Pesquisadores da DTU Biosustain e DTU Bioengineering elucidaram a atividade da enzima N-acetilgalactosaminidase (GH109), cujo mecanismo de atividade até agora era um mistério. Esta enzima pode converter um grupo de baixo custo, os chamados beta-açúcares abundantes em alto valor, alfa-açúcares difíceis de produzir com propriedades terapêuticas interessantes.

Este novo trabalho sobre a química e atividade catalítica desta enzima abre oportunidades para uma ampla gama de aplicações e agora foi publicado no renomado jornal Catálise ACS .

"Estamos muito entusiasmados por ter descoberto como este simbionte humano usa uma química desconhecida até agora para se alimentar de açúcares humanos. Agora que entendemos a química por trás desse modo de ação, podemos mudar a enzima para produzir açúcares valiosos, "diz David Teze, Líder interino do Grupo de Engenharia de Enzimas no Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability (DTU Biosustain) e primeiro autor desta publicação.

Bactéria com qualidades anticâncer

GH109 é encontrado na bactéria intestinal humana Akkermansia muciniphila, onde degrada os açúcares do muco encontrado no intestino. Quando o GH109 degrada os açúcares do muco, ele os transforma nos chamados açúcares alfa-GalNAc, da qual se alimenta.

Biotecnologicamente, GH109 pode permitir a adição de alfa-GalNAc a outros compostos. Isso é particularmente relevante, como alfa-GalNAc é a parte "difícil de fazer" de um dos antígenos cancerígenos mais comuns, nomeadamente o antigénio Thomsen-Friedenreich (Galβ1-3GalNAcα1). Assim, Os açúcares alfa-GalNAc podem ser potencialmente formulados para vacinas contra o câncer.

"Alfa-GalNAc contendo açúcares pode ser protetor contra o câncer, mas é difícil sintetizar o suficiente para as vacinas. Mas agora, podemos otimizar uma enzima para produzi-los biotecnologicamente, "Teze diz.

Esses açúcares também têm características de promoção da saúde, atuando como prebióticos potentes (alimento para bactérias probióticas), e outros estudos também sugerem que eles têm propriedades antiinflamatórias. Mas os açúcares alfa-GalNAc são difíceis de produzir quimicamente. É por isso que a produção biológica é muito interessante e, portanto, a função do GH109 torna-se muito interessante.

Usando bioinformática, análise mutacional, Análise estrutural, modelagem computacional, bem como estudos de cristalografia - o último sendo conduzido em uma das instalações de raios-X mais poderosas do mundo, MaxIV, em Lund, Suécia - os pesquisadores revelaram uma característica interessante do GH109. O site ativo, que é onde a atividade enzimática ocorre, poderia realmente lidar com dois tipos de moléculas de entrada (alfa e beta glicanos). A enzima faz isso por ter um 'braço' flexível que coloca a entrada certa no local ativo.

Devido a esta revelação, os pesquisadores têm uma ideia mais clara sobre como otimizar esta enzima, abrindo uma oportunidade em larga escala, produção verde de α-GalNAcs no futuro.