Cezar Vasile
Celulele tuturor organismelor vii sunt acoperite de un strat dens de carbohidrați foarte complexi. Aceste carbohidrați, cunoscuți și sub numele de glicani, sunt mediatori esențiali ai unei game largi de procese biologice și de boală. Pentru a studia glicani în detaliu, oamenii de știință au trebuit să finalizeze un proces de producție care a implicat mai mult de 100 de etape chimice, însă cercetătorii de la Universitatea Utrecht au creat recent un proces mult mai rapid și mai eficient. Cercetatorii si-au publicat rezultatele in Chimia Naturii.
Glicanii joacă roluri cheie în multe procese biologice și de boală, de la embriogeneză până la reglarea imunității, inhibarea inflamației și a cancerului. Glicanii pot fi utilizați ca biomarker pentru a identifica celulele canceroase, dar ele sunt, de asemenea, componente esențiale ale majorității produselor farmaceutice pe bază de bio-substanțe.
Glicoanele sunt, cu toate acestea, mult mai complexe decât ADN-ul sau proteinele: ele sunt compuse dintr-un trunchi cu două până la patru ramuri asimetrice, iar cu cât sunt mai multe ramuri pe care le au, cu atât sunt mai complicate să sintetizeze. De fapt, adesea durează până la 100 de etape chimice pentru a produce glicani în laborator.
Cercetătorii de la Universitatea din Utrecht, Geert-Jan Boons și Gerlof Bosman, intenționează să schimbe acest lucru, în strânsă colaborare cu colegii lor de la Universitatea din Georgia din S.U.A. „În principiu, preluăm controlul asupra biosintezei glicanilor”, spune Boons. Cercetătorii au dezvoltat o metodă care pornește de la o glicopeptidă care poate fi obținută cu ușurință din pulbere de gălbenuș de ou ca un bloc de construcție pentru producerea de glicani.
Primul pas în noul proces de producție este de a „tăia” glicopeptida, până când rămân doar trunchiul și punctele de ramificație. Cercetătorii pot activa sau dezactiva fiecare punct de ramificare individual, permițându-i să re-crească ramurile unu-câte unul prin deblocarea fiecăruia în mod individual și apoi administrarea de enzime care pot construi ramuri specifice. Acest lucru permite cercetătorilor să atașeze ramurile asimetrice ale glicanului la trunchi într-o manieră controlată.
Folosind această nouă metodă, cercetătorii au reușit să reducă dramatic procesul de producție până la doar zece pași. Boons explică: „Am folosit glicopeptida pentru a produce substanța glicozil-asparagină, un aminoacid care conține un zahăr. Apoi a pus glicozil-asparagina prin cinci etape chimice și enzimatice rezultând un compus având două ramuri. pe care am replicat procesul de producție naturală, am folosit enzimele recombinante pentru a produce o glicozil-asparagină cu patru ramificații în doar cinci etape suplimentare. Acest compus este baza pentru producerea unei game largi de N-glicani care joacă roluri în multe boli procese precum cancerul și infecțiile virale, dar pot fi, de asemenea, utilizate pentru producerea de bio-produse farmaceutice.
