La scottatura solare negli organismi viventi è causata dalla luce ultravioletta (UV) del sole che danneggia il DNA nelle cellule. Molti organismi, però, hanno un meccanismo integrato per riparare i danni del sole. Questo è possibile grazie a un enzima chiamato DNA fotoliasi, che è così specializzato che il criptocromo, una molecola strutturalmente simile, non è in grado di svolgere lo stesso lavoro. Confrontando entrambi i tipi di molecole, i fisici possono capire esattamente come la capacità dei nostri enzimi di riparare il DNA si riduca ai più minuti dettagli strutturali. In uno studio pubblicato su The European Physical Journal D , Katrine Aalbæk Jepsen dell'Università della Danimarca meridionale, a Odensa, e la sua collega Ilia Solov'yov individuano il meccanismo attraverso il quale gli enzimi di riparazione si legano al sito danneggiato.

In questo studio, gli autori hanno condotto simulazioni per esaminare le dinamiche a livello molecolare di due molecole simili quando si legano al DNA. Il primo è un enzima specializzato nella riparazione del DNA, chiamata (6-4) DNA fotoliasi, e l'altro è criptocromo, che è strutturalmente molto vicino alla fotoliasi ma ha una funzione biologica completamente diversa e non è in grado di riconoscere danni al DNA.

Gli autori hanno scoperto che l'energia di legame tra (6-4) DNA fotoliasi e DNA è molto inferiore a quella tra criptocromo e DNA. Ciò è dovuto alle interazioni elettrostatiche tra le cariche positive sulla superficie proteica della fotoliasi e la spina dorsale caricata negativamente del DNA. Il team ha compreso l'importanza di diversi residui di amminoacidi carichi nell'enzima, denominati K246 e R421, che sono assenti nel criptocromo. Hanno scoperto che R42 è specificamente progettato per mantenere separati i filamenti di DNA nel sito danneggiato all'interno della tasca di riparazione dell'enzima.