Szupersztár a szervezetnek: Cukor!

Ismert, hogy a cukormolekulák energiaforrást jelentenek a szervezet számára. Azonban a biológiai szerep ennél jóval sokszínűbb, ugyanis a cukormolekulák láncot kialakítva az úgynevezett glikánokat hozzák létre, mely alapvető a sejtfunkciók szabályozásában.

A glikán oldalláncok módosítják a fehérjék térbeli szerkezetét, ezáltal hozva létre a megfelelő működéshez szükséges alakot. Ráadásul a makromolekulákat a felhasználási helyre irányítják. Egyes sejtfelszíni glikánok képesek a vírusok megkötésére, míg mások a fehérvérsejteket a fertőzés helyére vezetik. Sok glikán hozható kapcsolatba a jelátviteli folyamatokkal, mely mind az immunrendszer, mind az idegrendszer működéséhez elengedhetetlen, de a glikánmintázat daganatos folyamatokat is befolyásolja.

A glikánokat különböző cukormolekulák egymáshoz való kémiai kötődése, polimerizációja alakítja ki. Vannak lineáris láncok, de gyakran jönnek létre elágazódások. Az összetételbeli változatosságot pár tucat cukormolekula alakítja ki - olyannyira, hogy az összes makromolekula közül erre jellemző a legnagyobb sokszínűség.

A biológiai működés régóta intenzív kutatás tárgyát képezi, ugyanis a folyamatba való beavatkozás terápiás, vagy betegségmegelőzési lehetőséggel bírhat. Például a sejtfelszín glikánmintázatának megváltoztatásával egyes baktérium-, vagy vírusfertőzések kivédhetőek.

A glikánok szerepüket gyakran nem egyedül töltik be, ugyanis gyakran fehérjékhez, vagy zsírokhoz kötött formában vannak jelen. Az emberi szervezet fehérjéinek mintegy felén van jelen glikán oldallánc, ezek a glikoproteinnek nevezett molekulák segítik például a megtermékenyített petesejt beágyazódását a méhfalba, ami alapvető az embriófejlődésben. A zsírokhoz kötött glikánok határozzák meg az emberi vércsoportokat is.

Mivel a glikánok sok folyamatban alapvető szerepet töltenek be, ezért a glikánszintézis zavara betegségekben nyilvánulhat meg. Például a glikángyártás sejtszintű genetikai zavara gyakran okozza az embrió elhalását. Azon ritka esetekben, amikor egy ilyen lény megszületik, fejlődési rendellenesség alakul ki, a zavar a teljes szervezetet, például az idegrendszert és az emésztési rendszert is érinti. A glikánok érintettek a daganatos sejtterjedés folyamatában, a maláriában, az izomdegenerációs betegségekben, és egyéb egészségügyi problémákban. A glikánokat célzó intenzív kutatások számos betegségre jelenthetnek megoldást.

Hudson Freeze (Sanford-Burnham Orvoskutató Intézet, La Jolla, Kalifornia) például mannózbevitellel volt képes gyógyítani egy anyagcsere-betegséget - a mannózban részesült sejtek képessé váltak egészséges glikánok előállítására. A véralvadás gátlásában régóta alkalmazott heparin is glikán típusú makromolekula, de folynak kísérletek a heparin daganatos betegségekben való felhasználására is.