El glicoma, un término acuñado en analogía con el genoma y el proteoma, se refiere a todas las estructuras de sacárido de un organismo. Para comprender plenamente las múltiples funciones de la glicosilación requerirá un enfoque integrado que incluye tanto estudios glicómica funcionales y estructurales. Ambos se complica por la naturaleza no accionado plantilla de la biosíntesis de glicanos, la complejidad resultante y la diversidad de las estructuras de glicano, la frecuente participación de estructura de aglicona en la modulación de glicano ligando-receptor interacciones a nivel molecular, y la importancia funcional de los ligandos de baja abundancia.
En general se acepta que la espectrometría de masas (MS) es un método indispensable para estudios glicómica estructurales, especialmente para identificar y caracterizar ligandos de baja abundancia. Para observar glicanos o glicoconjugados como especies moleculares, a menudo utilizar una alta eficiencia, baja energía de ionización método, llamado ionización electrospray (ESI). Para más detailed caracterización de la estructura de glicano, es esencial para seleccionar especies moleculares individuales y romper los glicanos en pedazos más pequeños. Esto se hace normalmente por disociación inducida por colisión, que implica la activación de los glicanos a través de colisión con moléculas de gas inerte. El aumento de la energía induce rotura del enlace, y el análisis sistemático de los fragmentos resultantes proporciona información acerca de la estructura molecular de la glicano. A menudo, "firma" pueden generarse fragmentos que son diagnósticos de determinadas características estructurales glicano. Junto con la masa molecular, estos fragmentos a veces puede ser suficiente para la identificación de glicanos, pero en el pasado mucha más información ha sido requerido para caracterizar plenamente ellos, particularmente si la estructura es novedosa. Estos métodos incluyen el análisis de azúcar en la composición, la masa de cromatografía de gases espectrometría de análisis parcialmente metilados acetatos alditol para análisis de ligamiento, digestión y glicosidasa específico 17.
Como se ha demostrado en la última década 18-19, múltiples rondas de fragmentación de baja energía, que puede llevarse a cabo eficazmente en un espectrómetro de masas de trampa de iones (IT-MS), mejora en gran medida el rendimiento de la información a partir del análisis espectral de masas glicano . Con cuatro o cinco rondas de fragmentación (que no se puede hacer con otros instrumentos MS), es posible distinguir glicanos isoméricas que contienen los componentes de azúcar mismos dispuestos en enlaces de azúcar diferentes, incluso cuando estos están presentes juntos en mezclas de componentes con la misma masa molecular (isobaras). Para este análisis, los glicanos se derivaron, en sustitución de los grupos hidroxilo libres con grupos metílicos, utilizando permetilación. Mientras asignación estructural de los glucanos es posible sin permetilación, la permetilación aumenta la sensibilidad 17.
Levery y Zhou, se han combinado todas las ventajas potenciales de la TI-MS metodología, incluyendo la detección de isómeros estructures utilizando iones de firma de diagnóstico, sólo observables en MS 4 y 5, espectros de MS para la identificación y cuantificación altamente sensible de glicoesfingolípidos presentes en forma de múltiples mezclas isobáricas 7-9. En teoría, se puede ser capaz de identificar cada estructura glicolípido existente, a la espera de la disponibilidad de los glicolípidos estándar, que pueden ser sintetizados químicamente.
Los pasos críticos de este análisis son la tasa de recuperación de los GSL de muestras biológicas. Típicamente 80 g de GSL se puede recuperar de 100 millones de células tumorales tales como RBL. Para generar suficientes iones moleculares de múltiples rondas de fragmentación en espectrómetros de masas de trampa de iones, al menos 10 microgramos de GSL tumorales se requieren. Bajo rendimiento de GSL durante la purificación dará lugar a la baja abundancia de iones, los cuales no podían ser sometidos a una mayor fragmentación. El éxito de análisis es dependiente de la cantidad de GSL que se recuperan. Típicamente, concentración finalentration de GSL permetilados debe llegar a 1 mg / ml, se disolvió en metanol, antes de ser analizados en una fuente de nano-electrospray. El límite para un análisis minucioso MS n es dependiente de la abundancia de ión específico en el perfil de MS 1. Un típico e 7 abundancia de iones es necesario para una completa MS análisis 5. El bajo rendimiento de los GSL durante la purificación puede ser causada por la pérdida de los GSL durante el paso peracetilación (que elimina los fosfolípidos), cuando los GSL por-acetilados debe estar enlazado a cromatografía en columna de Florisil resina, se lavó, y se eluyó posteriormente. Para asegurar la unión de por-acetilados GSL a gel de sílice, las muestras deben ser recargadas dos veces a la columna de cromatografía después de fluir a través de.