En ny formel til at skabe kemiske reaktioner - med kulhydrater

I kemiens verden, gode ting kan ske, hvis du bare tilsætter sukker.

En lang række lægemidler og biokemiske prober – alt fra antibiotika til biomarkører for Alzheimers sygdom – er afhængige af naturlige eller syntetiske forbindelser, der hjælper en reaktion ved at tilføje kulhydrater. Det er en proces kaldet glykosylering. Men det er traditionelt en meget specifik proces, der gør syntese af sådanne forbindelser, til test eller produktion i stor skala, svært.

Et hold af Yale University-forskere har udviklet en ny tilgang til glycosylering, der er bemærkelsesværdig enkel og fungerer i vand ved stuetemperatur. En undersøgelse, der beskriver processen, vises 30. april i online-udgaven af Naturkemi .

"Glykoproteiner tjener et utal af funktioner i biologisk kemi, " sagde Scott Miller, Irénée du Pont-professor i kemi ved Yale og medkorresponderende forfatter til undersøgelsen. "Syntese af disse forbindelser er meget udfordrende, og har begrænset det omfang, i hvilket folk kan lave flere varianter for at finde de bedste biokemiske prober og terapeutika."

Alanna Schepartz, Sterling professor i kemi ved Yale og undersøgelsens anden medkorresponderende forfatter, påpeger, at mange glykoproteinmolekyler i øjeblikket fremstilles ved hjælp af en enzymkatalysator. Yale-teamets tilgang kræver ikke en enzymatisk reaktion, gør det muligt at generalisere processen til at skabe et stort antal forskellige forbindelser.

En anden fordel ved den nye proces, sagde forskerne, er, at det forekommer i vand som opløsningsmiddel. Tit, organisk syntese af bioaktive forbindelser sker i ikke-vandige opløsningsmidler, fordi vand har en tendens til at reagere med mange katalysatorer og kemiske midler.

"Der er enorm interesse lige nu for strategier til at udføre selektiv kemi på komplekse biomolekyler i vand og også i celler, " sagde Schepartz. "Dette papir lægger et stærkt fundament, som vi og andre kan bygge videre på for at udvikle ny og nyttig kemi."

Den første forfatter til undersøgelsen er Tyler Wadzinski, en kandidatstuderende i Millers laboratorium. Medforfattere, hele Yale, er Angela Steinauer, Liana Hie, og Guillaume Pelletier.

"Dette er virkelig en kollaborativ undersøgelse, der blander ekspertise inden for kemisk reaktionsudvikling og biologisk kemi, " sagde Miller.