Name: הירארכי וניתן לתיכנות Oligosaccharide סינתזה של סיר אחד (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-09-06T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 56 s
Description: למדו להשתמש בתוכנת Auto-CHO לסינתזה הירארכית וניתנת לתיכנות של אוליגוסכרידים בכלי אחד. התוכנה משתמשת באלגוריתמי למידת מכונה לחיזוי ערכי פעילות יחסית ומספקת הנחיות לבחירת בלוקי בנייה.

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

עבודה זו נתמכת על ידי אקדמיה סינאיקה כולל תוכנית הפסגה, משרד המדע והטכנולוגיה [רוב 104-0210-01-09-02, רוב 105-0210-01-13-01, רוב 106-0210-01-15-02], ו NSF (1664283).

1. מניפולציה תוכנה אוטומטית-צ'ו
<ol><li>התקנה סביבתית של java Runtime: ודא שסביבת ה-Java Runtime (JRE) הותקנה בהתקן. אם הותקנה JRE, עבור לשלב הבא, "אתחול תוכנה"; אחרת, הורד והתקן את JRE בהתאם למערכת ההפעלה של המשתמש שנמצא ב: < https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html >.</li>
	<li>אתחול תוכנה: עבור אל אתר האינטרנט של Auto-CHO ב-< https://sites.google.com/view/auto-cho/home > והורד את התוכנה בהתאם למערכת ההפעלה. כרגע, Auto-CHO תומך Windows, macOS, ו אובונטו. מדריך המשתמש העדכני ביותר של PDF מסופק באתר Auto-CHO.<ol>
<li>עבור משתמשי Windows, הפעל את הדחיסה Auto-CHO_Windows. zip ולחץ פעמיים על Auto-CHO. Jar בתיקיה CHO_Windows אוטומטי כדי להפעיל את התוכנית. הערה: המשתמש צריך להתקין את תוכנת הדחיסה, כגון 7-Zip, נמצא ב-< https://www.7-zip.org >, עבור פירוק קובץ ה-Zip. המשתמש יכול גם להשתמש בפקודה Auto-CHO. jar של צנצנת ה-java כדי להפעיל את התוכנית באמצעות שורת הפקודה של Windows.</li>
		<li>עבור משתמשי macOS, לחץ לחיצה ימנית על Auto-CHO. jar ובחר פתח כדי להפעיל את התוכנית.</li>
		<li>עבור משתמשי אובונטו:<ol>
<li>התקן את libcanberra-gtk באמצעות הפקודה הבאה: $ sudo apt-קבל להתקין libcanberra-gtk *
</li>
			<li>שנה את הרשאת הגישה של Auto-CHO_Ubuntu. sh: $ chmod 755 Auto-CHO_Ubuntu. sh
</li>
			<li>הפעל את התוכנית Auto-CHO: $./B
</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>. הקלט את המבנה הרצוי לגליקן בחר לצייר מבנה גליקן או לקרוא קובץ מבנה קיים.<ol>
<li>קלט באמצעות ציור:<ol>
<li>לחץ על עריכת גליקאן על ידי גליקנונה9, 10 (איור 1, btn1; איור 2 א) או באזור הקליקו כאן כדי לערוך את היעד הסינתטי כדי לצייר ולערוך את מבנה השאילתה על-ידי גליקאנונה. אין להתעלם מפרטי הצמדה וכיראליות. לחצו על הכפתורים של גלוסה-ה, ssea-4או oligolacnac (איור 1, דוגמאות) כדי להציג את הדוגמאות.</li>
			<li>בחר קובץ | ייצוא לתבניות רצף | ייצוא לגליציסי דחוס כדי לשמור את המבנה הערוך (אופציונלי).</li>
			<li>סגור את תיבת הדו גליקנונה כדי להשלים את העריכה.</li>
		</ol>
</li>
		<li>קלט על-ידי קריאת קובץ:<ol>
<li>לחץ על עריכת גליקאן על ידי גליקנונה (איור 1, btn1; איור 2 א) או באזור לחץ כאן כדי לערוך את היעד הסינתטי כדי לערוך את מבנה השאילתות.</li>
			<li>בחר קובץ | יבא מתבניות רצף כדי לבחור את קובץ מבנה השאילתה בתבנית המתאימה.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>חפש הגדרות פרמטרים (אופציונלי).<ol>
