Un equipo de investigadores de Berlín tuvo éxito en un esfuerzo por mejorar fundamentalmente el análisis de carbohidratos. Con el nuevo método, desarrollado por el Prof. Kevin Pagel Freie Universität Berlin y el Instituto Fritz Haber de la Sociedad Max Planck y el Prof. Peter Seeberger MaxEl Planck Institute of Colloids and Interfaces y la Freie Universität Berlin, los glicanos complejos, componentes básicos de la vida como el ADN y las proteínas, ahora se pueden secuenciar. El control de calidad de los carbohidratos sintéticos ahora es posible ya que las impurezas mínimas se pueden rastrear más rápido y con mayor precisión.El nuevo método es esencial para el desarrollo de nuevas vacunas, medicamentos y diagnósticos de carbohidratos.
El profesor Seeberger explica: "El nuevo método es rápido, confiable y sensible. Las glicociencias recibirán un impulso, comparable a los avances cuando se desarrolló por primera vez la secuenciación de genes". La estructura de los carbohidratos es mucho más complicada que la del material genéticoo proteínas
Las cadenas de carbohidratos se pueden formar a partir de más de 100 bloques de construcción que se pueden unir en cadenas ramificadas y estas pueden tener diferentes estructuras espaciales, llamadas anómeros. En comparación con eso, las moléculas de ADN que consisten en 4 bloques de construcción y proteínasque se basan en 20 aminoácidos son comparativamente simples.
Hasta 1974. Se otorgaron siete premios Nobel en las glicociencias hasta 1974. Después de eso, sin embargo, los avances en los métodos analíticos no se mantuvieron al día con los producidos en genética. Los glicanos son importantes ya que los azúcares que cubren las superficies celulares humanas y bacterianas son una parte esencialde la respuesta inmune y los eventos de reconocimiento, como la fertilización.
La increíble diversidad de carbohidratos que consiste simplemente en carbono, hidrógeno y oxígeno es un desafío general para los químicos. Los bloques de construcción de carbohidratos pueden vincularse de muchas maneras diferentes. Incluso los carbohidratos simples que tienen el mismo número de átomos y la misma masa, pueden diferir en un solo ángulo de unión. Estas moléculas casi idénticas, llamadas isómeros, exhiben funciones biológicas muy diferentes. La glucosa y la galactosa, por ejemplo, tienen una fórmula idéntica C6H12O6 pero sus funciones son diferentes.
Los químicos usan trucos para identificar moléculas porque la mayoría de las moléculas no se pueden observar a nivel atómico. Por lo tanto, se miden las propiedades de masa molecular, electrónica o electromagnética. Sin embargo, estos métodos no pueden resolver los problemas asociados con los isómeros de carbohidratos. Moléculas de carbohidratos que consistendel mismo número de átomos específicos pueden diferir en su composición, conectividad y configuración. Hasta ahora, su diferenciación era una tarea laboriosa y lenta que requería grandes cantidades de muestra.
Los científicos de Berlín y Potsdam aprovechan las diferentes formas de carbohidratos. Dependiendo de su forma, las moléculas requieren diferentes tiempos para pasar a través de un tubo lleno de gas, comparable al coeficiente de arrastre en un túnel de viento. Kevin Pagel y suLos colegas combinan esta medición de la movilidad iónica con la espectrometría de masas para encontrar diferencias en la composición, la conectividad y la configuración.Las moléculas más grandes se dividen en fragmentos; sin embargo, durante esta fragmentación, las propiedades estructurales de las partes resultantes no se alteran de modo que la suma de las propiedades del fragmentoel de la molécula grande. Este método de combinación recuerda a la cita de Sherlock Holmes: "Una vez que eliminas lo imposible, lo que queda debe ser la verdad".
Combinado con una base de datos, actualmente en desarrollo, y ampliado a través de las colaboraciones rápidamente crecientes con otros científicos, este método se generalizará en el futuro. Una vez que se ingresa una molécula en la base de datos, se pueden utilizar procesos automatizados para reconocerlos.
El nuevo método permitirá el control de calidad de los carbohidratos sintéticos producidos por los robots de síntesis, agregando bloques de construcción como perlas en una cuerda. Hasta ahora, las impurezas eran difíciles de detectar a niveles inferiores al 5 por ciento, mientras que el nuevo "túnel de viento" de carbohidratos reduce drásticamentesensibilidad al 0.1 por ciento.
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Materiales proporcionado por Freie Universitaet Berlin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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