Ещё одна интересная работа по гликанам.

Точный профиль гликозилирования белка определяет его функции, а его нарушения ведут к тяжелым заболеваниям. Чтобы целенаправленно влиять на эти процессы, необходимо точно понимать, какие ферменты отвечают за модификацию конкретных белков. Однако многие пути гликозилирования достаточно запутанв, поскольку похожие ферменты выполняют одну и ту же начальную реакцию, и это долгое время затрудняло изучение их функций по отдельности.

Группа британских исследователей предложила элегантный подход для решения этой проблемы. Учёные сосредоточились на двух похожих ферментах — ксилозилтрансферазах XT1 и XT2, которые запускают синтез гликозаминогликанов. Используя тактику «шишка-дырка», они создали мутантные версии ферментов, узнающие не природный сахар, а его синтетический аналог с химической меткой — 6-азидоглюкозу. При этом естественные ферменты клетки этот модифицированный сахар игнорируют, что создает ортогональную систему. Для доставки чужеродного сахара в клетку был разработан специальный клеточно-проницаемый предшественник, метаболизирующийся до активной формы внутри клетки.

Это позволило специфически помечать только те протеогликаны, которые гликозилируются целевым ферментом — XT1 или XT2. Метод дал возможность визуализировать, профилировать и точно определять сайты модификации с помощью масс-спектрометрии. Примечательно, что 6-азидоглюкоза не удлиняется в длинную цепь, что упрощает анализ, оставляя на белке компактную химическую метку. Преимущество подхода была продемонстрирована в эксперименте по созданию «дизайнерского» протеогликана, чья функция в клеточном тесте была восстановлена путем химического присоединения гепариновой цепи к метке.

Прямая адаптация предложенного подхода для антител невозможна, поскольку антитела гликозилируются по N-типу на аспарагине в константной области, а в статье речь идёт о принципиально ином, O-типе гликозилирования по серину. Эти процессы катализируются разными ферментами: для антител это комплекс гликозилтрансфераз, строящих биантеннарные N-гликаны. Однако сама логика подхода достаточно интересна и может вдохновить на создание аналогичных ортогональных систем для других классов ферментов. Предложенный подход открывает возможность создания дизайнерских протеогликанов с заданными свойствами для регенеративной медицины и фундаментальных исследований, а также позволяет впервые чётко разделить индивидуальные функции изоферментов XT1 и XT2, мутации в которых вызывают разные генетические заболевания. Работа является методологическим прорывом, предоставляя давно необходимый инструмент для манипуляции одной из самых сложных и важных систем клеточной поверхности.