Tüm canlı organizmaların hücreleri yoğun ve oldukça karmaşık karbonhidrat tabakalarıyla kaplıdır. Aynı zamanda glikan olarak da bilinen bu karbonhidratlar, çok çeşitli biyolojik ve hastalık süreçlerinin temel aracılarıdır.
likanları ayrıntılı olarak incelemek için, bilim insanlarının 100’den fazla kimyasal adım içeren bir üretim sürecini tamamlamaları gerekiyordu, ancak Utrecht Üniversitesi’ndeki araştırmacılar yakın zamanda çok daha hızlı ve daha verimli bir işlem tasarladılar. Bu araştırmanın sonuçları Nature Chemistry dergisinde yayınladı.
Gövde ve Dalları
Glikanlar, embriyogenezden immün düzenlemeye ve enflamasyon ve kanseri inhibe etmeye kadar birçok biyolojik ve hastalık süreçlerinde kilit rol oynarlar. Glikanlar, kanser hücrelerini tanımlamak için biyobelirteç olarak kullanılabilir ancak aynı zamanda çoğu biyo-bazlı ilacın da temel bileşenleridir.
Bununla birlikte, glikanlar DNA veya proteinlerden çok daha karmaşıktır. İki ila dört asimetrik dalı olan bir gövdeden oluşurlar ve ne kadar çok dal varsa o kadar karmaşık hale gelirler. Aslında, laboratuvarda glikan üretmek için genellikle 100 kimyasal adım gerekir.
Utrecht Üniversitesi araştırmacıları Geert-Jan Boons ve Gerlof Bosman, ABD’deki Georgia Üniversitesi’ndeki meslektaşları ile yakın işbirliği yaparak, “Temel olarak glikan biyosentezi üzerinde kontrolü ele alıyoruz” diyorlar. Araştırmacılar yumurta sarısı tozundan kolayca elde edilebilecek, glikan üretimi için yapı taşı olan glikopeptitten başlayan bir yöntem geliştirdiler.
Büyütmek İçin Budama
Yeni üretim sürecindeki ilk adım, sadece gövde ve dallanma noktaları bırakılana kadar glikopeptiti ‘kesmek’. Araştırmacılar her dallanma noktasını ayrı ayrı etkinleştirebilir veya devre dışı bırakabilir, her birinin ayrı ayrı bloklarını açarak ve ardından belirli dallar oluşturabilecek enzimleri uygulayarak dalları tek tek yeniden büyütmelerini sağlar. Bu, araştırmacıların glikanın asimetrik dallarını gövdeye kontrollü bir şekilde bağlamalarını sağlar.
On Adım
Araştırmacılar bu yeni yöntemi kullanarak, üretim sürecini yalnızca on adıma indirgeyebildiler. Boons şu şekilde açıklıyor: Şeker içeren bir amino asit olan glikosil-asparagin maddesini üretmek için glikopeptiti kullandık. Daha sonra iki dalı olan bir bileşik ile sonuçlanan, beş kimyasal ve enzimatik adımla glikosil-asparajin maddesini koyarız. Doğal üretim sürecinin aynısını uyguladığımız bu ilk işlemden sonra, sadece beş ek adımda dört dallı bir glikosil-asparajin üretmek için rekombinant enzimler kullandık. Bu bileşik, kanser ve viral enfeksiyonlar gibi birçok hastalık sürecinde rol oynayan ancak biyo-farmasötik maddelerin üretimi için de kullanılabilen çok çeşitli N-glikanların üretiminin temelidir.
Kaynak: phys.org