As células de todos os organismos vivos são cobertas por uma densa camada de carboidratos altamente complexos. Esses carboidratos, que também são conhecidos como glicanos, são mediadores essenciais de uma ampla gama de processos biológicos e de doenças. Para estudar os glicanos em detalhes, os cientistas precisavam concluir um processo de produção que envolvia mais de 100 etapas químicas, mas pesquisadores da Universidade de Utrecht desenvolveram recentemente um processo que é muito mais rápido e eficiente. Os pesquisadores publicaram seus resultados em Química da Natureza .

Tronco e galhos

Os glicanos desempenham papéis importantes em muitos processos biológicos e de doenças, da embriogênese, à regulação imunológica, para inibir a inflamação e o câncer. Os glicanos podem ser usados ​​como biomarcadores para identificar células cancerosas, mas também são componentes essenciais da maioria dos produtos farmacêuticos de base biológica.

Glicanos são, Contudo, muito mais complexos do que DNA ou proteínas:eles são compostos por um tronco com dois a quatro ramos assimétricos, e quanto mais ramos eles têm, mais complicados eles são para sintetizar. Na verdade, geralmente leva até 100 etapas químicas para produzir glicanos no laboratório.

Os pesquisadores da Universidade de Utrecht Geert-Jan Boons e Gerlof Bosman pretendem mudar isso, em estreita colaboração com seus colegas da Universidade da Geórgia nos EUA. "Basicamente, estamos assumindo o controle da biossíntese de glicanos, "diz Boons. Os pesquisadores desenvolveram um método que começa a partir de um glicopeptídeo que pode ser facilmente obtido a partir da gema de ovo como um bloco de construção para a produção de glicanos.

Poda para crescer

A primeira etapa no novo processo de produção é 'aparar' o glicopeptídeo, até que apenas o tronco e os pontos de ramificação sejam deixados. Os pesquisadores podem ativar ou desativar individualmente cada ponto de ramificação, permitindo que eles voltem a crescer os ramos um a um, desbloqueando cada um deles individualmente e, em seguida, administrando enzimas que podem construir ramos específicos. Isso permite que os pesquisadores anexem os ramos assimétricos do glicano ao tronco de uma maneira controlada.

Dez passos

Usando este novo método, os pesquisadores conseguiram reduzir drasticamente o processo de produção para apenas dez etapas. Boons explica:"Usamos o glicopeptídeo para produzir a substância glicosil-asparagina, um aminoácido contendo um açúcar. Em seguida, colocamos a glicosil-asparagina em cinco etapas químicas e enzimáticas, resultando em um composto com duas ramificações. Após este primeiro processo, em que reproduzimos o processo natural de produção, em seguida, usamos enzimas recombinantes para produzir uma glicosil-asparagina com quatro ramificações em apenas cinco etapas adicionais. Este composto é a base para a produção de uma ampla gama de N-glicanos que desempenham papéis em muitos processos de doenças, como câncer e infecções virais, mas também podem ser usados ​​para a produção de biofármacos.