<li>הגדירו את פרמטרי החיפוש בכרטיסייה "הגדרות הפרמטרים" (איור 1, tab2) כדי לקבל תוצאות של חיפוש סביר. הערה הסף של RRV ברמה גבוהה חייב להיות מספר אמיתי ו-≥ 0. הסף של RRV מחלקה בינונית חייב להיות מספר אמיתי ו ≥ 0. הסף של rrv ברמה גבוהה צריך להיות >הסף של rrv מחלקה בינונית. מספר קטע מירבי אמור להיות מספר שלם ו-≥ 1. מספר חביות מינימום במקטע חייב להיות מספר שלם ובין 1 ל-3. מספר חביות מקסימום במקטע חייב להיות מספר שלם ובין 1 ל-3. מספר חביות מקסימום במקטע חייב להיות ≥מינימום חביות מספר במקטע. שינוי מזערי של תורם/קבלה של RRV חייב להיות מספר ממשי חיובי. יחס מזערי לתורם/קבלה של RRV חייב להיות מספר ממשי חיובי. יחס מרבי של תורם/קבלה של RRV חייב להיות מספר ממשי חיובי. יחס מרבי של תורם/קבלה של rrv חייב להיות &Gt;יחס תורם/קבלה של מינימום-rrv.</li>
		<li>לחץ על ok לחצן כדי לאפשר את ההגדרות החדשות.</li>
	</ol></li>
	<li>בחר בספריית אבני הבניין (איור 1, tab5). הגדרת ברירת המחדל היא לחפש בספריה הניסיונית בלבד. אם רצוי לחפש הן בספריות הנסיוניות והן בספריה הווירטואלית, בדוק את השלבים הבאים.<ol>
<li>בחר בכרטיסיה ספריית בניין וירטואלית (איור 2c, tab5). אבני בניין ניסיוניים וירטואליים יכולים לעבוד יחד כדי לשפר את היכולת החיפוש של Auto-CHO. כיום, Auto-CHO מספק יותר מ 50,000 אבני בניין וירטואליות עם RRVs החזוי בספרייה.</li>
		<li>בחר באפשרות השתמש בספריות נסיוניות וירטואליות והחל סינון כדי להציג אבני בניין וירטואליות עם קריטריונים מסוימים. לחצו על הלחצן ' הצג שנבחרו ' חביות וירטואליות (איור 2c, btn5) כדי להציג רק את אבני הבניין (ות) הווירטואליות שנבחרו.</li>
		<li>לחץ על לחצן הצגת חביות וירטואליות מסוננות (איור 2c, btn6) כדי להציג רק אבני בניין וירטואליות עם קריטריונים מסוימים שהוגדרו על-ידי המשתמש.</li>
		<li>לחץ על לחצן הצג את כל החביות הווירטואליות (איור 2c, btn7) כדי להציג את כל אבני הבניין הווירטואליות הזמינות ולאפס את המסנן.</li>
		<li>בדוק אחד או מספר אבני בניין וירטואליות רצוי כי המשתמש רוצה להשתמש לחיפוש.</li>
	</ol></li>
	<li>בחר את הכרטיסיה מבנה שאילתה (איור 1, tab1) ולחץ על לחצן החיפוש של בניית הספרייה (איור 1, btn2) כדי למצוא את הפתרונות הסינטטיים של סיר אחד עבור מבנה השאילתות. לאחר מכן, אשר את הגדרות הפרמטרים.</li>
	<li>חפש במציג התוצאות. הערה: תוצאת החיפוש מוצגת בכרטיסיה הדמיית תוצאה (איור 1, tab6). הפחתת התוצאות של מספרי שאריות שונים מוצגות בעמודה הפחתת מספר משקעים (איור 1, viewer1).<ol>
<li>בחר בקבלה הפוחתת והפתרונות מוצגים ברשימת הפתרונות הסינתטיים (איור 1, viewer2). קטעים מוצגים ברשימת הקטעים (איור 1, viewer3) כדי להציע את מספר הרסיסים שיש להשתמש בהם בסינתזה. הערה: המערכת מספקת מידע מפורט על כל קטע, כולל RRV של הרסיס, תשואה חישובית, כמו גם את ההגנה על הקבוצה צריך להיות מוגן לשימוש הבאים של הרסיס בתגובה אחת-סיר. אבני הבניין המשמשות להרכבת המקטע הנבחר מוצגות בviewer4 של איור 1. הviewer5 של איור 1 מציג גם את מידע חיבור הקטע.</li>
		<li>להציג ולבדוק מבנים כימיים ומידע מפורט של אבני הבניין שנבחרו באזורים של המבנה הכימי של בניין בלוק ובניית דפדפן בלוק, בהתאמה, עבור אבני בניין ניסיוני (איור 1, tab4).</li>
	</ol></li>
