Name: توليف أوليغوساكاريد ذو الوعاء الواحد الهرمي والقابل للبرمجة (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-09-06T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 56 s
Description: اكتشف كيفية استخدام برنامج Auto-CHO لتوليف أوليغوساكاريد هرمي في وعاء واحد باستخدام التعلم الآلي. يوفر البروتوكول إرشادات لاختيار الوحدات البنائية وتطبيقات علاجية واعدة.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

وقد دعم هذا العمل من قبل الأوساط الأكاديمية سينيكا بما في ذلك برنامج القمة، وزارة العلوم والتكنولوجيا [MOST 104-0210-01-09-02، MOST 105-0210-01-01، MOST 106-0210-01-15-02]، وNSF (1664283).

1. لصناعة السيارات في CHO التلاعب البرمجيات
<ol><li>تثبيت بيئة وقت تشغيل Java: تأكد من تثبيت بيئة وقت تشغيل Java (JRE) في الجهاز. إذا تم تثبيت JRE، انتقل إلى الخطوة التالية، "تهيئة البرامج"؛ خلاف ذلك، تحميل وتثبيت JRE وفقا لنظام التشغيل المستخدم وجدت في: <https://www.oracle.com/technetwork/javas/downloads/index.html>.</li>
	<li>تهيئة البرامج: انتقل إلى موقع Auto-CHO على الويب على العنوان التالي: https://sites.google.com/view/auto-cho/home> وحمّل البرنامج وفقًا لنظام التشغيل. حاليا، يدعم Auto-CHO ويندوز، ماك، وأوبونتو. يتم توفير أحدث دليل مستخدم PDF على موقع Auto-CHO.<ol>
<li>لمستخدمي Windows، قم بفك ضغط Auto-CHO_Windows.zip وانقر نقراً مزدوجاً فوق Auto-CHO.jar في المجلد Auto-CHO_Windows لبدء تشغيل البرنامج. ملاحظة: يحتاج المستخدم إلى تثبيت برنامج فك الضغط، مثل 7-Zip، وجدت في <https://www.7-zip.org>، لفك تعبئة الملف البريدي. قد يستخدم المستخدم أيضاً الأمر java-jar Auto-CHO.jar لبدء تشغيل البرنامج بواسطة موجه أوامر Windows.</li>
		<li>لمستخدمي macOS، انقر بزر الماوس الأيمن على Auto-CHO.jar واختر فتح لبدء تشغيل البرنامج.</li>
		<li>لمستخدمي أوبونتو:<ol>
<li>قم بتثبيت libcanberra-gtk باستخدام الأمر التالي: $ سودو عرضة الحصول على تثبيت libcanberra-GTK *
</li>
			<li>تغيير إذن الوصول من Auto-CHO_Ubuntu.sh: $ chmod 755 السيارات CHO_Ubuntu.sh
</li>
			<li>تشغيل برنامج Auto-CHO: $ ./Auto-CHO_Ubuntu.sh
</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>إدخال هيكل الجليكون المطلوب. اختر رسم بنية غليكان أو قراءة ملف بنية موجود.<ol>
<li>الإدخال عن طريق الرسم:<ol>
<li>انقر على تحرير غليكان من قبل غليكانبانيب9,10 (الشكل 1, btn1; الشكل 2 ألف) أو منطقة انقر هنا لتحرير الهدف الاصطناعية لرسم وتحرير بنية الاستعلام من قبل GlycanBuilder. ولا ينبغي تجاهل المعلومات المتعلقة بالربط والزقزقة. انقر على أزرار Globo-Hأو SSEA-4أو OligoLacNAc (الشكل 1، أمثلة) لعرض الأمثلة.</li>
			<li>اختر ملف | تصدير إلى تنسيقات التسلسل | تصدير إلى GlycoCT مكثف لحفظ هيكل تحريرها (اختياري).</li>
			<li>أغلق مربع الحوار GlycanBuilder لإكمال التحرير.</li>
		</ol>
</li>
		<li>الإدخال عن طريق قراءة ملف:<ol>
<li>انقر على تحرير غليكان من قبل غليكانبانيد (الشكل 1، btn1؛ الشكل 2 ألف) أو منطقة انقر هنا تحرير الهدف الاصطناعية تحرير بنية الاستعلام.</li>
			<li>اختر ملف | قم بالاستيراد من تنسيقات التسلسل لاختيار ملف بنية الاستعلام بالتنسيق المقابل.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>إعدادات معلمة البحث (اختياري).<ol>
<li>حدد معلمات البحث في علامة التبويب"إعدادات المعلمة"(الشكل 1، tab2) للحصول على نتائج بحث معقولة. ملاحظه: يجب أن تكون عتبة RRV من الدرجة العالية رقم حقيقي و ≥ 0. يجب أن تكون عتبة RRV من الفئة المتوسطة رقمًا حقيقيًا و≥0. يجب أن تكون عتبة RRV من الدرجة العالية >عتبة RRV من الفئة المتوسطة. يجب أن يكون الحد الأقصى لرقم الجزء عدد صحيح و ≥ 1. الحد الأدنى لـ BBL رقم في جزء يجب أن يكون عدد صحيح و بين 1 و 3. يجب أن يكون الحد الأقصى لرقم BBL في جزء عدد صحيح وبين 1 و 3. يجب أن يكون الحد الأقصى لعدد BBL في جزء ≥ الحدالأدنى عدد BBL في جزء. الحد الأدنى للمتبرع/مقبول RRV الفرق يجب أن يكون رقما ً حقيقياً إيجابياً. الحد الأدنى للمتبرعين/المقبولين يجب أن تكون نسبة RRV عددًا حقيقيًا موجبًا. يجب أن تكون نسبة الحد الأقصى للمتبرعين/المقبولين RRV رقمًا حقيقيًا موجبًا. يجب أن تكون نسبة الحد الأقصى للمتبرعين/المقبولين RRV >الحد الأدنى من نسبة المتبرعين/المقبولين RRV.</li>
