En sockerbaserad molekyl naturligt producerad av kroppen kan hjälpa celler att växa, differentiera sig till olika typer, självförstöra om det behövs och mycket mer. Det hjälper till att skydda cellens genom, reparera DNA och reglera hur gener överförs. Molekylen, som kallas poly(adenosindifosfatribos) eller poly(ADP-ribos), kan potentiellt ge information om sjukdomsförebyggande och behandlingar – om forskare kan ta reda på exakt hur det fungerar.
För att underlätta sådana vetenskapliga upptäckter utvecklade forskare vid Gifu Universitys Institute for Glyco-core Research (iGCORE) i Japan två syntetiska versioner av ett ADP-ribosfragment.
De publicerade sitt tillvägagångssätt i European Journal of Organic Chemistry .
När celler gör nya proteiner översätter de de genetiska instruktionerna till maskiner som kan bygga proteinerna. Under den processen kan vissa molekyler eller molekylära fragment binda till proteinet som en posttranslationell modifiering. Poly(ADP-ribos)-fragmentet, känt som ribosyladenosin 5',5'-difosfat, skulle kunna hjälpa till att avslöja specifika cellulära funktioner, men naturligt förekommande fragment är för varierande för att forskare ska kunna tillskriva breda funktioner.
"Problemet är bristen på tillgängligheten av homogena oligo- och poly(ADP-ribos)-prover, som är nödvändiga för studier på molekylär nivå för att belysa deras detaljerade funktioner", säger med-korresponderande författare Hide-Nori Tanaka, biträdande professor vid iGCORE. Oligo- och poly(ADP-ribos) hänvisar till antalet komponenter som binder samman för att utgöra ADP-ribosmolekylen.
"För att ta itu med denna flaskhals och påskynda ADP-ribosbiologin utvecklade vi två praktiska syntetiska metoder för ribosyladenosin 5',5"-difosfat, ett fragment av poly(ADP-ribos), för att tillhandahålla strukturellt väldefinierad ADP-ribosoligomer och polymer."
Den första metoden innebar en stegvis montering med hjälp av en kommersiellt tillgänglig lösning för att producera ett ramverk till vilket forskarna sedan tillsatte kolhydrater. Det andra tillvägagångssättet strömlinjeformades till ett enda steg där forskare bearbetade en känd molekyl som kan binda till andra molekyler från en kommersiellt tillgänglig lösning. Båda metoderna producerade en gemensam prekursor som omvandlas till en konjugeringsfärdig byggsten som är förberedd för tillämpning i ADP-ribossyntes, enligt Tanaka.
"Nästa steg är syntes av ADP-ribosoligomerer med hjälp av byggstenen vi förberedde i detta dokument," sa Tanaka. "Vårt slutmål är att belysa de detaljerade funktionerna hos oligo- och poly(ADP-ribos) genom kemisk biologi med hjälp av syntetiska molekyler."
Mer information: Rui Hagino et al, Synthetic Approaches to Ribosyl Adenosine 5′,5′′-Diphosphate Fragment of Poly(ADP-ribose), European Journal of Organic Chemistry (2023). DOI:10.1002/ejoc.202300875
Journalinformation: European Journal of Organic Chemistry
Tillhandahålls av Institute for Glyco-core Research (iGCORE), Tokai National Higher Education and Research System
