CIC bioGUNE participa en un innovador estudio sobre el control del plegamiento de glicanos mediante grupos iónicos
CIC bioGUNE participa en un innovador estudio sobre el control del plegamiento de glicanos mediante grupos iónicos
Un estudio internacional publicado en Journal of the American Chemical Society (JACS), con la participación de CIC bioGUNE, demuestra cómo controlar el plegamiento de glicanos mediante grupos iónicos.
La investigación muestra que la incorporación de grupos iónicos, como carboxilatos, sulfatos o aminas, en glicanos permite estabilizar conformaciones específicas y modular su comportamiento mediante estímulos externos como cambios de pH o enzimas.
Estos resultados abren nuevas oportunidades en la ingeniería de glicanos con aplicaciones en biomedicina, fármacos inteligentes y materiales sensibles a estímulos ambientales.
Un estudio internacional recientemente publicado en la revista Journal of the American Chemical Society (JACS), liderado por el Max Planck Institute of Colloids and Interfaces y con la participación de personal investigador de CIC bioGUNE, miembro de BRTA, ha revelado cómo es posible controlar el plegamiento de los glicanos a través de la incorporación de grupos funcionales iónicos. La investigación fue dirigida por la Dra. Martina Delbianco, con la colaboración de los investigadores del grupo de Glicobiología Química de CIC bioGUNE, bajo la dirección del Profesor de Investigación Ikerbasque Jesús Jiménez-Barbero.
Los glicanos son moléculas flexibles que pueden adoptar múltiples conformaciones, lo que les otorga una gran versatilidad biológica. Sin embargo, esta flexibilidad también representa un reto para quienes intentan diseñar estructuras estables y funcionales. El estudio presenta una estrategia innovadora que consiste en la incorporación controlada de grupos iónicos como carboxilatos, sulfatos y aminas en lugares específicos de las secuencias de glicanos. De este modo, es posible estabilizar conformaciones particulares, como las estructuras en forma de "horquilla" (hairpins), y controlar su comportamiento de forma reversible mediante estímulos externos.
El trabajo se centró en el diseño y la manipulación de secuencias de glicanos que, al ser modificadas con grupos iónicos, pueden inducir la formación de estructuras definidas. Los investigadores e investigadoras demostraron que estos grupos funcionales iónicos permiten la modulación dinámica de la estructura glicánica, favoreciendo su apertura o cierre según factores como cambios en el pH o la presencia de enzimas.
Un aspecto relevante de la investigación fue el uso de técnicas avanzadas de espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN), que permitieron estudiar en profundidad la influencia de los grupos iónicos en la estructura tridimensional de los glicanos. Los resultados obtenidos mostraron que las interacciones electrostáticas generadas por los grupos iónicos pueden estabilizar las conformaciones cerradas mediante atracción, mientras que las fuerzas de repulsión favorecen las formas abiertas.
El estudio se estructuró en tres objetivos principales. El primero consistió en diseñar secuencias de glicanos capaces de adoptar la conformación en "horquilla" y manipular su estabilidad mediante la incorporación de diferentes grupos iónicos. El segundo objetivo fue demostrar cómo la interacción de estos grupos iónicos con el entorno permite la apertura o el cierre de la estructura de glicano, facilitando así el control dinámico de su conformación. Finalmente, se investigó cómo factores externos, como variaciones en el pH o la presencia de enzimas, pueden modificar la estructura de los glicanos y fomentar la formación de materiales supramoleculares.
Los hallazgos de este trabajo proporcionan nuevas perspectivas sobre el uso de glicanos como materiales funcionales, capaces de responder a estímulos externos y de cambiar su conformación en función del entorno. Este comportamiento dinámico abre la puerta a aplicaciones innovadoras, como el desarrollo de fármacos inteligentes que alteren su estado entre activo e inactivo, o la creación de materiales basados en glicanos que respondan a estímulos ambientales.
Referencia: Nishu Yadav, Ana Poveda, Yadiel Vázquez Mena, Martin Rosenthal, Yu Ogawa, Jesús Jiménez-Barbero, Martina Delbianco. Controlling Glycan Folding with Ionic Functional Groups. J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/jacs.4c17992.
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El Centro de Investigación Cooperativa en Biociencias (CIC bioGUNE), miembro de la Alianza Vasca de Investigación y Tecnología (BRTA), ubicado en el Parque Tecnológico de Bizkaia, es una organización de investigación biomédica que lleva a cabo investigaciones de vanguardia en la interfaz entre la biología estructural, molecular y celular, con un enfoque particular en la generación de conocimiento sobre las bases moleculares de las enfermedades, para su uso en el desarrollo de nuevos métodos diagnósticos y terapias avanzadas.
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