		<li>انقر على الزر موافق لتمكين الإعدادات الجديدة.</li>
	</ol></li>
	<li>حدد مكتبة كتل الإنشاء(الشكل 1، علامة التبويب5). الإعداد الافتراضي هو البحث في المكتبة التجريبية فقط. إذا كان من المطلوب البحث في كل من المكتبات التجريبية والظاهرية، تحقق من الخطوات التالية.<ol>
<li>حدد علامة التبويب مكتبة كتلة الإنشاء الظاهرية (الشكل 2C، tab5). يمكن لبنات البناء التجريبية والافتراضية العمل معا لتعزيز القدرة على البحث من السيارات CHO. حاليا، يوفر Auto-CHO أكثر من 50،000 كتل البناء الافتراضية مع RRVs المتوقعة في المكتبة.</li>
		<li>حدد استخدام المكتبات التجريبية والظاهرية وتطبيق التصفية لعرض كتل الإنشاء الظاهرية بمعايير معينة. انقر على الزر إظهار BBL(s) الظاهري المحدد (الشكل 2C,btn5) لإظهار كتلة (كتل) الإنشاء الظاهرية المحددة فقط.</li>
		<li>انقر على الزر إظهار BBL(s) الظاهري المفلتر (الشكل 2C,btn6) لإظهار كتل الإنشاء الظاهرية فقط مع معايير معينة محددة من قبل المستخدم.</li>
		<li>انقر على زر إظهار جميع BBL (ق الظاهري) (الشكل 2C،btn7) لإظهار جميع كتل الإنشاء الظاهرية المتاحة وإعادة تعيين عامل التصفية.</li>
		<li>تحقق من واحد أو عدة كتل الإنشاء الظاهريالمطلوب ة التي يرغب المستخدم في استخدامها للبحث.</li>
	</ol></li>
	<li>حدد علامة التبويب بنية الاستعلام (الشكل 1، tab1) وانقر على زر مكتبة كتلة الإنشاء البحث (الشكل 1، btn2) للعثور على الحلول الاصطناعية وعاء واحد لبنية الاستعلام. ثم قم بتأكيد إعدادات المعلمة.</li>
	<li>ابحث في عارض النتائج. ملاحظة: يتم عرض نتيجة البحث في علامة التبويب "تصور النتائج" (الشكل 1، tab6). يتم عرض قبولات نهاية تقليل أرقام المخلفات المختلفة في العمود تقليل نهاية القبول (الشكل 1،viewer1).<ol>
<li>حدد مقبول نهاية الحد، ويتم عرض الحلول في قائمة الحلول الاصطناعية (الشكل 1، viewer2). تظهر الأجزاء في قائمة الأجزاء (الشكل 1، viewer3) لاقتراح عدد الأجزاء التي يجب استخدامها في التوليف. ملاحظة: يوفر النظام معلومات مفصلة عن كل جزء، بما في ذلك RRV للجزء، والعائد الحسابي وكذلك المجموعة الحامية التي يجب أن تكون محمية للاستخدام اللاحق للجزء في رد فعل وعاء واحد. تظهر كتل الإنشاء المستخدمة لتجميع الجزء المحدد في العارض4 من الشكل 1. يعرض العارض5 من الشكل 1 أيضاً معلومات اتصال الشظية.</li>
		<li>عرض والتحقق من الهياكل الكيميائية والمعلومات التفصيلية من لبنات البناء المختارة في مناطق الهيكل الكيميائي لكتل البناء ومتصفح كتلة البناء،على التوالي، لبنات البناء التجريبية(الشكل 1، tab4).</li>
	</ol></li>
	<li>إخراج نتيجة البحث إلى نص (اختياري).<ol>
<li>حدد علامة التبويب نص النتيجة (الشكل 1، علامة التبويب 7).</li>
		<li>انقر على حفظ نص النتيجة (الشكل 2B،btn4) واختر وجهة الملف النصي.</li>
	</ol></li>
	<li>ملاحظات لكتل الإنشاء الظاهرية (اختياري). ملاحظة: يمكن إعطاء ملاحظات حول كتل الإنشاء الظاهرية من خلال الاستبيان عبر الإنترنت. يمكن أن تساعد التغذية المرتدة المجتمع على الحفاظ على كتل البناء الافتراضية المفيدة وإزالة تلك غير الفعالة.<ol>
<li>حدد علامة التبويب كتلة الإنشاء الظاهرية (الشكل 1، علامة التبويب 5).</li>
		<li>انقر على الرابط لمعدل كتلة الإنشاء الظاهرية التي من المطلوب أن تقيم أو تعلق في العمود ردود الفعل.</li>
		<li>املأ نموذج الملاحظات بعد أن يفتح النظام صفحة ويب وإرساله. ملاحظة: لا تقم بتغيير معرف BBL الظاهري.</li>
	</ol></li>
</ol>2. تجارب تحديد RRV
<ol><li>في قارورة مستديرة القاع 10 مل، الجمع بين اثنين من المانحين ثيوغليكوزيسيد (0.02 مليمول من كل: Dص4 هو المانح المرجعي مع RRV المعروفة. Dx1 هو جزيء المتبرع من RRV غير معروف)، الميثانول المطلق (0.10 مليمول)، ودريريت في ثنائي كلورو الميثان (DCM، 1.0 مل)، ثم يحرك في درجة حرارة الغرفة (RT) لمدة 1 ساعة.</li>
	<li>تناول عليكوت من هذا الخليط (30 درجة مئوية) وحقن الخليط في الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء (HPLC) في ثلاث حقن منفصلة (10 ميكرولتر لكل حقن). قياس المعامل(أ)بين الامتصاص ( أ ) وتركيز جزيء المتبرع [D] في ظل شروط فصل خط الأساس (خلات الأثير /ن-هيكسان = 20/80).</li>
