Химики разрабатывают более быстрый процесс производства необходимых сахаров
Клетки всех живых организмов покрыты плотным слоем очень сложных углеводов. Эти углеводы, которые также известны как гликаны, являются важными медиаторами широкого спектра биологических и болезненных процессов. Чтобы детально изучить гликаны, ученым необходимо было завершить производственный процесс, включающий более 100 химических стадий, но исследователи из Утрехтского университета недавно разработали процесс, который намного быстрее и эффективнее. Исследователи опубликовали свои результаты в Nature Chemistry .
Ствол и ветви
Гликаны играют ключевую роль во многих биологических и болезненных процессах, от эмбриогенеза до иммунной регуляции, подавления воспаления и рака. Гликан может быть использован в качестве биомаркера для идентификации раковых клеток , но они также являются важными компонентами большинства биологических препаратов.
Однако гликаны намного сложнее, чем ДНК или белки: они состоят из ствола с двумя-четырьмя несимметричными ветвями, и чем больше у них ветвей, тем сложнее их синтезировать. На самом деле, для получения гликанов в лаборатории часто требуется до 100 химических стадий.
Исследователи из Утрехтского университета Герт-Ян Бунс и Герлоф Бозман стремятся изменить это в тесном сотрудничестве со своими коллегами из Университета Джорджии в США. «Мы в основном контролируем биосинтез гликанов», — говорит Бунс. Исследователи разработали метод, который начинается с гликопептида, который можно легко получить из порошка яичного желтка в качестве строительного блока для производства гликанов.
Обрезка гликопептида для роста
Первым шагом в новом производственном процессе является «обрезка» гликопептида до тех пор, пока не останутся только ствол и точки разветвления. Исследователи могут индивидуально активировать или деактивировать каждую точку ветвления, позволяя им повторно выращивать ветви по одной, разблокируя каждую из них по отдельности, а затем вводя ферменты, которые могут создавать определенные ветви. Это позволяет исследователям прикреплять асимметричные ветви гликана к стволу контролируемым образом.
Десять этапов технологии
Используя этот новый метод, исследователи смогли резко сократить производственный процесс до десяти этапов. Бун объясняет: «Мы использовали гликопептид для производства вещества гликозил-аспарагин, аминокислоты, содержащей сахар. Затем мы провели гликозил-аспарагин через пять химических и ферментативных стадий, в результате чего соединение получило две ветви. После этого первого процесса в Мы копируем естественный процесс производства , затем мы использовали рекомбинантные ферменты для производства гликозил-аспарагина с четырьмя ответвлениями всего за пять дополнительных этапов. Это соединение является основой для производства широкого спектра N-гликанов, которые играют роль во многих заболеваниях. такие процессы, как рак и вирусные инфекции, но также могут быть использованы для производства биофармацевтических препаратов.
