И это относится не только к мышам. У людей, у которых отсутствует ключевой сахар на белке трансферине, доставляющем железо в клетки, возникает множество проблем, включая запоздалое умственное и физическое развитие, почечную недостаточность и ненормальный вид кожного покрова. Исследователи предполагают, что патология может возникнуть в результате неправильного присоединения сахарных цепей к белкам. Начиная с середины 1990-х годов, тринадцать различных генетических нарушений были определены как врожденные нарушения в гликозилации.
Но еще более распространенные болезни оказываются связанными с сахарами. Так, все люди с ревматоидным артритом имеют дефект в ферменте, прикрепляющем сахар галактозу к антителу. Отсутствие сахаров в белках на поверхности клетки вызывает некоторые формы мышечной дистрофии. Группа шведских ученых идентифицировала сахарный рецептор, позволяюший бактерии Helicobacter pylory внедряться в слизистую оболочку желудка, вызывая язву и рак.
Исследования последовательности человеческих генов в геноме тоже подтверждают мысль о ключевой роли сахаров. Большое количество наших генов кодирует ферменты, связанные с гликозилацией. На данный момент идентифицированы уже несколько сот таких генов.
Весь этот в корне изменившийся в последнее время подход к сахарам и их роли в функционировании организма убедил Американский национальный институт здоровья выделить 34 миллиона долларов на пять лет Консорциуму функциональных гликомов — интернациональной междисциплинарной группе по изучению биологии сахара в живых клетках.
Конечно, эта волна интереса к сахарам поддерживается применением новых средств для их изучения. Так, недавно, как сообщили ученые Массачусетского технологического института. объединение методов масеспектрографии с усовершенствованным компьютерным анализом позволило Сасисекарану и Венкатараману найти фермент, относяшийся к антикоагулянту гепарину, который оказался важным регулятором роста клеток. Опыты на мышах продемонстрировали способность этого вещества замедлять рост опухолей и предотвращать распространение рака. Теперь оно проверяется в качестве потенциального лекарственного средства.
Исследование потенциальных возможностей биологической активности сахаров стимулируется новыми химическими способами синтезирования их молекул. До недавнего времени единственным источником таких сахаров были растения или животные ткани, извлечение сахара из которых, учитывая небольшое количество таких молекул, представляет большие трудности. В этом году в том же Массачусетском технологическом институте изобретен автоматизированный синтесайзер, способный построить цепи и ветви сахара из двенадцати основных ед и ниц в сто раз быстрее, чем это было возможно ранее.
Эта возможность уже используется в поисках новой вакцины против малярийного паразита путем подготовки организма к нейтрализации выделяемого паразитом токсина до того, как он разрушит красные кровяные клетки. На малярийном токсине был найден особый сахар. Ученые построили с помощью синтесайзера сахар, почти идентичный этому, в надежде, что он вызовет нужный иммунный ответ. Опыты на мышах уже показали, что после вливания такого сахара до 75 процентов мышей преодолели смертоносное действие токсина, выделяемого паразитом, по сравнению с неполными 9-ю процентами среди неиммунизированной группы.
Другие исследователи занимаются ролью сахаров у бактерий, вирусов и других патогенов. Так, вирус инфлюэнцы использует фермент, именуемый гликосидаза, чтобы освобождать новорожденные вирусы из сахарного покрытия клетки. Испытанное недавно лекарство успешно сократило приступ болезни путем блокирования этого фермента, что останавливало распространение вирусов от клетки к клетке.
Исследователи изучают также сахарные соединения, меняющие способность бактерии чувствовать пищу в своем окружении, которая стимулирует ее размножение и рост. Задача ученых — найти «обманку», которая не даст бактерии «учуять» пищу, и этим не дать ей возможности вызвать болезнь.
Получение структур и последовательностей отдельных сахаров — это лишь половина дела на пути к созданию лекарств на основе сахаров. Ведь в организме сахара существуют в виде сочетаний несколько различных форм. Так, к одному белку могут быть присоединены десять слегка отличных друг от друга сахаров, и почти невозможно разделить их, используя стандартную технику.