	<li>إضافة حل من 0.5 M N-Iodosuccinimide (NIS) في acetonitrile (40 μL, 0.02 ملمول) في خليط التفاعل, تليها إضافة 0.1 M حمض ثلاثي فلوروميثانسولفونيك (TfOH) الحل (20 € L, 0.002 مليمول), وتحريك الخليط في RT لمدة 2 ح.</li>
	<li>تخفيف خليط التفاعل مع DCM (4.0 مل)، فلتر، وغسل مع ثيوسلفات الصوديوم الغازية المشبعة التي تحتوي على 10٪ كربونات الهيدروجين الصوديوم (2X مع حجم 5 مل لكل منهما). استخراج طبقة مائية مع DCM (3X مع 5 مل). الجمع بين جميع الطبقة العضوية، وغسلها مع 5 مل من محلول ملحي، وتجفيفها مع ما يقرب من 200 ملغ من كبريتات المغنيسيوم اللامائية.</li>
	<li>يهز الخليط قليلا لمدة 30 ق، وتصفية من خلال قمع مع ورقة مرشح مخدد من أجل إزالة كبريتات المغنيسيوم، ثم جمع فيلترات في قارورة 25 مل جولة القاع. إزالة المذيب باستخدام المبخر الدوارة.</li>
	<li>إذابة بقايا في DCM (1.0 مل). تناول aliquot من هذا الخليط (30 درجة مئوية) وحقنه في HPLC في ثلاث حقن منفصلة (10 ميكرولتر لكل حقن). قياس تركيزات المتبرعين المتبقيين ([Dx] و [Dref])بواسطة HPLC في ظل نفس شروط الفصل (خلات الأثير/الهكان = 20/80)(المرجع)t = 24417.0، (Ax)t = 23546.3.</li>
	<li>قياس التفاعل النسبي بين Dx1 مقابل Dr4، kx1/kr4 = 0.0932. استناداً إلى قيمة التفاعل النسبي Dr4، قيمة التفاعل النسبي لـ Dx1 هي 3. ملاحظة: a = A/[D]،(مرجع)0 = 74530.1 ، (Ax)0 = 26143.0. (ك) x/kref = (in[Dx]t - in [Dx]0)/(in[Dref]t - in[Dref]0)= (in[A x]t - in [Ax]0)/(in [aref]t - in [aref]0)= 0.0932.</li>
</ol>3. وعاء واحد غليكوزيل من SSEA-4
<ol><li>وضع قارورة 10 مل جولة القاع تحت فراغ، لهب الجافة، والسماح للقارورة لتبرد إلى RT في حين لا يزال تحت فراغ. إزالة الحاجز المطاطي لإضافة خليط من disaccharide 1 المانح (38 ملغ، 1.1 مكافئ، 0.057 مليمول)، والقبول الأول 2 (40 ملغ، 1.0 مكافئ، 0.053 مليمول) وقضيب التحريك المغناطيسي المغلفة تفلون في قارورة.</li>
	<li>نقل 100 ملغ من غربال الجزيئية مسحوق 4 Å في قارورة 5 مل جولة القاع. إبقاء هذه القارورة تحت فراغ، لهب الجافة، والسماح للقارورة لتبرد إلى RT في حين لا يزال تحت فراغ. نقل المجففة الطازجة 4 Å المنخل الجزيئي في قارورة الأولى التي تحتوي على المواد البداية.</li>
	<li>نقل 1 مل من DCM المجففة حديثا في قارورة. يُحرّك خليط التفاعل لمدّة 1 ساعة في RT ثم ّ يُوضع تحت درجة حرارة -40 درجة مئوية. نقل NIS (13 ملغ، 1.1 مكافئ، 0.057 مليمول) في قارورة.</li>
	<li>حقن TfOH (34 ميكرولتر، 0.3 مكافئ، 0.017 مليمول، 0.5 ملي في الأثير) في القارورة من خلال الحاجز باستخدام حقنة صغيرة الحجم في -40 درجة مئوية. استمر في التحريك عند -40 درجة مئوية لمدة 3 ساعة.</li>
	<li>بعد أن يتم استهلاك أول مقبل 2 تقريبا، حقن الحل من مقبول 3 في DCM في قارورة من خلال الحاجز.</li>
	<li>قم بتسخين خليط التفاعل حتى -20 درجة مئوية ونقل NIS (19 ملغ، 1.6 مكافئ، 0.083 مليمول) في القارورة. حقن TfOH (34 ميكرولتر، 0.3 مكافئ، 0.017 مليمول، 0.5 ملي في الأثير) في القارورة من خلال الحاجز عند -20 درجة مئوية. استمر في التحريك عند -20 درجة مئوية لمدة 3 ساعة.</li>
	<li>بعد استهلاك ناتج رد فعل الخطوة الأولى، وإرواء التفاعل عن طريق حقن اثنين من مكافئات الأمين ثلاثي إيثيل. إزالة المنخل الجزيئي من خلال قمع فلتر معبأة مع Celite، وجمع filtrate في قارورة 25 مل جولة القاع ومزيد من غسل مرشح مع 10 مل من DCM.</li>
	<li>نقل فيلترات في قمع فاصل وغسله مع ثيوسلفات الصوديوم الغازية المشبعة التي تحتوي على 10٪ NaHCO3 (2X مع 10 مل لكل منهما). استخراج طبقة مائية مع DCM (3X مع 10 مل). الجمع بين الطبقات العضوية وغسل الخليط مع محلول ملحي (10 مل) وتجفيفه عن طريق إضافة اللامائية MgSO4. تصفية ذلك وجمع filtrate في قارورة 100 مل جولة القاع.</li>
	<li>إزالة المذيب باستخدام المبخر الدوارة. إذابة الخليط الخام مع ما يقرب من 1 مل من DCM وتحميلها على رأس السرير السيليكا. قم بخلط المنتج بخليط من خلات الإيثيل والتولوين (EtOAc/toluene، 1/4 إلى 1/2) وجمع الكسور.</li>
	<li>إزالة المذيب باستخدام المبخر الدوارة. تجفيف بقايا تحت ضغط منخفض لإعطاء محمية تماما SSEA-4 مشتق 4 (74 ملغ، 50٪ على أساس مقبول 2)كما رغوة بيضاء.</li>
</ol>

