Учёные синтезировали асимметричные гликаны
Исследователи из Университета Джорджии впервые продемонстрировали метод синтеза асимметричных N-гликанов. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Science 25 июля, этот подход может привести к лучшему пониманию того, как вирусы и бактерии проникают в клетки, и к разработке методов борьбы с ними.
Гликаны — это сложные структуры, сопровождающие каждую живую клетку. Все клетки покрыты гликанами, которые участвуют в процессах от клеточного развития и иммунного ответа до метастазирования рака. Многие патогены проникают в клетки, связываясь с гликанами на поверхности клетки.
Однако изучение биологических ролей гликанов в лаборатории осложняется тем, что эти структуры трудно выделить из природных источников. Асимметричные молекулы, на долю которых приходится до 85% встречающихся в природе гликанов, особенно сложно изолировать или произвести в лаборатории.
Новый метод синтеза
Лаборатория Геерт-Яна Бунса разработала стратегию получения большого количества хорошо определённых асимметричных N-гликанов. Учёные:
- Определили общий для всех N-гликанов строительный блок, который можно использовать для создания более сложных структур химическим синтезом.
- Получили набор ферментов, способных независимо удлинять каждую ветвь, что позволило получить высокосложные асимметричные структуры, встречающиеся в природе.
"Эта методология полностью демонстрирует красоту хемо-ферментативного синтеза", — отметил соавтор работы Чжэнь Ван.
Результаты и применение
Учёным удалось синтезировать 50 асимметричных гликанов. Синтезированные соединения были отправлены в Институт Скриппса для анализа, где их способность связываться с биологическими зондами (например, с гемагглютининами вируса гриппа) была проверена с помощью специально разработанных микрочипов.
Исследование показало, что структура гликана, особенно его симметричность, влияет на то, как он связывается с белками на поверхности вирусов гриппа. Методология может стать инструментом для изучения вирусного распознавания.
"Различие между птичьим и человеческим гриппом основано на распознавании гликанов", — пояснил Геерт-Ян Бунс.
Знание того, какие гликаны связываются с какими белками, станет ключевой информацией для будущих программ разработки лекарств. Поэтапное изучение гликанов, ассоциированных с разными типами клеток, может привести к созданию новых видов контрацепции и методов лечения гриппа.