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揭示了PUVA光疗法治疗皮肤病的反应机制

术语“PUVA”代表“补骨脂素”和“UV-A辐射”。补骨脂素是天然的植物性化合物,可以从诸如巨型猪笼草等伞形植物中提取。含有补骨脂素的植物提取物已经在古埃及用于治疗皮肤病。现代医疗用途始于20世纪50年代。从那时起,他们被用于皮肤病如牛皮癣和白癜风的光依赖治疗。从20世纪70年代开始,PUVA疗法被用于治疗一种称为皮肤T细胞淋巴瘤的皮肤癌。

补骨脂素插入DNA的关键构建块(碱基)之间,即遗传分子。当受到紫外线辐射时,它们与胸腺嘧啶(一种特定的DNA碱基)结合,从而对遗传分子造成不可逆的损害。这反过来又引发程序性细胞死亡,最终破坏患病细胞。

与HHU物理化学研究所的Peter Gilch教授合作的研究人员现在与来自慕尼黑大学的Wolfgang Zinth教授的工作小组合作,分析了这种结合反应的确切机制。他们为此目的使用时间分辨激光光谱学。

他们发现 - 在补骨脂素分子吸收紫外线后 - 反应分两个阶段进行。首先,补骨脂素分子和胸腺嘧啶之间形成单键。然后形成第二键形成永久连接两个部分的四元环(环丁烷)(参见图)。杜塞尔多夫和慕尼黑的研究人员也能够证明第一阶段发生在一微秒内,而第二阶段需要大约50微秒。他们将这一过程与紫外线对“裸露”DNA的破坏进行了比较。该过程也经常导致环丁烷环,但是该过程比当补骨脂素存在时发生得快得多。

Gilch教授解释了研究的背景:“如果我们能够理解反应是如何发生的,我们可以通过有针对性的方式化学改变补骨脂素,使PUVA疗法更加有效。”与他的有机化学同事ThomasMüller博士一起,他希望在DFG项目的范围内在HHU开发这些高性能的补骨脂素分子。

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