<ol><li>Apweiler, R., Hermjakob, H., Sharon, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+frequency+of+protein+glycosylation%2C+as+deduced+from+analysis+of+the+SWISS-PROT+database%5BTitle%5D)+AND+%22Biochimica+Et+Biophysica+Acta%22%5BJournal%5D)">On the frequency of protein glycosylation, as deduced from analysis of the SWISS-PROT database.</a> Biochimica Et Biophysica Acta. 1473 (1), 4-8 (1999).</li>
<li>Sears, P., Wong, C. -H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toward+Automated+Synthesis+of+Oligosaccharides+and+Glycoproteins%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Toward Automated Synthesis of Oligosaccharides and Glycoproteins.</a> Science. 291 (5512), 2344-2350 (2001).</li>
<li>Kulkarni, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%E2%80%9COne-Pot%E2%80%9D+Protection%2C+Glycosylation%2C+and+Protection-Glycosylation+Strategies+of+Carbohydrates%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">“One-Pot” Protection, Glycosylation, and Protection-Glycosylation Strategies of Carbohydrates.</a> Chemical Reviews. 118 (17), 8025-8104 (2018).</li>
<li>Zhang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Programmable+One-Pot+Oligosaccharide+Synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Programmable One-Pot Oligosaccharide Synthesis.</a> Journal of the American Chemical Society. 121 (4), 734-753 (1999).</li>
<li>Cheng, C. -W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hierarchical+and+programmable+one-pot+synthesis+of+oligosaccharides%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Hierarchical and programmable one-pot synthesis of oligosaccharides.</a> Nature Communications. 9 (1), 5202(2018).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ChemDraw%22">ChemDraw</a>. , PerkinElmer Informatics. (2019).</li>
<li>Cheeseman, J. R., Frisch, Æ <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCheeseman%2C+JR+%22Predicting+magnetic+properties+with+chemdraw+and+gaussian%22">Predicting magnetic properties with chemdraw and gaussian</a>. , (2000).</li>
<li>Yap, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PaDEL-descriptor%3A+An+open+source+software+to+calculate+molecular+descriptors+and+fingerprints%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Computational+Chemistry%22%5BJournal%5D)">PaDEL-descriptor: An open source software to calculate molecular descriptors and fingerprints.</a> Journal of Computational Chemistry. 32 (7), 1466-1474 (2011).</li>
<li>Ceroni, A., Dell, A., Haslam, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+GlycanBuilder%3A+a+fast%2C+intuitive+and+flexible+software+tool+for+building+and+displaying+glycan+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Source+Code+for+Biology+and+Medicine%22%5BJournal%5D)">The GlycanBuilder: a fast, intuitive and flexible software tool for building and displaying glycan structures.</a> Source Code for Biology and Medicine. 2, 3(2007).</li>
<li>Damerell, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+GlycanBuilder+and+GlycoWorkbench+glycoinformatics+tools%3A+updates+and+new+developments%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+Chemistry%22%5BJournal%5D)">The GlycanBuilder and GlycoWorkbench glycoinformatics tools: updates and new developments.</a> Biological Chemistry. 393 (11), 1357-1362 (2012).</li>
</ol>

وليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.

تم تطوير برنامج Auto-CHO لمساعدة الكيميائيين على المضي قدما في توليف وعاء واحد هرمية وقابلة للبرمجة من oligosaccharides5. تم بناء السيارات CHO من قبل لغة البرمجة جافا. بل هو برنامج واجهة المستخدم الرسومية وعبر منصة، والتي تدعم حاليا ويندوز، ماك، وأوبونتو. ويمكن تحميل البرنامج مجانا لموقع أوتو تشو على شبكة الإنترنت في <https://sites.google.com/view/auto-cho/home>, ويمكن الوصول إلى شفرة مصدره مع رخصة MIT من GitHub في <https://github.com/CW-Wayne/Auto-CHO>.
تحتوي مكتبة BBL...

الكربوهيدرات هي في كل مكان في الطبيعة1،2، ولكن وجودها وطريقة العمل لا تزال منطقة مجهولة ، ويرجع ذلك أساسا إلى صعوبة الوصول إلى هذه الفئة من الجزيئات3. على عكس التوليف الآلي للoligopeptides وoligonucleotides، لا يزال تطوير التوليف الآلي للoligosaccharides مهمة هائلة، وكان التقدم بطيئا نسبيا.
لمعالجة هذه المشكلة، وضعت وونغ وآخرون أول طريقة آلية لتركيب oligosaccharides باستخدام برنامج برنامج للبرمجة يسمى Optimer4، والذي يوجه اختيار BBLs من مكتبة من ~ 50 BBLs لتسلسل وعاء واحد ردود الفعل. تم تصميم كل BBL وتوليفها مع التفاعل محددة جيدا ضبطها من قبل مختلف مجموعات الحماية. وباستخدام هذا النهج، يمكن التقليل إلى أدنى حد من تعقيدات حماية التلاعب والتنقية الوسيطة أثناء التوليف، التي اعتبرت أصعب المسائل التي ينبغي التغلب عليها في تطوير التوليف الآلي. على الرغم من هذا التقدم، لا تزال الطريقة مقيدة جدا، كما أن عدد BBLs صغيرة جدا وبرنامج Optimer يمكن فقط التعامل مع بعض oligosaccharides الصغيرة. لمزيد من القلة المعقدة التي تتطلب المزيد من BBLs ويمر متعددة من ردود الفعل وعاء واحد وتكاثف جزء، وقد تم تطوير نسخة مطورة من البرنامج، لصناعة السيارات في CHO5،.
في Auto-CHO، تمت إضافة أكثر من 50,000 BBLs مع تفاعل محدد إلى مكتبة BBL، بما في ذلك 154 الاصطناعية و 50,000 منها الظاهري. تم تصميم هذه BBLs من قبل التعلم الآلي على أساس الخصائص الأساسية، والتحولات الكيميائية NMR المحسوبة6،7،والواصفات الجزيئية8،والتي تؤثر على هيكل وتفاعل BBLs. مع هذا البرنامج ترقية ومجموعة جديدة من BBLs المتاحة، يتم توسيع القدرة التوليفية، وكما هو مبين، يمكن إعداد العديد من oligosaccharides من الفائدة بسرعة. ويعتقد أن هذا التطور الجديد سوف يسهل تركيب oligosaccharides لدراسة أدوارهم في مختلف العمليات البيولوجية وآثارها على هياكل ووظائف البروتينات السكرية والدهون السكرية. ويعتقد أيضا أن هذا العمل سيعود بالفائدة على مجتمع العلوم السكرية بشكل كبير، بالنظر إلى أن هذه الطريقة متاحة لمجتمع البحوث مجانا. يتم تخليق علامة الخلايا الجذعية الجنينية البشرية الأساسية، SSEA-45، في هذا العمل.

<table><tbody><tr><td>أسيتونيتريل</td><td>سيجما ألدريتش</td><td>75-05-8</td><td></td></tr><tr><td>كبريتات المغنيسيوم اللامائية</td><td>سيجما ألدريتش</td><td>7487-88-9</td><td></td></tr><tr><td>سيريوم أمونيوم موليبدات</td><td>TCI</td><td>C1794</td><td></td></tr><tr><td>ثنائي كلورو ميثان</td><td>سيجما ألدريتش</td><td>75-09-2</td><td></td></tr><tr><td>دريريت</td><td>سيجما ألدريتش</td><td>7778-18-9</td><td></td></tr><tr><td>أسيتات</td> <td>الإيثيلسيجما ألدريتش</td><td>141-78-6</td><td></td></tr><tr><td>الميثانول</td><td>سيجما ألدريتش</td><td>67-56-1</td><td></td></tr><tr><td>المناخل الجزيئية 4 & Aring ؛</td><td>سيجما ألدريتش</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>< م > ن < م > - هكسان</td><td>سيجما ألدريتش</td><td>110-54-3</td><td></td></tr> <tr><td>< م > ن < م > يودوسوكسينيميد</td><td>سيجما ألدريتش</td><td>516-12-1</td><td></td></tr><tr><td>بيكربونات الصوديوم</td><td>سيجما ألدريتش</td><td>144-55-8</td><td></td></tr><tr><td>ثيوكبريتات الصوديوم</td><td>سيجما ألدريتش</td><td>10102-17-7</td><td></td></tr><tr><td>تولوين</td><td>سيجما ألدريتش</td><td>108-88-3</td><td></td></tr><tr><td>حمض ثلاثي فلوروميثان سلفونيك</td><td>سيجما ألدريتش</td><td>1493-13-6</td><td></td></tr></tbody></table>

توليف أوليغوساكاريد ذو الوعاء الواحد الهرمي والقابل للبرمجة

Hierarchical and Programmable One-Pot Oligosaccharide Synthesis

تقدم هذه المقالة بروتوكول تجريبي عام لتوليف oligosaccharide وعاء واحد للبرمجة ويوضح كيفية استخدام برنامج Auto-CHO لتوليد الحلول الاصطناعية المحتملة. تم تصميم نهج التوليف oligosaccharide وعاء واحد للبرمجة لتمكين توليف oligosaccharide سريع من كميات كبيرة باستخدام كتل البناء ثيوغليكوزيد (BBLs) مع الترتيب التسلسلي المناسب لقيم التفاعل النسبي (RRVs). Auto-CHO هو برنامج عبر منصة مع واجهة المستخدم الرسومية التي توفر الحلول الاصطناعية الممكنة للبرمجة واحد وعاء oligosaccharide التوليف عن طريق البحث في مكتبة BBL (تحتوي على حوالي 150 التحقق من صحة و > 50،000 BBLs الظاهري) مع توقع بدقة RRVs من خلال دعم الانحدار ناقلات. تم تنفيذ خوارزمية التوليف الهرمي وعاء واحد في Auto-CHO ويستخدم الشظايا التي تم إنشاؤها بواسطة ردود الفعل وعاء واحد كBBLs جديدة. وبالإضافة إلى ذلك، يسمح Auto-CHO للمستخدمين بإعطاء ملاحظات لBBLs الظاهري للحفاظ على تلك القيمة لمزيد من الاستخدام. ويتجلى في هذا العمل تركيب وعاء واحد للمستضد الجنيني الخاص بالمرحلة 4 (SSEA-4)، وهو علامة متعددة القوى للخلايا الجذعية الجنينية البشرية.

