聚糖介导的蛋白质相互作用研究的生物信息学资源

Summary

该协议说明了如何使用在线资源探索，比较和解释人类蛋白质糖组。

Abstract

Glyco@Expasy倡议是作为相互依存的数据库和工具的集合而发起的，这些数据库和工具跨越了糖生物学知识的几个方面。特别是，它旨在突出糖蛋白（如细胞表面受体）与聚糖介导的碳水化合物结合蛋白之间的相互作用。在这里，通过两个以人前列腺特异性抗原（PSA）的N-糖组和人血清蛋白的O-糖组为中心的说明性示例介绍了该系列的主要资源。通过不同的数据库查询和可视化工具的帮助，本文演示了如何在连续体中浏览和比较内容，以收集和关联原本分散的信息片段。收集的数据注定要为更复杂的聚糖功能方案提供信息。因此，这里介绍的Glycoinformatics被提议作为一种在给定背景下加强，塑造或反驳对蛋白质糖组特异性的假设的手段。

Introduction

聚糖、它们附着的蛋白质（糖蛋白）和它们结合的蛋白质（凝集素或碳水化合物结合蛋白）是细胞表面的主要分子参与者¹。尽管在细胞 - 细胞通讯中发挥了核心作用，但与基因组学和蛋白质组学中的对应物相比，包括糖组学，糖组学或聚糖相互作用组学数据的大规模研究仍然稀缺。

直到最近，尚未开发出表征复杂碳水化合物的分支结构，同时仍与载体蛋白偶联的方法。糖蛋白的生物合成是一个非模板驱动的过程，其中单糖供体，接受糖蛋白底物以及糖基转移酶和糖苷酶起着相互作用的作用。由此产生的糖蛋白可以具有具有多个分支点的复杂结构，其中每个单糖组分都可以是自然界中存在的几种类型之一¹。非模板驱动的过程将生化分析作为生成寡糖结构数据的唯一选择。附着在天然蛋白质上的聚糖结构的分析过程通常具有挑战性，因为它需要灵敏，定量和稳健的技术来确定单糖组成，键和分支序列²。

在这种情况下，质谱（MS）是糖组学和糖蛋白质组学实验中使用最广泛的技术。随着时间的推移，这些都是在更高的吞吐量设置中执行的，数据现在正在数据库中积累。各种格式的聚糖结构³，填充GlyTouCan4，通用聚糖数据存储库，其中每个结构都与稳定的标识符相关联，而不管定义聚糖的精度....

Protocol

注意:需要具有互联网连接的设备（最好是大屏幕）和最新的Web浏览器，如Chrome或Firefox。使用 Safari 或 Edge 可能不那么可靠。

1. 从GlyConnect中的蛋白质N-糖组到UniLectin的凝集素

1. 从Glyco@Expasy访问资源
   注意:此处描述的过程是访问 GlyConnect，但可以应用于访问平台中记录的任何资源。
   1. 转到 https://glycoproteome.expasy.org/glycomics-expasy，并考虑右侧显示不同类别的气泡图，例如糖结合物 或 聚糖结合。在反映气泡中类别的最左侧菜单中，选中 "糖蛋白 "框，以便右侧的气泡图立即放大与该类别匹配的气泡。
      注:绿色气泡是工具，黄色气泡是数据库。单击任一选项将再次放大以提供有关资源的详细信息。在执行此操作之前，用户可能希望了解该资源对其他人的依赖关系。
   2. 要获取有关依赖关系的信息，请从 "资源专题分类 "选项卡移动到" 资源依赖关系轮 "选项卡。将鼠标放在滚轮中的 GlyConnect 上，以检查其与其他源的集成程度（

Results

该协议的第一部分（第1节）显示了如何使用GlyConnect平台研究附着在人前列腺特异性抗原（PSA）的Asn-69上的N-聚糖的特异性或共性。使用两种可视化工具强调聚糖表达的组织依赖性（尿液和）以及同种型依赖性（正常和高 pI ）变化（ 图 4 和 图 5 ）。

首先，GlyConnect八达通显示储存在数据库中的实体之间的关联， 透过 （1）选择八达通中显示的不同实体及（2）点击连结以检查相关条目，提供探索上下文资料的机会。结局是取决于组织的独特关联。

其次，GlyConnect Compozitor最初设计用于定义/完善用于糖肽鉴定的组合物文件，用于评估两种已知PSA亚型（正常和高pI）中的聚糖表达。每个同种型糖组的比较产生了一个连接良好的图，其中四个节点（组合物），其中两个是高pI同种型的特征。尽管糖组重叠是显着的，但聚糖性质条形图显示从普通到高.......

Discussion

GlyConnect Octopus作为揭示意外相关性的工具
GlyConnect Octopus最初设计用于查询具有松散的聚糖定义的数据库。事实上，文献经常报道糖组中聚糖的主要特征，例如岩藻糖基化或唾液酸化，由两个或多个触角组成等。此外，无论是N-还是O-连接的聚糖都被归类为核心，如参考手册《Glycobiology的精要^》1中所述，这些聚糖也经常在已发表的文章中引用。最后，聚糖表位（如血型抗原）是在结构中寻求的另一种特性，并可能被挑出来用于输入聚糖。最后，可能相关的是寻找在特定组织或选定物种中表达的糖组的共同或独特特征。从这个意义上说，收集到的信息应该被用作新假设的来源，而不是独特的事实。

GlyConnect Compozitor作为塑造聚糖组合集的工具
浏览蛋白质页面中描述的结构信息具有局限性，因为列表往往会模糊项目化结构之间的关系以及组合物之间的关系。GlyConnect Octopus关注前者，GlyConnect Compozitor关注后者.......

Materials

List of materials used in this article

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