La regeneración de ATP por polifosfato quinasa potencia la síntesis eficiente de oligosacáridos catalizada por las...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Química de los carbohidratos
• Enzimología

Sus antecedentes:

• Las glicosidas fosforilasas (GPases) son cruciales para la síntesis de oligosacáridos, pero por lo general requieren kinasas dependientes de ATP.
• La dependencia del ATP exógeno y la fosforilación mediada por la quinasa presenta limitaciones prácticas y económicas para la síntesis enzimática de carbohidratos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un sistema enzimático libre de ATP para una síntesis de oligosacáridos eficiente y rentable.
• Demostrar la amplia aplicabilidad de este sistema en varias glicosidas fosforilasas y oligosacáridos objetivo.

Principales métodos:

• Integración de una polifosfato kinasa (PPK) con las glicosidas fosforilasas (GPases) y las azúcares 1-kinasas para crear un sistema de regeneración de ATP "in situ".
• Utilizando el polifosfato como donante de fosfato, eliminando la necesidad de ATP exógeno.
• Síntesis en un solo recipiente de diversos oligosacáridos, incluidos la lacto-N-biosa I, la galacto-N-biosa, los trisacáridos del núcleo N-glicano y los β-manósidos.

Principales resultados:

• Síntesis exitosa de diversos oligosacáridos con rendimientos que van desde el 40% hasta el 92%.
• El sistema acoplado a PPK requería un mínimo de AMP (<0,05 equiv) para una regeneración eficiente de ATP.
• Se ha demostrado una amplia compatibilidad con las GPasas que actúan sobre los galactosidos, los glucosaminidos y los mannosidos.

Conclusiones:

• La estrategia enzimática sin ATP desarrollada ofrece una plataforma escalable y rentable para la producción de oligosacáridos.
• Este enfoque evita las limitaciones de los métodos tradicionales dependientes del ATP, reduciendo los costos y simplificando el proceso de síntesis.
• La versatilidad del sistema apoya la síntesis enzimática de carbohidratos complejos, avanzando la investigación y las aplicaciones de la glucobiología.