Naast exoglycosidases kun je ook endoglycosidases inhiberen en labelen met trisachariden waarvan je de O uit de ring haalt, staat in Chemistry A European Journal.

Al een tijdje raken activity-based probes (ABP’s) steeds meer op de voorgrond om bepaalde enzymen op activiteit te betrappen. Je ontwerpt je ABP zo dat het lijkt op het substraat van een bepaald enzym. Daaraan hang je vervolgens een fluorescent- of ander soort label en je geeft het een (meestal elektrofiele) ‘val’.

Activity-based protein profiling (ABPP) gebeurt bij suikerknippende glycosidases vooralsnog het meeste op de exo-variant, die alleen de suiker aan het uiteinde van een polysacharide knipt. Daarvoor heb je aan een monosacharide-ABP genoeg. Lastiger is het inhiberen van endoglycosidases, die suikerketens juist middenin de keten knippen, wat nog maar sinds kort is gelukt.

De groepen van Hermen Overkleeft en Gideon Davies hebben nu echter een strategie ontwikkelt waarmee je makkelijker dit soort endo-enzymen kunt inhiberen, in dit geval gaat het om a-mannanases. Op basis van een cyclofellitolvorm van a-mannose maakten ze di- en trisachariden (zie afbeelding) waarbij een of twee monomeren geen echte suikers zijn maar ‘carbasuikers’. Die hebben een methyleengroep zitten op de plek waar zich normaal een zuurstofatoom in de suikerring bevindt. De onderzoekers wisten op deze manier het enzym Bacillus circulans GH76 (BcGH76) te inhiberen.

Eerst synthetiseerden ze een di- en trisacharide (1 en 2 op de afbeelding) om uit te vinden of het substraat gehydrolyseerd zou worden door het enzym. Van deze eerste twee moleculen was het eerste monomeer een cyclofellitol met een epoxide die als elektrofiele val fungeerde. Het enzym valt dan eerst het epoxide aan, waardoor de sachariden covalent vast komen te zitten. Vervolgens hydrolyseert het enzym de binding tussen het eerste en tweede monomeer.

Wil je dat hydrolyseren voorkomen, dan vervang je het zuurstofatoom in het tweede monomeer door een –CH₂–, ontdekte het Leids-Britse team (3 op de afbeelding). Daardoor was BcGH76 niet meer in staat het trisacharide te knippen. Als je dan aan een van de uiteindes een label hangt, kun je de actieve site van het enzym visualiseren.

De onderzoekers melden verder dat je hun synthese gemakkelijk aan kunt passen en zo niet alleen voor dit enzym maar ook voor veel andere endoglycosidases ABP’s kan ontwikkelen. Dat geeft uiteindelijk de mogelijkheid om endoglycosidases ook te profileren.

_{Schröder, S.P. et al. (2021) Chem. Eur. J. 10.1002/chem.202101255}