تشير نتيجة البحث Auto-CHO استنادًا إلى إعدادات المعلمة الافتراضية إلى أن SSEA-4 يمكن توليفها بواسطة رد فعل [2 + 1 + 3] بوعاء واحد. يظهر الشكل 3 لقطة البرنامج من نتيجة البحث SSEA-4. عندما يتم تحديد trisaccharide الحد من نهاية مقبول(الشكل 3،التسمية 1)، يظهر البرنامج أربعة حلول محتملة للاستعلام. يحتوي الحل الأول على جزء واحد(الشكل 3،التسمية 2)، وعائده المحسوب حوالي 94%. يمكن تصنيع الجزء بواسطة اثنين BBL...

يوضح هذا البروتوكول كيفية استخدام برنامج Auto-CHO للتوليف الهرمي والقابل للبرمجة وعاء واحد من oligosaccharides. كما يصف الإجراء العام لتجارب تحديد RRV وغليكوزيل وعاء واحد من SSEA-4.

This article presents a general experimental protocol for programmable one-pot oligosaccharide synthesis and demonstrates how to use Auto-CHO software for ...

نحن نبين كيفية استخدام لدينا البرمجيات المطورة حديثا، لصناعة السيارات في CHO، للتسلسل الهرمي وبرمجة أوليجوساكشاريد وعاء واحد التوليف. يتضمن AUTO-CHO خوارزميات على كتل البناء الموسعة، مع قيم التفاعل النسبية المتوقعة من خلال التعلم الآلي. يوفر برنامج Auto-CHO مبادئ توجيهية قيمة لاختيار كتلة البناء ، ومخططًا هرميًا لتركيب وعاء واحد متعدد للجلسانات الأكثر تعقيدًا من خلال تكوين الجزء.تمتد الآثار المترتبة على هذه التقنية نحو علاج السرطانات أو الأمراض المعدية بواسطة العلاجات القائمة على الكربوهيدرات. قبل استخدام Auto-CHO، يرجى التأكد من تثبيت بيئة وقت تشغيل جافا في جهاز كمبيوتر شخصي أو Mac. سوف مظاهرة البصرية من التلاعب البرمجيات AUTO-CHO وما يتصل بها من تجربة تحديد قيمة التفاعلات تساعد الكيميائيين على اتباع البروتوكول، والمضي قدما في التجربة بسرعة.لتنفيذ تهيئة البرمجيات من بيئة جافا وقت التشغيل ، انتقل إلى موقع تشو السيارات وتحميل البرنامج وفقا لنظام التشغيل. حاليا، يدعم Auto-CHO ويندوز، ماك أوبونتو. يتم توفير أحدث دليل مستخدم PDF على موقع AUTO-CHO.لمستخدمي ويندوز، فك ضغط نوافذ السيارات تشو. الرمز البريدي ، وانقر نقرا مزدوجا على السيارات CHO. جرة في مجلد Windows AUTO-CHO لبدء تشغيل البرنامج.إدخال هيكل الجليكان المطلوب. اختر رسم بنية غليزان أو قراءة ملف بنية موجود. لإدخال عن طريق الرسم، انقر على تحرير glycan بواسطة GlycanBuilder، أو منطقة انقر هنا لتحرير الهدف الاصطناعية لرسم وتحرير هيكل الاستعلام من قبل GlycanBuilder.ولا ينبغي تجاهل المعلومات عن الروابط والربط. انقر على زر Globo-H، SSEA-4، أو OligolacNAc لعرض الأمثلة. إغلاق الحوار GlycanBuilder لإكمال التحرير.حدد معلمات البحث في علامة التبويب إعدادات المعلمات للحصول على نتائج بحث معقولة. انقر على زر "الموافقة" لتمكين إعدادات جديدة. الإعداد الافتراضي هو البحث في المكتبة التجريبية فقط.إذا كان من المرغوب فيه للبحث في المكتبات التجريبية والمكتبات الظاهرية، حدد علامة التبويب مكتبة كتلة الإنشاء الظاهرية. حدد استخدام المكتبات التجريبية والافتراضية، وتطبيق التصفية لعرض كتل الإنشاء الظاهرية مع معايير معينة. يمكن لبنات البناء التجريبية والظاهرية العمل معا لتعزيز القدرة على البحث من السيارات CHO.حاليا، يوفر Auto-CHO أكثر من 50،000 كتل البناء الظاهري، مع RRVs المتوقعة في المكتبة. تحقق من واحد أو عدة كتل إنشاء ظاهرية التي يرغب المستخدم في استخدامها للبحث. انقر على زر كتل الإنشاء الظاهرية المحددة لإظهار كتل الإنشاء الظاهرية المحددة فقط.انقر فوق الزر "كتل الإنشاء الظاهرية" التي تمت تصفيتها لإظهار كتل الإنشاء الظاهرية فقط مع معايير معينة محددة من قبل المستخدم. انقر على إظهار كل كتل الإنشاء الظاهرية زر لإظهار جميع كتل البناء الظاهرية المتاحة ، وإعادة تعيين عامل التصفية. حدد علامة التبويب بنية الاستعلام وانقر على زر مكتبة كتلة إنشاء البحث للعثور على حلول اصطناعية واحدة وعاء لبنية الاستعلام.ثم قم بتأكيد إعدادات المعلمة. ابحث في عارض النتائج. تظهر نتيجة البحث في علامة التبويب تصور النتائج.يتم عرض قبول نهاية تقليل أرقام المخلفات المختلفة في عمود مقبِل نهاية الحد. بعد ذلك، حدد متقبل نهاية متناقص. يتم عرض الحلول في قائمة الحل الاصطناعية.