به گزارش زیستنا به نقل از SciTechDaily، پلی‌ساکاریدها فراوان‌ترین زیست‌پلیمرهای (Biopolymers) روی زمین هستند. این مولکول‌ها به دلیل ویژگی‌های متنوع و سازگاری با محیط زیست، در نهایت می‌توانند جایگزین برخی پلاستیک‌ها شوند. اکنون پژوهشگران با انتشار مقاله‌ای در ژورنال ACS Central Science شناسایی آنزیمی باکتریایی را گزارش کرده‌اند که تاکنون ناشناخته بوده است. این آنزیم می‌تواند نوع جدیدی از پلی‌ساکارید را بسازد که شبیه به زیست‌پلیمر کیتین (Chitin) است. این مولکول جدید، زیست‌تخریب‌پذیر (Biodegradable) است و می‌تواند برای دارورسانی، مهندسی بافت و سایر کاربردهای زیست پزشکی مفید باشد.
پلی‌ساکاریدها نقش‌های بسیاری در موجودات ایفا می‌کنند و ازآنجاکه زیست‌سازگار (biocompatible) و زیست‌تخریب‌پذیر هستند، این مولکول‌ها مواد حامل نویدبخشی برای طیف وسیعی از روش‌های درمانی هستند. هویت هر یک از مولکول‌های قند در زنجیره و چگونگی اتصال آن‌ها به یکدیگر، سبب می‌شود آن‌ها به روش‌های مختلف عمل کنند. آنزیم‌هایی به نام گلیکوزید فسفوریلازها (Glycoside Phosphorylases) می‌توانند بسته به شرایط واکنش، پلی‌ساکاریدهای خاصی را بشکنند یا پلی‌ساکاریدهای جدید بسازند. برای مثال، یکی از این آنزیم‌ها کیتین را می‌سازد. کیتین جزء اصلی اسکلت بیرونی بندپایان و دیواره سلولی قارچ است. استفان ویترز (Stephen Withers) و همکارانش به دنبال پاسخ این پرسش بودند که آیا ممکن است آنزیم‌های ناشناخته و طبیعی وجود داشته باشد که بتواند انواع جدیدی از پلی‌ساکاریدها را بسازد.
پژوهشگران با استفاده از داده‌های ژنومی و غربالگری مبتنی بر فعالیت (activity-based screening)، آنزیم گلیکوزید فسفوریلازی را از باکتری Acholeplasma laidlawii شناسایی کردند. این باکتری آلوده‌کننده شایعی در کشت‌های سلولی آزمایشگاهی است. محققان این آنزیم را بیان و خالص کردند و کشف کردند که می‌تواند نوع جدیدی از پلی‌ساکارید را بسازد. آن‌ها این پلی‌ساکارید را آکولتین (Acholetin) نامیدند. زیست‌پلیمر جدید از نظر ترکیبی شبیه کیتین و پلی‌ساکاریدهای تشکیل‌دهنده بیوفیلم است، اما مولکول‌های قند آن به‌گونه‌ای به هم متصل شده‌اند که با این زیست‌پلیمرهای شناخته‌شده متفاوت است.
این گروه ساختار بلور گلیکوزید فسفوریلاز را تعیین کردند. به نظر آن‌ها این مولکول می‌تواند در نگهداری غشای سلولی A. laidlawii نقش داشته باشد. بر این اساس، پژوهشگران ممکن است بتوانند این آنزیم را برای جلوگیری از آلودگی کشت سلولی به باکتری هدف قرار دهند. علاوه بر آن می‌توانند از این آنزیم برای ساخت این زیست‌پلیمر جدید استفاده کنند. به گفته محققان، آکولتین دارای توانایی بالقوه بالایی به‌عنوان نوع جدیدی از مواد زیست‌سازگار و زیست‌تخریب‌پذیر است.
منبع: SciTechDaily
Journal Reference:
Macdonald, Spencer S., Jose H. Pereira, Feng Liu, Gregor Tegl, Andy DeGiovanni, Jacob F. Wardman, Samuel Deutsch, Yasuo Yoshikuni, Paul D. Adams, and Stephen G. Withers. “A Synthetic Gene Library Yields a Previously Unknown Glycoside Phosphorylase That Degrades and Assembles Poly-β-۱,۳-GlcNAc, Completing the Suite of β-Linked GlcNAc Polysaccharides.” ACS Central Science, March 16, 2022, acscentsci.1c01570. https://doi.org/10.1021/acscentsci.1c01570.