Was ist Glykobiologie?
Die Glykobiologie untersucht die Biologie, chemische Synthese und Struktur von Zuckern und Sacchariden als einzelne Moleküle und in Kombination mit anderen Molekülen. Das weitläufige Gebiet vereint traditionelle Wissenschaften und umfasst verschiedene medizinisch-biochemische und biotechnologische Gebiete. In der Unterkategorie Glycomics werden Zucker und kombinierte Molekülstrukturen in Bezug auf Genetik, Pathologie und Physiologie analysiert. Mit fortschrittlicher Technologie entdeckten die Forscher, dass Zuckerketten oder Glykane eine viel komplexere Rolle spielen, als nur als Energieressource für alle lebenden Organismen zu fungieren.
Obwohl das Wort "Glykobiologie" erstmals 1988 im englischen Oxford-Wörterbuch auftauchte, brachte das innovative Gebiet Ende des 19. Jahrhunderts erste Entdeckungen hervor. Die Forscher kombinierten organische Chemie und Zellbiologie und deckten die abhängige Beziehung zwischen Zuckern und Proteinen in allen lebenden Organismen auf. Glykan-Protein-Beziehungen waren maßgeblich an der Bildung von Penicillin beteiligt.
Nach der Isolierung und Translation der komplexen Proteinstruktur des Desoxyribonukleinsäure (DNA) -Codes fanden die Wissenschaftler die Lebensgrundlage. Die Studien erweiterten schließlich die moderne Welt in zahlreichen Bereichen von der Genetik bis zur Aufklärung von Verbrechen. In ähnlicher Weise kombinieren die Forscher die Glykobiologie mit Spektrometrie und Spektroskopie, um Zucker- und Protein-Glykan-Moleküle mithilfe elektrischer oder magnetischer Felder zu trennen. Die Wissenschaftler erkannten, dass Moleküle in einfachen und komplexen Kohlenhydraten eine vielschichtige Sprache enthielten, die sich als viel ausgefeilter und variabler als die DNA erwies. Die Forscher fanden heraus, dass mehr als 50 Prozent der körpereigenen Proteine mit Zucker kombiniert werden.
Ab 2010 mussten Wissenschaftler noch die gesamte Glykansprache verstehen und entsperren. Glykobiologen haben herausgefunden, dass die Codierung von Kohlenhydraten in Kombination mit verschiedenen anderen Molekülen komplexer wird. Die Integration von Zucker und Protein oder die Glykosylierung von Proteinen scheint für das reibungslose Funktionieren zahlreicher zellulärer Aktivitäten im Körper von entscheidender Bedeutung zu sein. Studien aus der Glykobiologie legen nahe, dass Glykane jeden Aspekt der zellulären Existenz beeinflussen und regulieren.
Zellen benötigen Zucker nicht nur zur Energiegewinnung, sondern auch zur Erkennung und Interaktion mit anderen Zellen. Die grundlegende zelluläre Strukturintegrität hängt stark von komplexen Protein-Glykan-Kombinationen ab. Das Vorhandensein von Kohlenhydraten steuert die Embryonalentwicklung, löst Wachstumsfaktoren aus und reguliert die Hormone. Blutgerinnung, Zelladhäsionseigenschaften und Rezeptorbindung erfordern ebenfalls Protein-Glykan-Moleküle. Durchbrüche in der Glykobiologie sind vielversprechend, um das Verständnis für pathogene Organismen zu fördern und gleichzeitig die Entwicklung revolutionärer Medikamente zu fördern.
Das aufstrebende Gebiet der Glykobiologie ist ein vielversprechendes Instrument zur Bekämpfung von bakteriellen, pilzlichen und viralen Infektionen. Mehrere gefährliche arzneimittelresistente und mutierte krankheitsverursachende Mikroorganismen plagen Gesellschaften. Durch die Erforschung und das Erlernen der Entwicklung und Funktion von Protein-Glykan-Molekülen auf zellulärer Ebene wollten die Wissenschaftler die Geheimnisse der Entwicklung, des Überlebens und der Schwachstellen von Krankheitserregern aufdecken.