Kas ir glikobioloģija?

Lai gan vārds “glycobiology” pirmo reizi parādījās Oksfordas angļu valodas vārdnīcā 1988. gadā, novatoriskā joma radīja sākotnējos atklājumus 1800. gadu beigās. Apvienojot organisko ķīmiju un šūnu bioloģiju, pētnieki atklāja atkarīgo saistību starp cukuriem un olbaltumvielām visos dzīvajos organismos. Glikāna un proteīna attiecības bija nozīmīgas penicilīna radīšanā.

Pēc dezoksiribonukleīnskābes (DNS) koda sarežģītās olbaltumvielu struktūras izolēšanas un tulkošanas zinātnieki atrada dzīvības pamatu. Pētījumi galu galā uzlaboja mūsdienu pasauli daudzās jomās, sākot no ģenētikas līdz noziegumu risināšanai. Līdzīgā veidā pētnieki iekļauj glikobioloģiju ar spektrometriju un spektroskopiju, lai atdalītu cukura un proteīna-glikāna molekulas, izmantojot elektriskos vai magnētiskos laukus. Zinātnieki saprata, ka vienkāršajos un kompleksajos ogļhidrātos atrodamās molekulas satur daudzšķautņainu valodu, kas izrādījās daudz sarežģītāka un mainīgāka nekā DNS. Pētnieki atklāja, ka vairāk nekā 50 procenti ķermeņa olbaltumvielu savienojas ar cukuriem.

2010. gadā zinātniekiem vēl bija jāsaprot un jāatbloķē visa glikāna valoda. Glikobiologi ir atklājuši, ka ogļhidrātu kodēšana kļūst sarežģītāka, ja to apvieno ar dažādām citām molekulām. Cukura un olbaltumvielu integrācija jeb proteīnu glikozilācija šķiet ļoti svarīga daudzu šūnu darbību pareizai darbībai organismā. Glikobioloģijas pētījumi liecina, ka glikāni ietekmē un regulē visus šūnu eksistences aspektus.

Šūnām cukuri ir nepieciešami ne tikai enerģijas iegūšanai, bet arī atpazīšanai un mijiedarbībai ar citām šūnām. Pamata šūnu struktūras integritāte lielā mērā ir atkarīga no sarežģītām proteīna-glikāna kombinācijām. Ogļhidrātu klātbūtne kontrolē embriju attīstību, izraisa augšanas faktorus un regulē hormonus. Asins recēšanai, šūnu adhēzijas īpašībām un receptoru saistīšanai ir nepieciešamas arī proteīna-glikāna molekulas. Glikobioloģijas sasniegumi liecina par solījumu veicināt izpratni par patogēniem organismiem, vienlaikus veicinot revolucionāru zāļu izstrādi.

Plaukstošā glikobioloģijas joma ir daudzsološs līdzeklis baktēriju, sēnīšu un vīrusu infekciju apkarošanai. Sabiedrības nomoka vairāki bīstami pret zālēm izturīgi un mutācijas izraisīti mikroorganismi. Izpētot un apgūstot proteīna-glikāna molekulu attīstību un darbību šūnu līmenī, zinātnieki ir cerējuši atklāt patogēnu attīstības, izdzīvošanas un ievainojamības noslēpumus.