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Design proteins beyond nature's 20 amino acids! Explore 200+ non-natural amino acids, FDA-approved ADC cancer drugs, and Nobel Prize-winning click chemistry. Build custom proteins with designer building blocks.

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Was ist das?

🎯 Simulator-Tipps

📚 Glossar

Amino Acid
Ein organisches Molekül, das eine Aminogruppe (NH2) und eine Carboxylgruppe (COOH) enthält und als Bausteine ​​von Proteinen dient. Die Natur verwendet 20 Standard-Aminosäuren.
Non-Canonical Amino Acid (ncAA)
Jede Aminosäure, die über den Standard 20 hinausgeht und durch den universellen genetischen Code kodiert wird, mit besonderen chemischen Eigenschaften für Forschung und Medizin.
Unnatural Amino Acid (UAA)
Ein anderer Begriff für nichtkanonische Aminosäuren, der ihren synthetischen oder nichtnatürlichen Ursprung hervorhebt.
Click Chemistry
Eine Klasse zuverlässiger, selektiver chemischer Reaktionen, die Moleküle unter milden Bedingungen effizient verbinden. Gewann den Nobelpreis für Chemie 2022.
Bioorthogonal Chemistry
Chemische Reaktionen, die in lebenden Systemen ablaufen, ohne die natürlichen biochemischen Prozesse zu beeinträchtigen.
Antibody-Drug Conjugate (ADC)
Eine gezielte Krebstherapie, die einen Antikörper (um Krebszellen zu finden) mit einem zytotoxischen Medikament (um sie abzutöten) kombiniert und über ein chemisches Verbindungsstück miteinander verbindet.
Amber Suppression
Eine Technik, die das Amber-Stoppcodon (UAG) umfunktioniert, um stattdessen eine nicht-natürliche Aminosäure zu kodieren und so den genetischen Code zu erweitern.
Orthogonal tRNA
Eine Transfer-RNA, die nicht mit den Aminoacyl-tRNA-Synthetasen der Wirtszelle interagiert, sodass sie nur nicht-natürliche Aminosäuren transportieren kann.
Hydrophobicity
Ein Maß dafür, wie stark eine Aminosäure Wasser meidet; Hydrophobe Aminosäuren neigen dazu, in Proteinkernen vergraben zu sein.
Isoelectric Point (pI)
Der pH-Wert, bei dem eine Aminosäure oder ein Protein keine elektrische Nettoladung trägt.
Chirality
Die Eigenschaft von Molekülen, als nicht überlagerbare Spiegelbilder zu existieren (wie linke und rechte Hand). Natürliche Aminosäuren liegen in der L-Form vor.
D-Amino Acid
Die spiegelbildliche Form einer natürlichen L-Aminosäure, resistent gegen enzymatischen Abbau durch Proteasen.
Protease Resistance
Die Fähigkeit eines Peptids oder Proteins, dem Abbau durch Proteaseenzyme zu widerstehen und so seine Lebensdauer im Körper erheblich zu verlängern.
PET Imaging
Positronenemissionstomographie, ein medizinisches Bildgebungsverfahren, das radioaktive Tracer wie Fluor-18-markierte Aminosäuren verwendet.
Peptide Bond
Die kovalente Bindung zwischen der Carboxylgruppe einer Aminosäure und der Aminogruppe einer anderen bildet das Rückgrat von Proteinen.
Side Chain (R Group)
Die variable Gruppe am zentralen Kohlenstoff einer Aminosäure, die deren chemische Eigenschaften und Identität bestimmt.
Codon
Eine aus drei Nukleotiden bestehende Sequenz in der mRNA, die während der Proteinsynthese eine bestimmte Aminosäure angibt.
Genetic Code Expansion
Manipuliert Organismen, um über die standardmäßigen 20 hinaus zusätzliche Aminosäuren einzubauen, indem neue Codon-tRNA-Synthetase-Systeme hinzugefügt werden.

🏆 Schlüsselpersonen

Peter Schultz (2001-present)

Pionierarbeit bei der Erweiterung des genetischen Codes, die den ortsspezifischen Einbau nicht-natürlicher Aminosäuren in Proteine mithilfe manipulierter tRNA/Synthetase-Paare ermöglicht

Carolyn Bertozzi (2022 Nobel)

Nobelpreis für Chemie 2022 für die Entwicklung der bioorthogonalen Chemie – Reaktionen, die in lebenden Zellen ablaufen, ohne die Biologie zu stören

Morten Meldal (2022 Nobel)

Nobelpreis für Chemie 2022 für die unabhängige Entdeckung der kupferkatalysierten Azid-Alkin-Cycloaddition (CuAAC)-Klickreaktion

K. Barry Sharpless (2022 Nobel (2nd))

Prägte das Konzept der „Klick-Chemie“ und teilte sich den Nobelpreis 2022 (seinen zweiten Nobelpreis) für kupferkatalysierte Klick-Chemie

Jason Chin (2019)

Erstellte den ersten synthetischen Organismus (Syn61) mit einem vollständig neu kodierten Genom und setzte Codons für einen erweiterten genetischen Code mit nicht-natürlichen Aminosäuren frei

Kevan Shokat (2013-present)

Mithilfe der Chemie nicht-natürlicher Aminosäuren wurden kovalente Medikamente gegen KRAS G12C entwickelt, eine zuvor „nicht behandelbare“ Krebsmutation

🎓 Lernressourcen

💬 Nachricht an Lernende

{'encouragement': 'You are exploring the frontier of protein engineering - a field where human creativity extends beyond what 4 billion years of evolution achieved. The scientists who will design the next breakthrough cancer drug or create proteins with abilities nature never imagined are learning right now, just like you.', 'reminder': "Nature built all of life using only 20 amino acid letters. By adding just a few more, scientists have already created 8+ FDA-approved cancer drugs saving thousands of lives. Small additions to nature's toolkit can transform the world.", 'action': 'Start exploring! Select different amino acid types, adjust their properties, and see how the structure changes. Every great protein engineer began by understanding these building blocks.', 'dream': "Perhaps a young chemist in Lagos will design the non-natural amino acid that cures malaria. Perhaps a student in Kabul will create protease-resistant drugs that survive without refrigeration. The future of medicine belongs to those who dare to go beyond nature's 20.", 'wiaVision': "WIA Book believes that the power to design life's building blocks should belong to everyone. From Seoul to Sao Paulo, from Nairobi to Dhaka - this knowledge is your birthright. Free forever, in the spirit of Hongik-ingan."}

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