Glicobiologia - 1

Corso di tecniche analitiche in glicobiologia

Lezione 1

La glicobiologia è lo studio della struttura, della biosintesi e della biologia degli zuccheri e dei glicani, ampiamente diffusi in natura. Gli zuccheri sono componenti essenziali di tutti gli organismi viventi, e i vari ruoli che rivestono in biologia sono oggetto di studio in diversi campi della scienza medica, della biochimica e delle biotecnologie.

Il dogma della sintesi proteica, ovvero DNA-RNA-Proteine, viene complicato da una serie di variabili conosciute come “modifiche post tradizionali”, ce ne sono di vario tipo, come la fosforilazione, la gliazione ecc. In questo corso ci occuperemo di glicosilazione e vedremo che i glicoconiugati non riguardano solamente il mondo delle proteine, ma anche altre categorie di biomolecole.

Dal punto di vista chimico, il glicoconiugato coniuga i due mondi opposti della chimica dell’ossidrile (-OH) con altre porzioni. I glicolipidi e le glicoproteine sono tutte biomolecole di importanza fondamentale che coniugano al loro interno proprietà chimico-fisiche completamente diverse.

La capacità di modulare proprietà chimico-fisiche, come nel caso dei glicoconiugati, consente di avere molecole che vadano a sistemarsi in maniera opportuna in determinati comparti per svolgere la loro funzione.

I glicoconiugati sono i principali costituenti delle pareti e membrane cellulari, quindi svolgono funzioni strutturali, di comunicazione cellulare, segnalazione, ecc… tutto ciò che riguarda la vita di una cellula, nella maggior parte dei casi è regolato da un glicoconiugato.

L’obiettivo è quello di partire dai costituenti base delle biomolecole, cioè i monosaccaridi, andando a costruire a mano a mano i glicoconiugati, partendo prima dai più semplici.

Contenuti del corso

• Monosaccaridi. Polisaccaridi. Glicoproteine. Glicosaminoglicani. Glicolipidi.
• Purificazione di biomolecole contenenti carboidrati.
• Riconoscimento dei carboidrati nelle biomolecole: saggi colorimetrici, analisi dei monosaccaridi, configurazione assoluta, configurazione e posizione del legame glicosidico, sequenza dei monosaccaridi.
• Tecniche analitiche e strumentali: cromatografie a gel filtration, adsorbimento, a scambio ionico, HPLC, HPAEC, spettrometria di massa, LC-MS, GC-MS.

Monosaccaridi: poli-idrossialdeidi / poli-idrossichetoni

Sono i costituenti base della glicobiologia.

Classificazione in due diverse categorie

• Gli aldosi posseggono una funzione aldeidica e diverse funzioni alcoliche, – Es. Monosaccaride a 3 atomi di carbonio viene definito aldotrioso.
• I chetosi posseggono una funzione chetonica e diverse funzioni alcoliche, – Es. Monosaccaride a 3 atomi di carbonio viene definito chetotrioso.

Funzione chetonica e funzione aldeidica sono le due funzioni principali. A seconda di come questi gruppi funzionali si dispongono...