“Click chemistry” mengungkapkan sintesis gula pada hewan yang masih hidup

Para penelitian Amerika Serikat telah menggunakan ‘click chemistry’ untuk menempelkan tag bahan kimiawi pada molekul gula kompleks pada sel – sel tikus yang masih hidup, yang memungkinkan sintesis gula – glycans – didalam sel – sel untuk dapat dilacak. Kemampuan untuk memonitor ekspresi glycan pada hewan hidup akan memberikan para ilmuwan pandangan baru terhadap suatu peranan yang mana gula perankan pada kebanyakan proses selular seperti perkembangan embrio dan penyebaran kanker.

Glycans diketemukan didalam kedua sel – sel tersebut dan pada permukaan dan memainkan suatu kunci peranan dalam kebanyakan prosesnya, termasuk memberi sinyal diantara dan didalam sel – sel. Hal ini dikenal, seperti contoh, bahwa sel – sel kanker yang kelihatannya menyebar ke bagian tubuh lainnya telah mengubah pola permukaan glycans.

Beberapa teknologi terbaru  dalam mendeteksi glycans pada prinsipnya bertumpu pada perkembangan antibodi yang melawan glycans khusus, atau pada gula yang terikat dengan protein yang dinamakan lectins. Namun begitu, kedua metode tersebut mempunyai keterbatasan dan tidak sesuai untuk digunakan pada hewan hidup. Perkembangan antibodi, suatu contoh, membutuhkan suatu glycan yang diisolasikan dan dibersihkan – sesuatu yang tidak selalu memungkinkan. Lectins seringkali bersifat racun.

Sekarang, Pamela Chang dan para koleganya pada Universitas California, di Berkeley, merekrut click chemistry untuk memberikan suatu pendekatan baru. Click chemistry meliputi reaksi yang spesifik dan cepat dari dua molekul ‘energi tinggi’ di bawah kondisi yang ringan.

Para peneliti memperkenalkan penanda sintetis asam sialic – suatu kunci komponen dari kebanyakan glycans – kedalam tikus putih. Molekul tersebut berisikan suatu kelompok azide yang tidak diketahui oleh sel tersebut, dengan memudahkan asam sialic ‘palsu’ untuk bekerja sama kedalam glycans terbaru yang tersintesiskan. Tim ini kemudian mengekspos sel – sel tersebut ke suatu regangan, molekul bercincinkan delapan anggota yang dimasukkan suatu cyclooctyne. Hal ini ‘meng – klik – kan’ dengan azide tersebut. Cyclooctyne sendiri telah ditempelkan pada suatu peptide, dengan memasukkan Flag, yang dapat dideteksi oleh pengujian kadar logam biologis standard.

Click chemistry pada bahan bebas logam perunggu pada tikus putih

‘Dalam cara ini kita dapat memonitor ekspresi dari pola glycans pada tipe dan jaringan sel – sel yang berbeda,’ kata Chang. Dia menunjukkan bahwa penggujian kadar logam Flag membutuhkan beberapa sel untuk diekstraksikan untuk bahan penganalisaan. ‘Apa yang ingimn kita lakukan selanjutnya adalah memfungsionalisasikan cyclooctynes secara langsung dengan suatu agen pencitraan sehingga kita dapat membayangkan pola ekspresi glycan secara langsung.’

Hermen Overkleeft, seorang profesor sintesis bio-organic pada Universitas Leiden di Belanda, katanya, ‘Dengan membuat dua molekul bereaksi bersamaan keduanya secara efektif dan selektif pada hewan hidup merupakan salah satu yang menantang namun pada akhirnya merupakan hal yang paling berharga dalam tujuan penelitian dalam biologi kimiawi.’ Overkleeft mengatakan bahwa dengan mendemontrasikan reaksi kimiawi tersebut sangatlah memungkinkan pada tikus putih tanpa efek racun nyata yang memberikan  suatu pedoman dalam mengembangkan beberapa teknologi yang serupa. ‘Saya sangat gembira untuk mengetahui kemana penelitian ini nantinya,’ tambah Overkleeft.

Simon Hadlington

Referensi

P V Chang et al, Proc. Natl. Acad. Sci., 2009, DOI: 10.1073/pnas.0911116107

Kata Pencarian Artikel ini: