מדענים מגרמניה הצליחו להשתמש בגישה חדשה בכדי לסנתז ריבונוקלאז C (RNase C), אנזים לבלב סוכרי של פרה
יותר ממחצית החלבונים בגוף האדם, וכן גם חומרי רפואה חשובים הינם גליקו-חלבונים, כלומר הם מכילים רכיבים סוכריים. באופן כללי, חלבונים טבעיים אלו אינם מכילים יחידות סוכר זהות.
אפילו באמצעות שיטות ניקוי עכשוויות ומתקדמות, כמעט ובלתי-אפשר לבודד כמות מספקת של חלבונים מסוג אחד עבור בדיקות ביורפואיות שיטתיות. הסינתזה שלהם במעבדה הינה חלופה הולמת – אך גם משימה מורכבת בפני עצמה. כפי שמדווח בכתב-העת המדעי ,Angewandte Chemie צוות מדענים מאוניברסיטת Bayreuth בגרמניה, בראשותו של Carlo Unverzagt הצליח עתה להשתמש בגישה חדשה בכדי לסנתז ריבונוקלאז C (RNase C), אנזים לבלב סוכרי של פרה.
רכיבים סוכריים הינם בעלי תפקיד חשוב עבור מסיסותם במים, יציבותם וקיפולם של חלבונים אלו. בנוסף, הם משמשים בתהליכים של הכרה מולקולארית, כגון היצמדות תאים או הפעילות של תאים מיוחדים כנגד מחוללי-מחלות וגופים זרים בגוף. חלבון זהה המכיל יחידות סוכר שונות עשוי אם כן לתפקד באופן שונה. ריבונוקלאז (RNase) הינו אנזים הקיים בצורות סוכריות אחדות. מאחר ואנזים זה נחקר באופן רחב בעבר, הוא מהווה מערכת מודל מעניינת למחקר בתחום זה. ריבונוקלאז C מכיל רכיב סוכרי מורכב בצורה של "אנטנה" כפולת קצוות.
הסינתזה השגרתית במצע-מוצק, המשמשת להכנת חלבונים באמצעות חיבור קבוצת אמינו אחת אחר השנייה באופן עוקב, הינה מורכבת מידי עבור שרשראות חלבונים ארוכות ולעיתים אינה פועלת כראוי בשל תגובות צדדיות. על-כן, החוקר וצוותו סנתזו את האנזים הזה ע"י חיבור של מספר מקטעים באמצעות קישורם זה לזה תוך שימוש בשיטה של "קישור כימי מקורי" (“native chemical ligation”). בשיטה זו, מקטע חלבוני אחד מחובר לקבוצת ציסטאין קיצונית (חומצת-אמינו מכילת-גופרית) של מקטע חלבוני שני באמצעות קבוצת תיואסטר – תגובה בררנית שתוצאתה קשר פפטידי טבעי.
החוקרים השתמשו בסינתזה במצע מוצק בכדי להכין את מקטעי החלבון החיוניים הנושאים עליהם את קבוצות הסוכר. מקטע נוסף התקבל מחיידק באמצעות שיטה מקובלת של איחוי (splicing) חלבון. בשיטה זו, רצף חלבוני מתפצל באופן קטליטי מתוך חלבון מאוחה שהופק בתוך תרבית תאים.
הקושי – מלבד יחידות ציסטאין קיצוניות, מקטע חלבוני זה מכיל שבע יחידות ציסטאין נוספות. קבוצות המימן-גופרית (-SH-) שלהן פעילות ביותר ורגישות מאוד כלפי חמצון. בכדי להגן עליהן מפני תגובות לוואי הן נאטמו בצורת דיסולפידים מעורבים. קבוצות הגנה אלו יכולות להיות מוסרות לאחר-מכן בקלות.
תודות לשיטות מתקדמות, הצוות הצליח בסופו של דבר לחבר באופן נכון את המקטעים השונים, להביא לקיפולו של החלבון לצורתו הטבעית ולצמד באופן נכון את קבוצות הציסטאין לגשרי דיסולפיד לקבלת אנזים מתפקד.
