Новости космоса и технологий. » Химия » Созданные бактерии производят биомаркеры рака

Созданные бактерии производят биомаркеры рака

Опубликовал: Admin, 21-09-2020, 01:01, Химия, 160, 0

Созданные бактерии производят биомаркеры рака

Жалко гликана - эти сложные молекулы сахара прикреплены к 80% белков человеческого тела, что делает их неотъемлемой частью жизни. Но этот процесс, известный как гликозилирование, был несколько омрачен более яркими биомолекулярными процессами, такими как транскрипция и трансляция.

«Гликозилирование абсолютно необходимо для жизни на этой планете. И все же мы все еще знаем о нем относительно мало», - сказал Мэтью Делиса, профессор инженерии Уильяма Л. Льюиса в Школе химической и биомолекулярной инженерии Смита. «В то время как много внимания было уделено пониманию генома и протеома, гликом, представляющий собой полный набор сахаров, свободных или присутствующих в более сложных молекулах, таких как гликопротеины, в организме - изучен относительно мало. Нам нужны новые инструменты для продвижения вперед ".

Лаборатория Делизы создала эти самые инструменты, завоевав простые одноклеточные микроорганизмы, а именно E. coli бактерии - и разработали их, чтобы изучить сложный процесс гликозилирования и функциональную роль, которую связанные с белком гликаны играют в здоровье и болезнях.

Статья группы «Инженерия ортогонального человеческого биосинтеза О-связанных гликопротеинов в бактериях» опубликована 27 июля в Природа Химическая биология . Ведущий автор - Аравинд Натараджан, доктор философии. '19.

Ранее команда ДеЛизы использовала аналогичный подход к клеточной глико-инженерии для получения одного из наиболее распространенных типов гликопротеинов - гликопротеинов с гликан структуры, связанные с аминокислотой аспарагин, или N-связанные. Теперь исследователи обратили внимание на еще один обширный гликопротеин , а именно O-связанные, в которых гликаны присоединены к атому кислорода серина или треонина аминокислоты протеина.

О-связанные гликаны более структурно разнообразны, чем их N-связанные кузены, и они имеют важное значение в разработке новых терапевтических методов лечения таких заболеваний, как рак груди.

«Наши усилия по клеточной инженерии были довольно сложными, так как нам нужно было не только оснастить E. coli Полным набором ферментов для создания и прикрепления гликановых структур к белкам, но нам также пришлось тщательно перепрограммировать нативные метаболические сети, чтобы гарантировать доступность важных строительных блоков гликана, таких как сиаловая кислота », - сказал Натараджан. «Добавление сиаловой кислоты к нашим гликопротеинам имеет большое значение, потому что этот остаток сахара часто имеет решающее значение для нацеливания лекарств на конкретные клетки и увеличения их периода полужизни в кровообращении».

Когда клетка становится злокачественной, она экспрессирует определенные биомаркеры, в том числе аномально гликозилированные поверхностные белки, которые указывают на наличие рака. Группа ДеЛизы экипировала E. coli с механизмом для производства таких белков, включая тот, который очень похож на известный биомаркер рака, муцин 1 (MUC1).

«Гликозилированная версия MUC1 является одним из наиболее приоритетных целевых антигенов для лечения рака. Было очень сложно разработать методы лечения этой мишени», - сказал Делиза, старший автор статьи. «Но, имея такой биосинтетический инструмент, как тот, который мы создали, который способен воспроизводить структуру MUC1 мы надеемся, что он может предоставить гликопротеиновые реагенты, которые можно использовать для обнаружения антител или использовать непосредственно в качестве иммунотерапевтических средств, и все из которых могут помощь в борьбе с некоторыми видами рака ».

Как O-связанные, так и N-связанные гликаны также были обнаружены в одном из поверхностных белков вируса SARS-CoV-2 вызывающего COVID-19. ДеЛиза надеется, что метод его группы глико-инженерии бактериальных клеток откроет дверь для создания гликозилированных версий этого S-белка, которые могут привести к терапевтическим антителам против коронавируса или разработке субъединичной вакцины.

Благодаря своей более ранней работе по репликации N-связанных гликанов исследователи смогли быстро запустить и запустить O-связанную систему. Теперь лаборатория Делизы нацелена на создание белков, которые несут оба типа гликозилирования, что важно, потому что многие гликопротеины, такие как S-белок в SARS-CoV-2 несут как N-, так и O-связанные гликановые структуры.

Исследователи также изучают способы увеличения спектра гликопротеинов, созданных ими E. coli клетки могут производить и эффективность, с которой эти продукты производятся.

«Мы думаем о E. coli Как о чистом каркасе или как о чистом листе, когда речь идет о гликозилировании Белка , Потому что эти бактерии обычно не проводят реакции гликозилирования, подобные тем, которые мы установили», - сказал Делиса. «Это позволяет строить эти пути снизу вверх, давая нам полный контроль над типами создаваемых гликановых структур и конкретными сайтами в целевых белках, к которым они прикреплены. Это уровень контроля, который трудно достичь с другими ранее существовавшими клеточными системами или технологиями для инженерии гликопротеинов ».


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии