غليكان تحليل عقدة: نهج من أسفل إلى أعلى لGlycomics

Sahba Zaare; Jesús S. Aguilar; Yueming Hu; Shadi Ferdosi; Chad R. Borges

doi:10.3791/53961

يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

غليكان تحليل عقدة: نهج من أسفل إلى أعلى لGlycomics

10.3K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/53961

⸱

مايو 22, 2016

Sahba Zaare¹ , Jesús S. Aguilar¹ , Yueming Hu¹ , Shadi Ferdosi¹ , Chad R. Borges¹

¹Department of Chemistry & Biochemistry, The Biodesign Institute – Center for Personalized Diagnostics, Arizona State University

في هذه المقالة

ملخص

تقدم هذه المقالة شكلا محسنا لتقنية الجليكوميكس الجديدة من أسفل إلى أعلى المصممة لتحليل المظهر التركيبي المجمع للجليكان في السوائل الحيوية غير المجزأة من خلال الانهيار الكيميائي للجليكان إلى السكريات الأحادية الخاصة بالارتباط المكونة لها للكشف عنها بواسطة GC-MS. تشمل التطبيقات المحتملة الكشف المبكر عن السرطان والاضطرابات العاطفية الجليكانية الأخرى.

الملخص

يتم تصنيعها في عملية غير مدفوعة بالقالب بواسطة إنزيمات تسمى glycosyltransferases ، وهي لاعب رئيسي في العديد من الأحداث المهمة داخل وخارج الخلية. تؤثر العديد من الحالات المرضية ، ولا سيما السرطان ، على التعبير الجيني ، والذي بدوره يمكن أن يحرر الوفرة النسبية ومستويات نشاط إنزيمات هيدرولاز الجليكوزيد والجليكوسيلترانسفيراز. غالبا ما توجد الجليكانات الكاملة الشاذة الفريدة الناتجة عن الجليكوزيل ترانسفيراز غير المنظم بكميات ضئيلة داخل السوائل الحيوية المعقدة ، مما يجعل اكتشافها صعبا وأحيانا عشوائيا. ومع ذلك ، مع التحضير المناسب للعينة ، يمكن لأحد أقدم أشكال قياس الطيف الكتلي (كروماتوغرافيا الغاز - قياس الطيف الكتلي ، GC-MS) أن يكتشف بشكل روتيني مجموعة السكريات الأحادية ذات النقطة الفرعية والخاصة بالارتباط ("عقد الجليكان") الموجودة في السوائل الحيوية المعقدة. مكملا لتقنيات الجليكوموم التقليدية من أعلى إلى أسفل ، يتضمن النهج الذي تمت مناقشته هنا جمع وتكثيف كل عقدة جليكان مكونة في عينة في إشارة تحليلية مستقلة واحدة ، والتي توفر معلومات هيكلية وكمية مفصلة حول التغييرات التي تطرأ على الغليكوم ككل وتكشف عن الجليكوزيل ترانسفيراز الذي يحتمل أن يكون غير منظم. تعزز التحسينات التي أدخلت على مراحل التخلي عن البيريثيل ومراحل الاستخراج السائل / السائل اللاحقة الواردة هنا قابلية التكاثر والعائد الكلي من خلال تسهيل الحد الأدنى من تعرض الجليكان البيرميثال للظروف المائية القلوية. تزيد التعديلات على مرحلة الأستلة من مدى التفاعل والعائد الإجمالي. على الرغم من قابليتها للتكاثر ، إلا أن الغلة الإجمالية لأسيتات ألديتول بيرميثيل جزئيا (PMAAs) N-acetylhexosamine (HexNAc) أقل بطبيعتها من قيمتها النظرية المتوقعة بالنسبة إلى PMAAs السداسية. إن حساب نسبة المساحة تحت الكروماتوجرام الأيوني المستخرج (XIC) لكل سداسي عشري PMAA فردي (أو HexNAc PMAA) إلى مجموع مناطق XIC هذه لجميع السداسيات (أو HexNAcs) يوفر طريقة تطبيع جديدة تسهل القياس الكمي النسبي لعقد الجليكان الفردية في العينة. على الرغم من أنها مقيدة حاليا من حيث حدودها المطلقة للكشف ، إلا أن هذه الطريقة تسرع من تحليل السوائل الحيوية السريرية وتظهر وعدا كبيرا كنهج تكميلي للجلوسكوميات التقليدية من أعلى إلى أسفل.

المقدمة

السكرية، البروتينات السكرية، بروتيوغليكان، والجليكوزامينوجليكان تشكل الطبقات الأربعة الرئيسية، والكربوهيدرات المعقدة غير المتجانسة والتي تعرف باسم glycans. كمكونات في كل مكان ولا يتجزأ من غشاء البلازما، الكنان السكري، والمصفوفة خارج الخلية والسوائل، glycans مشاركة في مثل هذه العمليات الكيميائية الحيوية المتنوعة كما الإلتقام والاتجار داخل الخلايا، حركية الخلية، ونقل الإشارة، والتعرف الجزيئي، تنشيط مستقبلات، التصاق الخلايا والتفاعل المضيف الممرض ، بين الخلايا والاتصالات، والترصد المناعي، والمناعي استجابة بدء ¹ الحاضر تقريبا في كل مجال من الحياة، والانزيمات المعروفة باسم glycosyltransferases أن بناء البوليمرات غليكان تع....