<p>研究碳水化合物的人一直在努力克服的一個主要障礙是，可用來破譯糖的作用的工具有限。作為一種變通辦法，大多數(shù)研究人員利用從植物或真菌中分離出來的凝集素(糖結(jié)合蛋白)，但它們體積大，結(jié)合能力弱，并且在特異性和檢測糖的范圍上受到限制。在ACS化學(xué)生物學(xué)雜志上發(fā)表的一項(xiàng)新研究中，芭芭拉&middot;Imperiali教授團(tuán)隊(duì)的研究人員開發(fā)了一個平臺來解決這一缺陷。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;碳水化合物聚合物的挑戰(zhàn)在于它們的生物合成不是模板驅(qū)動的。&rdquo;Imperiali說，他是該研究的資深作者，也是化學(xué)系和生物系的教授。&ldquo;蛋白質(zhì)和核酸的技術(shù)進(jìn)步推動了生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展。碳水化合物領(lǐng)域嚴(yán)重落后，正在拼命尋找工具。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>識別碳水化合物結(jié)合蛋白</p> <p>&nbsp;</p> <p>生物合成碳水化合物需要一種特定的酶來合成單個糖分子之間的每一個鏈接，而且目前還沒有現(xiàn)成的方法來破譯復(fù)雜碳水化合物的結(jié)構(gòu)和序列。碳水化合物的抗體可以產(chǎn)生，但這樣做具有挑戰(zhàn)性，昂貴，并且產(chǎn)生的分子比研究真正需要的要大得多。對于這個機(jī)制有限的領(lǐng)域來說，一個理想的資源是發(fā)現(xiàn)大小有限的結(jié)合蛋白，它可以通過使用這些結(jié)合劑來識別小塊的碳水化合物，并將其拼湊成一個結(jié)構(gòu)，或者是檢測和識別復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的特定碳水化合物的方法。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項(xiàng)研究的作者使用定向進(jìn)化和聰明的篩選設(shè)計，從完全沒有碳水化合物結(jié)合能力的蛋白質(zhì)中識別出碳水化合物結(jié)合蛋白。他們的發(fā)現(xiàn)為識別具有多樣化和可編程特異性的碳水化合物結(jié)合蛋白奠定了基礎(chǔ)。</p> <p>&nbsp;</p> <p><span class="h1"><strong>簡化協(xié)作</strong></span></p> <p>&nbsp;</p> <p>這一進(jìn)步將使研究人員能夠在不受凝集素作用的限制，或不受產(chǎn)生抗體能力的挑戰(zhàn)的情況下，追蹤用戶定義的糖目標(biāo)。這些結(jié)果可以啟發(fā)未來與工程界的合作，以最大限度地提高糖生物學(xué)酵母表面顯示管道的效率。事實(shí)上，這種管道對蛋白質(zhì)很有效，但糖是更困難的目標(biāo)，需要對管道進(jìn)行修改。</p> <p>&nbsp;</p> <p>就未來的應(yīng)用而言，這一創(chuàng)新的潛力從診斷到長期的治療，并為與麻省理工學(xué)院及其他研究人員的合作鋪平了道路。例如，化學(xué)教授勞拉&middot;基斯林(Laura Kiessling)的研究小組研究結(jié)核分枝桿菌(Mtb)，它具有不同尋常的細(xì)胞壁組成，具有獨(dú)特的、獨(dú)特的和獨(dú)特的糖。使用這種方法，粘合劑可以潛在地發(fā)展到Mtb上的特定功能?；瘜W(xué)工程教授Hadley Sikes開發(fā)了基于紙張的診斷工具，其中確定了特定表位或標(biāo)記的結(jié)合伙伴，并使用這一發(fā)現(xiàn)，從長遠(yuǎn)來看，可以開發(fā)橫向流動檢測設(shè)備。</p> <p>&nbsp;</p> <p><span class="h1"><strong>為未來的解決方案奠定基礎(chǔ)</strong></span></p> <p>&nbsp;</p> <p>在癌癥中，某些糖在細(xì)胞表面的比例過高，所以理論上，研究人員可以利用這一發(fā)現(xiàn)，這也適用于標(biāo)記，從進(jìn)化的聚糖結(jié)合劑中開發(fā)一種用于檢測的工具。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這一發(fā)現(xiàn)也為改善細(xì)胞成像做出了重大貢獻(xiàn)。研究人員可以使用簡單的連接策略用熒光團(tuán)修飾粘合劑，然后可以選擇用于組織或細(xì)胞成像的最佳熒光團(tuán)。例如，Kiessling小組可以使用熒光團(tuán)標(biāo)記的小蛋白質(zhì)粘合劑來檢測細(xì)菌糖，從而啟動熒光激活細(xì)胞分選，以探測復(fù)雜的微生物混合物。這反過來又可以用來確定病人的微生物群是如何受到干擾的。它也有可能篩選患者口腔或其上或下消化道的微生物群，以使用這些類型的試劑讀出群落內(nèi)的不平衡。在更遙遠(yuǎn)的未來，這種結(jié)合劑可能具有治療目的，例如根據(jù)細(xì)菌顯示的糖來清除胃腸道或口腔中的特定細(xì)菌。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>