Glykobiologia on uusi tieteellinen tieteenala, joka perustuu biokemian ja molekyylibiologian perustutkimukseen . Glykobiologia tutkii glykaanien rakennetta, biologista synteesiä ja biologista roolia. Glykaanit ovat olennainen osa kaikkea elollista ja niitä löytyy kaikkialta luonnosta. (1) (2)
Biologiassa erotetaan 4 makromolekyylien pääryhmää : DNA, proteiinit, rasvat ja glykaanit, eli hiilihydraatit. Glykaaneilla (3) on erityisiä ominaisuuksia, niille on ominaista erittäin suuri molekyylidiversiteetti, ne voivat olla oligomeerisiä tai polymeerisiä , lineaarisia tai hyvin haarautuneita, niiden monomeerit voivat muodostaa monenlaisia yhdisteitä keskenään.
Glycom on eräänlainen passi, joka heijastaa kehon glykosidikompleksien kokonaisuutta. Voidaan puhua myös elimen glykoomasta tai tietyntyyppisestä soluglykoomasta. Glykoomi on paljon monimutkaisempi kuin proteomi , koska sen peruselementeillä on monenlaisia rakenteita, ja niillä on myös monia mahdollisuuksia vuorovaikutukseen ja yhdisteiden muodostumiseen.
Koska monosakkaridien hydroksyyliryhmät (-OH) ovat spatiaalisesti orientoituneita, monosakkaridit pystyvät muodostamaan erilaisia stereoisomeerejä . Hydroksyyliryhmien sijainti määrittää sakkaridien välisten sidosten luonteen. Hydroksyyliryhmät voidaan korvata muilla yhdisteillä: karboksyyleillä, amiineilla tai N-asetyyleillä.
Glykaanit jaetaan yleensä 4 pääryhmään:
Viime aikoihin asti uskottiin, että glykaanit ovat energian toimittajia ja toimivat "rakennusmateriaalina". Vain muutama vuosi sitten biologit alkoivat tutkia tarkemmin glykaaneja, niiden rakennetta ja roolia organismien elämässä. Tällä hetkellä tiedetään, että proteiineihin ja rasvoihin liittyvät glykaanit, jotka sijaitsevat solun pinnalla, osallistuvat solujen väliseen aineenvaihduntaan. Erityisesti glykaanit säätelevät proteiinien jakautumista ja varmistavat solun eron elävän organismin sisällä.
Jo markkinoilla olevat lääkkeet, kuten hepariini , erytropoietiini ja jotkin influenssalääkkeet, ovat osoittautuneet tehokkaiksi ja johtaneet glykaanien harkitsemiseen uutena lääkeluokkana. Lisäksi tutkijat, jotka etsivät uusia lääkkeitä syöpää vastaan, uskovat, että glykobiologia avaa heille uusia mahdollisuuksia (6) . Syöpä-, tulehdus- ja infektiolääkkeitä, joilla on uudet vaikutusmekanismit, on parhaillaan kliinisissä kokeissa. Ne voivat parantaa tai täydentää olemassa olevia hoitomenetelmiä.
Huolimatta siitä, että glykaanimolekyyleillä on erittäin monimutkainen rakenne ja niitä on edelleen erittäin vaikea syntetisoida ja tuottaa, tämä uusi tutkimusalue on erittäin lupaava tuleville tuloksille.
Glykobiologia, joka on alkanut kehittyä nopeasti viimeaikaisen teknologisen kehityksen ansiosta, pystyy antamaan meille syvemmän ymmärryksen ihon ikääntymisen syistä.
Nyt on täysin todistettu, että glykaanit ovat tärkeimmät aineet ihon koostumuksessa ja niillä on tärkeä rooli sen homeostaasissa . Tämä johtuu siitä, että:
Glykaanit ovat välttämättömiä ihon asianmukaiselle toiminnalle, ja iän myötä ne muuttuvat laadullisesti ja määrällisesti (8) . Aineenvaihdunta ja signaalinopeus vähenevät, ihon rakenne tuhoutuu.