وتظهر الشظايا في قائمة الأجزاء لتوحي بمدى الشظايا التي ينبغي استخدامها في التوليف. ويوفر النظام معلومات مفصلة عن كل جزء، بما في ذلك RRV من الجزء، والعائد الحسابي، وكذلك أي مجموعة حماية ينبغي أن يتم حمايتها لاستخدامها في جزء من رد فعل وعاء واحد. يتم أيضاً عرض كتل الإنشاء المستخدمة لتجميع الجزء المحدد ومعلومات اتصال الجزء.لبنات البناء التجريبية، عرض والتحقق من الهياكل الكيميائية لبنات البناء المختارة في الهيكل الكيميائي لمنطقة كتلة البناء، وانظر معلومات مفصلة كتلة متصفح كتلة. في قارورة أسفل مستديرة 10 ملليلتر، الجمع بين المتبرعين thioglycoside اثنين، الميثانول المطلق، ودريريت في DCM. ثم يُحرّك في درجة حرارة الغرفة لمدة ساعة واحدة.خذ 30 ميكرولتر من هذا الخليط وحقن الخليط في كروماتوغرافيا سائلة عالية الأداء في ثلاث حقن منفصلة. قياس المعامل بين امتصاص وتركيز جزيء المانحة في ظل ظروف الفصل الأساسية. إضافة محلول من 0.5 المولار N-Iodosuccinimide في الأسيتونيتريل في خليط التفاعل, تليها إضافة من 0.1 المولار ثلاثي فلوري الميثانيكوسلفون حمض حل.يُحرّك الخليط في درجة حرارة الغرفة لمدة ساعتين. بعد ذلك، تمييع خليط التفاعل مع أربعة ملليلتر من DCM. تصفية وغسل التفاعل مع ثيوسلفات الصوديوم مائي مشبعة، التي تحتوي على 10٪ كربونات الهيدروجين الصوديوم.الآن استخراج طبقة مائي ثلاث مرات مع خمسة ملليلتر من DCM. الجمع بين جميع الطبقات العضوية، وغسل مع خمسة ملليلتر من محلول ملحي. ثم جفف الطبقات مجتمعة مع ما يقرب من 200 ملليغرام من كبريتات المغنيسيوم اللامائية.يهز الخليط أقل ما يقال لمدة 30 ثانية، وتصفية من خلال قمع مع ورقة مرشح مخدد من أجل إزالة كبريتات المغنيسيوم. ثم جمع الترشيح في قارورة أسفل مستديرة 25 ملليلتر. إزالة المذيب، وذلك باستخدام المبخر الدوارة.قم بحل البقايا في ملليلتر واحد من DCM. خذ 30 ميكرولتر من هذا الخليط، وحقنه في كروماتوغرافيا سائلة عالية الأداء في ثلاث حقن منفصلة. قياس تركيزات المتبرعين المتبقين من قبل HPLC، في ظل نفس ظروف الفصل.قياس التفاعل النسبي. استناداً إلى قيمة التفاعل النسبية من DR4، قيمة التفاعل النسبي DX1 هو ثلاثة. تشير نتيجة البحث التلقائي-CHO استناداً إلى الإعدادات الافتراضية المعلمة إلى SSEA-4 يمكن توليفها بواسطة اثنين زائد واحد زائد ثلاثة واحد وعاء التفاعل.عند تحديد متقبل نهاية تقليل trisaccharide البرنامج يظهر أربعة الحلول المحتملة للاستعلام. الحل الأول لديه جزء واحد، وغلة محسوبة حوالي 94٪ ويمكن توليف جزء من كتل بناء اثنين. RRV كتلة البناء disaccharide الأول هو 1462 و RRV من السكريد الأحادي الثاني هو 32.0.كما يظهر الهيكل الكيميائي لبنة البناء المقترحة الأولى المستخدمة في تفاعل الوعاء الواحد. تجربة وعاء واحد يبين أن SSEA-4 يمكن توليفها بنجاح في 43٪ من العائد من خلال هذا الاقتراح. يمكن توليف SSEA-4 من قبل ثلاث وحدات اقترحها السيارات-CHO.وتشمل هذه الوحدات سيل disaccharide كتلة بناء واحد، كتلة بناء أحادي السكاريد اثنين، والحد من نهاية قبول ثلاثة. بالنسبة لإعدادات المعلمة، نقترح تعيين معلمات ذات معايير أكثر صرامة في البداية. لاختيار مكتبة كتلة البناء، نقترح البحث في المكتبة التجريبية فقط في البداية.من خلال هذه المظاهرة، نأمل أن يتم تصنيع الجلايسانات الأكثر أهمية، مثل مستضدات الكربوهيدرات المرتبطة بالورم، من خلال نهج وعاء واحد لإجراء المزيد من الدراسات. بعد هذا الإجراء، يمكن إجراء تركيب جميع هذه المستضدات من أجل تصميم لقاحات السرطان القائمة على الكربوهيدرات. كما نأمل أن الذكاء الاصطناعي وخوارزميات الكمبيوتر يمكن أن تسهل توليف الجليكان الآلي للاستفادة من علاج الأمراض والوقاية منها.

hierarchical-and-programmable-one-pot-oligosaccharide-synthesis

Research

JoVE Journal

Chemistry

الكيمياء

في هذه المقالة، ويقدم وسيلة إنتاجية عالية لتركيب يغوساكاريدس وتمسكهم سطح النانوية polyanhydride لاستخدامها مرة أخرى في استهداف مستقبلات معينة على خلايا مقدمة للمستضد.

