Investigación
Angew. Chem. Int. Ed.
[Adapted from (Top panel) Kopitz J. et al. Angew Chem Int Ed Engl. 2017 and (Bottom panel) Canales A. et al. Angew Chem Int Ed Engl. 2017]
06 Nov 2017
Diferentes enfoques para revelar el reconocimiento de carbohidratos y su funcionalidad

Los carbohidratos juegan un papel importante en muchos procesos biológicos y el reconocimiento de estos ligandos media una gran cantidad de eventos, tanto naturales como patológicos. El conocimiento de la estructura de los azúcares y los receptores que interactúan con ellos, así como la de los complejos constituidos, es muy importante en lo que respecta al diseño de fármacos.

Dos estudios publicados recientemente en Angew. Chemie Int. Ed. Engl., una de las revistas más prestigiosas en el área de la química general, con la colaboración de grupos del CIB pertenecientes al Departamento de Biología Química y Física, proporcionan diferentes estrategias dirigidas a desvelar el proceso de reconocimiento de carbohidratos desde perspectivas distintas.

En uno de ellos, un equipo internacional dirigido por la Dra. A. Canales (UCM) y el Dr. J. Jiménez-Barbero (CICbioGUNE), ambos antiguos miembros del Grupo de RMN y Reconocimiento Molecular en el CIB, ahora dirigido por el Prof. J. Cañada, da un gran paso hacia la caracterización estructural del reconocimiento biológico de N-glicanos complejos, todavía sin resolver, pero clave para muchos eventos fisiológicos y patológicos. La flexibilidad inherente de los N-glicanos y la equivalencia química de sus ramas individuales impiden una caracterización precisa de su estructura. Mediante el uso de un N-glicano tetraantena sintetizado quimioenzimáticamente y conjugado con una etiqueta de unión a lantánido, pudieron discriminarse las señales de RMN de las cuatro antenas de N-acetil-lactosamina en condiciones paramagnéticas con una resolución sin precedentes. Los datos de RMN, adquiridos principalmente en el CIB, revelaron la conformación del N-glicano en estudio y permitieron por primera vez la identificación directa de las ramas individuales implicadas en el reconocimiento por dos lectinas, lectina de la semilla de Datura stramonium (DSL) y aglutinina de Ricinus Communis ( RCA120).

Por otro lado, el grupo de Biología Estructural de Proteínas liderado por el Dr. A. Romero participa, junto con un equipo internacional, en la caracterización de una presentación programable de glicodendrímeros y células, utilizando lectinas humanas modificadas para mostrar la funcionalidad del azúcar de la superficie celular usando la galectina 1 homodimérica de adhesión y regulación del crecimiento y un conjunto de homo-oligómeros enlazados covalentemente, desde dímeros hasta tetrámeros, que sirven como prueba de concepto. El estudio utiliza una combinación de herramientas sintéticas y biológicas, así como simulaciones de dinámica molecular, que fueron realizadas por el grupo en el CIB. En conjunto, los resultados condujeron a conocimientos fundamentales sobre los perfiles de actividad de los homo-oligómeros en relación con la proteína WT, lo que podría convertirse en el punto de partida para desarrollar modos de detección innovadores de bacterias infecciosas y/o de la presencia de galectinas relacionadas con la enfermedad.

 

Referencias:

(1) Breaking the Limits in Analyzing Carbohydrate Recognition by NMR Spectroscopy: Resolving Branch-Selective Interaction of a Tetra-Antennary N-Glycan with Lectins. Canales A, Boos I, Perkams L, Karst L, Luber T, Karagiannis T, Domínguez G, Cañada FJ, Pérez-Castells J, Häussinger D, Unverzagt C, Jiménez-Barbero J. Angew Chem Int Ed Engl. 2017 Oct 9. doi: 10.1002/anie.201709130

(2) Reaction of a Programmable Glycan Presentation of Glycodendrimersomes and Cells with Engineered Human Lectins To Show the Sugar Functionality of the Cell Surface. Kopitz J, Xiao Q, Ludwig AK, Romero A, Michalak M, Sherman SE, Zhou X, Dazen C, Vértesy S, Kaltner H, Klein ML, Gabius HJ, Percec V. Angew Chem Int Ed Engl. 2017 Sep 22. doi: 10.1002/anie.201708237