Die Anwendung offener suchbasierter Ansätze zur Identifizierung von Acinetobacter baumannii O-verknüpften Glykopeptiden

Jessica M. Lewis; Pauline M. L. Coulon; Taylor A. McDaniels; Nichollas E. Scott

doi:10.3791/63242

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Methodenartikel

Die Anwendung offener suchbasierter Ansätze zur Identifizierung von Acinetobacter baumannii O-verknüpften Glykopeptiden

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DOI:

10.3791/63242

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2. November 2021

Jessica M. Lewis^*¹ , Pauline M. L. Coulon^*¹ , Taylor A. McDaniels^*¹ , Nichollas E. Scott¹

¹Department of Microbiology and Immunology, Peter Doherty Institute for Infection and Immunity, The University of Melbourne

^* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Die offene Suche ermöglicht die Identifizierung von Glykopeptiden, die mit bisher unbekannten Glykanzusammensetzungen verziert sind. In diesem Artikel wird ein optimierter Ansatz für die Durchführung einer offenen Suche und anschließende Glykan-fokussierte Glykopeptidsuche für Bakterienproben unter Verwendung von Acinetobacter baumannii als Modell vorgestellt.

Zusammenfassung

Die Proteinglykosylierung wird zunehmend als häufige Modifikation in bakteriellen Organismen anerkannt, die zur prokaryotischen Physiologie und optimalen Infektiosität pathogener Spezies beiträgt. Aus diesem Grund steigt das Interesse an der Charakterisierung der bakteriellen Glykosylierung und der Bedarf an Hochdurchsatz-Analysewerkzeugen zur Identifizierung dieser Ereignisse. Obwohl die Bottom-up-Proteomik leicht die Generierung reichhaltiger Glykopeptiddaten ermöglicht, machen die Breite und Vielfalt der in prokaryotischen Spezies beobachteten Glykane die Identifizierung bakterieller Glykosylierungsereignisse äußerst schwierig.

Traditionell machte die manuelle Bestimmung von Glykanzusammensetzungen in bakteriellen Proteomdatensätzen dies zu einer weitgehend maßgeschneiderten Analyse, die auf feldspezifische Experten beschränkt war. In jüngster Zeit haben sich offene suchbasierte Ansätze als leistungsfähige Alternative zur Identifizierung unbekannter Modifikationen herauskristallisiert. Durch die Analyse der Häufigkeit einzigartiger Modifikationen, die an Peptidsequenzen beobachtet wurden, ermöglichen offene Suchtechniken die Identifizierung von gewöhnlichen Glykanen, die an Peptide in komplexen Proben gebunden sind. Dieser Artikel stellt einen optimierten Workflow für die Interpretation und Analyse von glykoproteomischen Daten vor und zeigt, wie offene Suchtechniken verwendet werden können, um bakterielle Glykopeptide ohne Vorkenntnisse der Glykanzusammensetzungen zu identifizieren.

Mit diesem Ansatz können Glykopeptide in Proben schnell identifiziert werden, um Glykosylierungsunterschiede zu verstehen. Am Beispiel von Acinetobacter baumannii ermöglichen diese Ansätze den Vergleich von Glykanzusammensetzungen zwischen Stämmen und die Identifizierung neuartiger Glykoproteine. Zusammengenommen demonstriert diese Arbeit die Vielseitigkeit offener Datenbanksuchtechniken zur Identifizierung der bakteriellen Glykosylierung, wodurch die Charakterisierung dieser sehr unterschiedlichen Glykoproteome einfacher als je zuvor ist.

Einleitung

Die Proteinglykosylierung, der Prozess der Bindung von Kohlenhydraten an Proteinmoleküle, ist eine der häufigsten posttranslationalen Modifikationen (PTMs) in der Natur ^1,2. In allen Bereichen des Lebens hat sich eine Reihe komplexer Maschinen entwickelt, die sich der Erzeugung von Glykoproteinen widmen, die eine Vielzahl von zellulären Funktionen beeinflussen 1,3,4,5. Während die Proteinglykosylierung auf einer Reihe von Aminosäuren^6,7 auftritt, sind N-ve....