	<li>הפלט של תוצאת החיפוש לטקסט (אופציונלי).<ol>
<li>בחרו בכרטיסייה ' טקסט תוצאה ' (איור 1, tab7).</li>
		<li>לחץ על שמור טקסט תוצאה (איור 2b, btn4) ובחר את יעד קובץ הטקסט.</li>
	</ol></li>
	<li>משוב לאבני בניין וירטואליות (אופציונליות). הערה: ניתן לקבל משוב על אבני בניין וירטואליות דרך השאלון המקוון. משוב יכול לעזור לקהילה לשמור על אבני בניין וירטואליות שימושיות ולהסיר אלה לא יעילים.<ol>
<li>בחר בכרטיסיה בלוק הבניין הווירטואלי (איור 1, tab5).</li>
		<li>לחץ על הקישור כדי לדרג את בלוק הבניין הווירטואלי שבו רצוי לדרג או להגיב בעמודת המשוב .</li>
		<li>מלא את טופס המשוב לאחר שהמערכת פותחת דף אינטרנט ומגיש אותה. הערה: אל תשנה את מזהה החביות הווירטואלי.</li>
	</ol></li>
</ol>2. ניסויי קביעת RRV
<ol><li>ב 10 mL בקבוקון עגול-תחתון, לשלב את שני התורמים הטגליציניים (0.02 ממול של כל אחד: Dr4 הוא תורם התייחסות עם rrv ידוע; Dx1 הוא המולקולה התורמת של rrv לא ידוע), מתנול מוחלטים (0.10 mmol), ו דריריט ב דיכלורומתאן (dcm, 1.0 mL), ואז לערבב בטמפרטורת החדר (RT) עבור 1 h.</li>
	<li>קח סדרת מחלקים של תערובת זו (30 μl) ולהזריק את התערובת לתוך כרומטוגרפיה נוזלית ביצועים גבוהים (בדיקות) בשלוש זריקות נפרדות (10 μl לכל זריקה). למדוד את המקדם (א) בין הקליטה (א) וריכוז של מולקולת התורם [ד] תחת תנאי ההפרדה הבסיסית (אתר אצטט/n-hexane = 20/80).</li>
	<li>להוסיף פתרון של 0.5 M N-iodosuccinimide (ש ח) ב acetonitrile (40 μl, 0.02 mmol) לתוך תערובת התגובה, ואחריו תוספת של 0.1 M trifluoromethfonic חומצה (tfoh) פתרון (20 μl, 0.002 mmol), ומערבבים את התערובת ב RT עבור 2 h.</li>
	<li>לדלל את תערובת התגובה עם dcm (4.0 mL), מסנן, ולשטוף עם מימית רווי הנתרן תיוסולפט המכיל 10% נתרן מימן פחמתי (2x עם נפח 5 מ ל כל אחד). לחלץ את השכבה מימית עם DCM (3x עם 5 מ ל). לשלב את כל השכבה האורגנית, לשטוף אותו עם 5 מ ל של מלח, ויבש אותו עם כ 200 מ ג של מגנזיום אנמים.</li>
	<li>לנער את התערובת במתינות עבור 30 s, לסנן אותו דרך משפך עם נייר מסנן חורץ כדי להסיר את מגנזיום גופרתי, ואז לאסוף את פילטרט ב 25 מ"ל בקבוקון עגול-תחתון. הסר את הממס באמצעות מאייד רוטרי.</li>
	<li>מפזר את השאריות ב-DCM (1.0 mL). קח סדרת מחלקים של תערובת זו (30 μl) ולהזריק אותו לתוך המאמר בשלוש זריקות נפרדות (10 μl עבור כל זריקה). למדוד את ריכוזי התורמים הנותרים ([dx] ו-[דref]) על-ידי ביצועם בתנאי הפרדה זהים (אתר אצטט/n-hexane = 20/80) (ref)t = 24417.0, (ax)t = 23546.3.</li>
	<li>למדוד את הפעילות מחדש היחסי בין Dx1 Vs. D4, kx1/k4 = 0.0932. בהתבסס על ערך הפעילות החוזרת היחסית של D-4, ערך הפעילות החוזרת היחסית של dx1 הוא 3. הערה: a = a/[ד], (ref)0 = 74530.1, (ax)0 = 26143.0. ק x/kref = (בתוך[dx]t -In[dx]0)/(בתוך [דref]t -in [dref]0) = (בתוך [A x]t -in [ax]0)/(בתוך[הפניה]t -in [הפניה]0) = 0.0932.</li>
</ol>3. הגליקוציה של סיר אחד של SSEA-4
<ol><li>מקום 10 מ ל עגול-תחתון מבחנה תחת ואקום, להבה יבשה זה, ולאפשר את הבקבוקון להתקרר כדי RT בעוד תחת ואקום. להסיר את מחיצת הגומי כדי להוסיף תערובת של התורם דו-סוכר 1 (38 mg, 1.1 eq., 0.057 mmol), הקבלה הראשונה 2 (40 mg, 1.0 eq., 0.053 mmol) ו בר מצופה טפלון מגנטי לתוך הבקבוקון.</li>
