Ein Team organischer Chemiker am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung berichtet in Zusammenarbeit mit Kollegen der Universität Tübingen und der Universität Kopenhagen über eine Möglichkeit, die Sequenzen und Positionen von Glykanen (auch Polysaccharide genannt) zu fotografieren. auf Einzelmolekülebene an mehrere Biomoleküle gebunden. Ihre Studie ist veröffentlicht in Wissenschaft.
Glykane sind Arten von Kohlenhydraten, die an einer Vielzahl biologischer Prozesse beteiligt sind, darunter auch an der Proteinfaltung. Sie sind typischerweise an der Außenseite der meisten Zellen zu finden. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass sie entweder eine verzweigte oder eine lineare Form annehmen können und aus O-glykosidischen Bindungen von Monosacchariden bestehen. Aufgrund ihrer Bedeutung sowohl für biologische Prozesse als auch für Forschungsanstrengungen werden sie von Wissenschaftlern seit vielen Jahren untersucht. Im Rahmen dieser neuen Anstrengung entwickelte das Forschungsteam eine Mikroskopiemethode, um Glykane bei ihrer Bindung an Proteine zu fotografieren.
Nachdem das Team eine Vielzahl von Experimenten durchgeführt hatte, um nach einer Möglichkeit zu suchen, die Bindung von Glykanen abzubilden, fand das Team eines, bei dem es sich um eine Elektrospray-Technik handelte, bei der an Lipid- und Proteinmoleküle gebundene Glykane (bekannt als Glykosaminoglykane und Glykokonjugate) auf zwei Metalloberflächen – Silber und Kupfer – gedrückt wurden. Dies ermöglichte es ihnen, die Moleküle mithilfe der Rastertunnelmikroskopie direkt abzubilden.
Die Forscher konnten bestimmte Monosaccharide in einer Glykankette identifizieren und so mehr über die Ausrichtung der Glykane und ihre Bindungsposition an Proteinrückgraten erfahren.
Die Forscher demonstrierten auch ihre neue Bildgebungstechnik, indem sie Bilder von sauerstoffgebundenen Glykanen erstellten, während sie an Muzinproteine gebunden waren – Bilder, die ihrer Meinung nach bei der Suche nach Biomarkern für Krebs im Frühstadium nützlich sein könnten. Die Technik könnte in einer Vielzahl von Forschungsanstrengungen eingesetzt werden, vielleicht sogar bei der Suche nach unbekannten Glykolipiden und/oder Glykoproteinen.
Mehr Informationen:
Kelvin Anggara et al., Direkte Beobachtung von an Proteine und Lipide gebundenen Glykanen auf Einzelmolekülebene, Wissenschaft (2023). DOI: 10.1126/science.adh3856
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