Molti processi nel corpo sono regolati dalle funzioni delle proteine. Per esempio, quasi tutte le molecole, come il DNA, proteine, oligosaccaridi, e piccole molecole bioattive, sono generate da enzimi. Però, i cambiamenti nelle funzioni proteiche in risposta a condizioni anormali causano malattie critiche. I ricercatori dell'Università di Osaka hanno dimostrato una rapida, metodo chimico robusto per preparare le glicoproteine ​​altamente pure (omogenee) necessarie per studiare questi cambiamenti. I loro risultati sono stati pubblicati nel Giornale della Società Chimica Americana .

L'efficacia degli enzimi e delle proteine ​​funzionali è regolata da modificazioni proteiche. Una tipica modificazione proteica è la glicosilazione, ovvero l'aggiunta di catene di zuccheri chiamate glicani alle proteine ​​per dare glicoproteine. Le glicoproteine ​​si trovano sulla superficie cellulare e nei fluidi corporei e svolgono un ruolo importante in molti processi biologici. Però, le glicoproteine ​​formate possono avere molte diverse strutture glicaniche. Perciò, studiare quali strutture di glicani sono essenziali per i singoli eventi biologici è impegnativo.

La produzione di glicoproteine ​​come i farmaci biologici, le terapie prodotte da, o contenenti componenti di, organismi viventi:utilizza metodi di espressione delle cellule di mammifero, ma non è possibile regolare la struttura del glicano aggiunto alla proteina. La sintesi chimica è quindi il modo migliore per produrre glicoproteine ​​omogenee appropriate per esperimenti biologici di base. Però, i metodi chimici richiedono oltre 100 passaggi di conversione chimica e richiedono molto tempo.

I ricercatori di Osaka hanno identificato una reazione di formazione del legame ammidico senza precedenti ed efficiente tra glican-amminoacido e due peptidi:l'accoppiamento di diacil disolfuro e la legatura di cattura dei tioacidi. Hanno dimostrato che il glicosil asparagina tioacido ha mostrato un eccellente accoppiamento chemioselettivo con i peptidi, e le condizioni utilizzate potrebbero generare glicosil polipeptide entro pochi passaggi di conversione chimica.

"In sostanza abbiamo usato la glicosil asparagina per formare una giunzione tra due peptidi funzionali, dando una glicoproteina, ", spiega il primo autore dello studio Kota Nomura. "Abbiamo raggiunto questo obiettivo in pochi passaggi, rendendolo un approccio altamente efficiente con poco spreco di preziosi materiali glicani."

Il team ha dimostrato la fattibilità della loro tecnica sintetizzando due citochine glicoproteine. Le citochine sono importanti molecole bioattive coinvolte nell'infiammazione e nelle risposte immunitarie. La loro produzione affidabile ha quindi fornito una prova importante dell'utilità della nuova via sintetica.

"Abbiamo dimostrato un mezzo affidabile per sintetizzare le glicoproteine ​​che consentirà lo studio approfondito della funzione biologica dei glicani, così come la generazione di prodotti biologici, ", spiega l'autore corrispondente dello studio Yasuhiro Kajihara.