Nieuws

Glycanen à gogo

arjen |

Nature Chemistry presenteert een nieuwe, sterk vereenvoudigde strategie om de vertakte suikers na te maken, waarmee organismen de buitenkant van hun cellen garneren. Het maakt het onderzoek naar de werking van deze zogeheten N-glycanen een stuk gemakkelijker, denken Geert-Jan Boons en collega’s van de Universiteit Utrecht en de University of Georgia.

In de natuur worden zulke N-glycanen opgebouwd door een collectie enzymen die elk een eigen bouwsteen toevoegen aan een bepaalde andere bouwsteen. De meeste zijn glycosyltransferases die de glycaanketen alleen maar verlengen, maar de zogeheten mannosyl-glycoprotein N-acetylglucosaminyltransferases of MGAT’s kunnen tevens voor vertakkingen zorgen.

Duidelijk is dat de exacte chemische samenstelling van zo’n glycaan van grote betekenis is voor een hele reeks biologische processen, om te beginnen omdat het immuunsysteem er aan afleest of het moet ingrijpen of niet. Maar om daar onderzoek naar te doen moet je de betrokken glycanen eerst exact kunnen namaken.

In de praktijk gebeurt dat door het eerste stuk te assembleren via organische synthese, zodat je zeker weet dat de juiste vertakkingen op de juiste plek komen te zitten. Als je dat beginnetje eenmaal hebt kun je recombinante glycosyltransferases gebruiken om de takken langs natuurlijke weg te verlengen. Dat laatste is nog wel te doen maar het synthesewerk is een rotklus die al snel meer dan honderd chemische bewerkingen omvat, en alleen is uit te voeren in een gespecialiseerd lab met hooggeschoolde medewerkers.

Samen met drie promovendi uit Georgia heeft Boons nu een strategie ontwikkeld die het allemaal een stuk simpeler en minder tijdrovend maakt.

Ze gaan uit van een eiwit, dat eenvoudig is te isoleren uit eigeel en waar van nature een simpel glycaan aan hangt. Dat glycaan dient als beginnetje; het eiwit knip je er af, op één asparaginebouwsteen na.

Het glycaan heeft twee heel korte takjes die allebei ruimte bieden aan één extra aftakking. Die zet je er selectief aan met twee verschillende MGAT’s. Als eerste bouwsteen voor de nieuwe tak geef je elke MGAT een synthetisch suikermolecuul mee, met een onnatuurlijk uitsteeksel dat glycosyltransferases in de weg zit als ze de tak verder willen verlengen. Die uitsteeksels zijn ook weer verschillend per MGAT.

Het resultaat is een iets uitgebreider beginnetje met drie of vier takken waarvan je er twee zonder meer kunt verlengen door glycosyltransferases naar keuze toe te voegen; in principe worden die twee takken identiek, maar er bestaan trucjes om er toch nog verschillen in aan te brengen. De rest wordt pas verlengd als je eerst die uitsteeksels er af haalt, en dat kun je een voor een doen omdat die uitsteeksels reageren op verschillende chemische toevoegingen.

Resultaat: een N-glycaan met uiteinden naar keuze, waarbij elke extra suikertoevoeging maar een paar handelingen vraagt. De opbrengst van elke stap zou iets hoger kunnen maar volgens de publicatie kun je gemakkelijk hoeveelheden van 0,1 tot 0,5 mg synthetiseren, voldoende om te gebruiken als analytische standaard of om microarrays mee te vullen.

bron: Nature Chemistry, UU

Deel deze pagina
KVCV

Lid worden van de KVCV? Ontdek de voordelen!

KVCV Facebook

De KVCV is ook op Facebook te vinden:

KVCV op Facebook

Naar boven