chiral‐nematischen Flüssigkristallen) steht derzeit im Mittelpunkt des Interesses, da durch die Umkehr der Händigkeit die Drehrichtung von selektiv reflektiertem, zirkular polarisiertem Licht verändert wird, woraus sich ein breites Anwendungspotenzial ergibt. Hier erörtern wir die aktuellen Entwicklungen bei der Chiralitätsumkehr cholesterischer Flüssigkristalle, die durch photoisomerisierbare chirale molekulare Motoren oder Schalter ermöglicht wird. Es werden verschiedene Klassen chiraler photoresponsiver Dotanden (Gastmoleküle) behandelt, die eine reversible lichtgesteuerte Chiralitätsumkehr helikaler Überstrukturen auf der Basis nematischer Wirtkomponenten bewirken können. Wege zum rationalen Design chiraler molekularer Schalter, welche die Chiralitätsumkehr helikaler Überstrukturen auf der Basis cholesterischer Flüssigkristalle bewirken, werden aufgezeigt. Wir hoffen, mit diesem Aufsatz eine Orientierungshilfe für den gezielten Entwurf weicher Materialien mit Potenzial zur stimuligesteuerten Chiralitätsumkehr und multifunktionaler Wirt‐Gast‐Systeme geben zu können.
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