Abbildung der Kohlenhydrat-Protein-Interaktionen
Im Gegensatz zu Proteinen ist die Struktur von Kohlenhydraten nicht durch das Genom codiert, und genetische Studien können nur begrenzt Informationen liefern. Außerdem ist die Proteomik nicht auf die post-translationalen Veränderungen der Proteine während der Glykosylierung anwendbar – doch diese sind oft die treibende Kraft hinter der Proteinfunktion. Um die Rolle der Kohlenhydrat-Protein-Interaktionen bei gesunden und erkrankten Organismen zu untersuchen, müsste die biochemische Natur dieses Zusammenwirkens erforscht werden. Zu diesem Zweck wurden im EU-finanzierten Projekt EUROGLYCOARRAYS europäische Experten zusammengebracht, um Kohlenhydrat-Arrays, sogenannte Glyko-Arrays, zu entwickeln und einzusetzen. Diese Glyko-Arrays würden Kohlenhydratstrukturen enthalten, wie sie auch auf Zelloberflächen an Proteinen und Lipiden zu finden sind. Solche Arrays werden sich bei der Erforschung Kohlenhydrat-bindender Proteine als nützlich erweisen und unschätzbar wertvolle Informationen zu Kohlenstoff-Protein-Interaktionen liefern. Die Partner verwendeten sowohl natürliche als auch synthetische Kohlenhydrate, um Sonden für die Glyko-Arrays herzustellen. Die synthetischen Sonden waren sehr vielseitig und lieferten reines Material zum Anbringen an die Array-Plattformen. Zusätzlich zu den Standard-Objektträgern und der Analyse mit Fluoreszenz-Spektroskopie wurde ein weiteres Glyko-Array-Plattformformformat zur Untersuchung der Glykoenzym-Reaktionen erforscht. Ebenso wurden Bioinformatik-Tools zur Konfiguration der dreidimensionalen Kohlenhydratstruktur entwickelt. Zusammen mit den Glyko-Arrays kamen sie in virologischen Anwendungen, zur Bestimmung Kohlenhydrat-basierter Krebs-Biomarker und zur Erforschung des Glykosylierungsmusters der Proteine bei Muskeldystrophien zum Einsatz. Insgesamt könnte die entwickelte Glyko-Array-Technologie die Grundlage für Kohlenhydrat-basierte Diagnostik bilden, die auch zur Überwachung des Behandlungserfolgs bei vielen Erkrankungen verwendet werden könnte. Die Mitglieder von EUROGLYCOARRAYS erhoffen sich, die Glykomik zu einem integralen Bestandteil der "-omik"-Technologien zu machen.
Schlüsselbegriffe
Kohlenhydrate, Protein, Glykomik, Genom, Proteomik, Glykosylierung, Glyko-Array, Bioinformatik, Biomarker, Diagnostik
