Los oligosacáridos, cadenas de componentes básicos de azúcar, son esenciales para las células biológicas. Los científicos habían pensado que estas moléculas se movían libremente, pero un equipo de investigación internacional ha demostrado que tales moléculas de azúcar pueden formar estructuras rígidas, anteriormente encontrado solo en el ADN y las proteínas.

Los oligosacáridos, cadenas de bloques de construcción de azúcar, son algunas de las moléculas más importantes de los seres vivos. Constituyen una gran parte de la superficie de las células y contribuyen a la capacidad del sistema inmunológico para distinguir las propias células del cuerpo de los patógenos u otras células extrañas. Los oligosacáridos en la superficie de las células sanguíneas también determinan nuestro grupo sanguíneo y muchas proteínas llevan apéndices de oligosacáridos, que son esenciales para la función de las proteínas.

Los científicos habían pensado anteriormente que estas moléculas de azúcar se movían libremente y no formaban estructuras rígidas. Las estructuras moleculares tridimensionales rígidas, denominadas por los expertos como estructuras secundarias, solo se habían encontrado en el ADN, en el que las moléculas forman una doble hélice, y en proteínas, en el que las regiones parciales a menudo forman espirales o pequeñas superficies con la estructura de metal corrugado.

Sin embargo, un equipo de investigación internacional ha encontrado estas estructuras secundarias en oligosacáridos. "Pudimos demostrar que la estructura de ciertos oligosacáridos que contienen el bloque de construcción básico fucosa tiene una rigidez característica, "explica Mario Schubert, jefe del equipo de investigación. Schubert estuvo en ETH Zurich durante varios años y ahora trabaja en la Universidad de Salzburgo.

Disposición estable

El elemento estructural secundario recién descubierto determina cómo los tres bloques de construcción de azúcar en el oligosacárido están relacionados espacialmente:el primer bloque de construcción, el tipo de azúcar fucosa, y el tercer bloque de construcción se apilan en paralelo entre sí. mientras que el bloque del medio está en ángulo recto con los otros dos. Esta estructura se estabiliza mediante un enlace químico de hidrógeno entre el primer y tercer bloque.

Esta estructura, compuesto por tres bloques, es una unidad molecular comparativamente a pequeña escala. En comparación, Las estructuras secundarias espirales de las proteínas pueden extenderse a lo largo de varias docenas de bloques de construcción de proteínas.

Dogma refutado

Hasta ahora, los científicos habían asumido que los enlaces de hidrógeno entre los componentes básicos de los oligosacáridos eran muy débiles y, por lo tanto, podían ignorarse. La opinión predominante fue que no existían estructuras secundarias en los oligosacáridos. "Nuestro trabajo ahora muestra que se deben tener en cuenta ciertos enlaces de hidrógeno. Como una ligera punta de la balanza, pueden ayudar significativamente a forzar los bloques de construcción de azúcar en un corsé rígido, "dice Schubert.

"Los oligosacáridos con el patrón estructural recién descubierto son reconocidos fácilmente por otras moléculas usando el principio de cerradura y llave, porque un rígido, estructura inflexible que simplifica el reconocimiento molecular, ", dice Schubert. Este principio de bloqueo y clave en los oligosacáridos es particularmente importante en el caso de las moléculas del sistema inmunológico y las células madre. Los nuevos hallazgos ayudan a comprender mejor las interacciones de tales moléculas.

Presente en muchas moléculas de azúcar.

Los biólogos estructurales suelen utilizar programas informáticos para determinar la estructura tridimensional de las moléculas. "Este software ahora debe ampliarse para dar cuenta del nuevo elemento estructural secundario oligosacárido, "dice Schubert.

Los investigadores de ETH Zurich, La Universidad de Basilea y la Ecole Normale Supérieure de París detectaron el nuevo elemento estructural mediante espectroscopia de resonancia magnética nuclear en dos oligosacáridos de grupos sanguíneos y otros cuatro oligosacáridos. Sin embargo, los científicos asumen que el elemento estructural también aparece en muchos otros oligosacáridos proteicos y de superficie celular. Encontraron evidencia de tales patrones en más de 200 oligosacáridos en una base de datos de estructura de proteínas.