الإنتاجية العالية لتخليق الكربوهيدرات وFunctionalization النانوية Polyanhydride

نقدم طريقة معيارية آلية عالية الإنتاجية لتحديد وتوصيف عديد السكاريد الميكروبي على نطاق صغير. تجمع هذه الطريقة بين الاختيار المسبق السريع لتحليل الكمية الإجمالية للسكريات المفرزة مع بصمة الكربوهيدرات التفصيلية لتمكين الفحص السريع للسلالات البكتيرية المعزولة حديثا أو مجموعات السلالات الكاملة.

الآلي وحدات إنتاجية عالية Exopolysaccharide فحص منصة مقرونا حساسة للغاية تحليل الكربوهيدرات بصمات الأصابع

تظهر نظائر  Trehalose كجزيئات مهمة للتطبيقات الحيوية (التكنولوجية) والطبية الحيوية. نصف بروتوكولا محسنا لتركيب وتنقية نظائر التريهالوز إنزيميا وهو بسيط وفعال وسريع وصديق للبيئة. يتم توضيح تطبيقه على الإنتاج السريع وإدارة مسبار للكشف عن البكتيريا الفطرية.

السريع خطوة واحدة الأنزيمية توليف وجميع المائيه تنقية طرهالوز النظائر

نهج نموذجي لتوليف N-جليكانس للتمسك زجاج معدني مغلف بأكسيد الألومنيوم الشريحة (شريحة ACG) كما تم وضع ميكرواري جليكان وقد ثبت استعماله للتنميط فيروس نقص المناعة البشرية على نطاق واسع تحييد الأجسام المضادة.

توليف الكيماوي الانزيمية من N-جليكانس للتنمية الصفيف وأضداد الفيروس التنميط

توفر هذه المقالة إجراء مفصل على التوليف المرحلة الصلبة، وتنقية، وتوصيف دوديكامرز من الحمض النووي الريبي تعديلها في C2'- O -position. وتستخدم الأشعة فوق البنفسجية والدائرية تحلل ضوئي اللون الضوئية لتحديد وتوصيف الجوانب الهيكلية، أي أحادية أو خيوط مزدوجة.

بروتوكول لتجميع المرحلة الصلبة من أوليغوميرس من الحمض النووي الريبي تحتوي على 2&#39;-<em&gt; O</em&gt; -thiofenylmethyl تعديل وتوصيف عن طريق التعميم ديكرويسم

2-أزيدو-1-نترات-إستر يمكن تحويلها إلى المقابلة 2-أزيدو-1-تريتشلورواسيتيميداتي في إجراء واحد-وعاء. الهدف من هذه المخطوطة إثبات فائدة مفاعل يعمل بالموجات الدقيقة في توليف الكربوهيدرات.

وعاء واحد ساعدت الميكروويف التحويل من استرات النترات أنوميريك إلى تريتشلورواسيتيميداتيس

هنا، نقدم البروتوكولات لتركيب نوكليوسدس ديساكهارايد من ريجيوسيليكتيفي س-جليكوسيلاتيون من رايبونيوكليوسيدز عن طريق حماية مؤقتة من بهم 2 '، 3'-ديول مويتيس الاستفادة من إستر بورونيك دوري. ينطبق هذا الأسلوب على عدة نوكليوسدس غير المحمية مثل الادينوسين جانسين، سيتيديني، أردين، 5-ميثيلوريديني و 5-فلوروريديني لإعطاء المقابلة ديساكهارايد نوكليوسدس.

ريجيوسيليكتيفي س-جليكوسيليشن من نوكليوسدس عن طريق المؤقتة 2 '، 3'-ديول الحماية إستر برونك لتركيب نوكليوسدس ديساكهارايد

يتم تقديم بروتوكول لتركيب أوليغوس اتبرويد مشفرة بالمعلومات وللتجميع الذاتي الموجه للتسلسل من هذه الببيدويدات في سلالم جزيئية باستخدام الأمينات والألدهيدات كأزواج ديناميكية متفاعلة التكافؤ ولويس الحمضية النادرة الأرض المضخات المعدنية ككواشف متعددة الأدوار.

توليف البببتيدات الحاملة للمعلومات والتجميع الذاتي الديناميكي المنضدي الموجه للتسلسل

والهدف من هذا البروتوكول هو توفير دليل مفصل خطوة بخطوة لتجميع البنى متعددة الجينات باستخدام نظام الاستنساخ المعياري القائم على استنساخ البوابة الذهبية. كما يقدم توصيات بشأن الخطوات الحاسمة لضمان التجميع الأمثل استنادا إلى خبراتنا.

التجميع السريع للبنى متعددة الجينات باستخدام استنساخ البوابة الذهبية المعيارية

التوليف، والتنشيط، وتوصيف المواد الإطار المعدني العضوي مصممة عمدا هو أمر صعب، خاصة عندما تكون لبنات بناء وفضلت الكريات البيضاء غير متوافقة أو غير المرغوب فيها على أشكال الديناميكا الحرارية المطلوبة. وصفنا كيف تطبيقات بمساعدة المذيبات الصرف رابط، مسحوق حيود الأشعة السينية في الشعيرات الدموية وتفعيل عبر فوق الحرجة CO 2 التجفيف، ويمكن معالجة بعض هذه التحديات.

أطر توليف وتوصيف بين functionalized المعدنية العضوية

اكتشف كيفية استخدام برنامج Auto-CHO لتوليف أوليغوساكاريد هرمي في وعاء واحد باستخدام التعلم الآلي. يوفر البروتوكول إرشادات لاختيار الوحدات البنائية وتطبيقات علاجية واعدة.

توليف أوليغوساكاريد ذو الوعاء الواحد الهرمي والقابل للبرمجة

استكشف المزيد من الفيديوهات