	<li>העברת 100 מ ג של אבקת הסיבס מולקולרית 4 Å לתוך 5 מ ל בקבוקון עגול-תחתון. לשמור את הבקבוקון הזה תחת ואקום, להבה יבש אותו, ולאפשר הבקבוקון להתקרר ל RT בעוד תחת ואקום. להעביר את מיובש טרי 4 Å מולקולרי לתוך הבקבוקון הראשון המכיל את החומר ההתחלתי.</li>
	<li>העבר 1 מ ל של DCM מיובש טרי לתוך הבקבוקון. מערבבים את תערובת התגובה 1 h ב RT ולאחר מכן מניחים אותו מתחת לטמפרטורה של-40 ° c. העברת שקלים (13 מ ג, 1.1 eq, 0.057 mmol) לתוך הבקבוקון.</li>
	<li>הכנס TfOH (34 μL, 0.3 eq., 0.017 mmol, 0.5 M באתר) לתוך הבקבוקון דרך המחיצה באמצעות מזרק מיקרו נפח ב-40 ° c. המשך לערבב ב-40 ° צ' צלזיוס במשך 3 שעות.</li>
	<li>לאחר הקבלה הראשונה 2 כמעט נצרך, להזריק את הפתרון של קבלה 3 ב-dcm לתוך הבקבוקון דרך המחיצה.</li>
	<li>חמם את תערובת התגובה עד 20 ° c והעברת שקלים (19 מ ג, 1.6 eq, 0.083 mmol) לתוך הבקבוקון. הכנס TfOH (34 μL, 0.3 eq., 0.017 mmol, 0.5 M באתר) לתוך הבקבוקון דרך המחיצה ב-20 ° c. המשיכו לערבב ב-20 ° c במשך 3 שעות.</li>
	<li>לאחר התוצר של תגובת הצעד הראשון הוא נצרך, להרוות את התגובה על ידי הזרקת שני מקבילות של טריאתיל אמין. הסר את הסיטים המולקולריים דרך משפך מסנן ארוז עם celite, לאסוף את פילטרט לתוך 25 ml בבקבוקון עגול, ועוד לשטוף את הפילטר עם 10 מ ל של dcm.</li>
	<li>העבר את הפילטרט לתוך משפך מופרדים ולשטוף אותו עם הנתרן מימית רווי תיוסולפט המכיל 10% נחקו3 (2x עם 10 mL כל אחד). לחלץ את השכבה מימית עם DCM (3x עם 10 mL). לשלב את הרבדים האורגניים ולשטוף את התערובת עם המלח (10 mL) ולייבש אותו על ידי הוספת MgSO לחות4. לסנן את זה ולאסוף את פילטרט בקבוקון 100 mL עגול התחתון.</li>
	<li>הסר את הממס באמצעות מאייד רוטרי. מתמוסס את תערובת גסה עם כ 1 מ ל של DCM ולטעון אותו על גבי מיטת סיליקה. לאלט המוצר עם תערובת של אצטט אתיל ו טולואן (אטואק/טולואן, 1/4 כדי 1/2) ולאסוף את השברים.</li>
	<li>הסר את הממס באמצעות מאייד רוטרי. יבש את השאריות תחת לחץ מופחת כדי לתת מוגן לחלוטין SSEA-4 נגזרות 4 (74 mg, 50% מבוסס על קבלה 2) כמו קצף לבן.</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>

. למחברים אין מה לגלות

התוכנה Auto-CHO פותחה עבור סיוע כימאים להמשיך היררכי ולתכנות סינתזה של סיר אחד של oligosaccharides5. Auto-CHO נבנה על ידי שפת תכנות Java. זוהי תוכנה GUI ופלטפורמות, אשר תומך כרגע Windows, macOS, ו-Ubuntu. ניתן להוריד את התוכנה ללא תשלום עבור האתר Auto-CHO ב-< https://sites.google.com/view/auto-cho/home >, וקוד המקור שלה עם רישיון MIT ניתן לגשת מתוך GitHub ב < https:/Afib.comucwslatouot-e >.
ספריית ה-חביות של Auto-CHO מכילה 154 בהבליץ ניסיוני ויותר מ-50,000 בהבליץ וירטוא...

פחמימות נמצאות בכל מקום בטבע1,2, אבל נוכחותם ובמצב של פעולה נשארים טריטוריה לא ממופה, בעיקר בשל גישה קשה למחלקה זו של מולקולות3. בניגוד לסינתזה האוטומטית של oligopeptides ו-oligמונו, התפתחות הסינתזה האוטומטית של oligosaccharides נותרת משימה מפחידה, וההתקדמות הייתה איטית יחסית.
כדי להתמודד עם בעיה זו, וונג ואח ' פיתחה את השיטה האוטומטית הראשונה לסינתזה של oligosaccharides באמצעות תוכנית תוכנה לתכנות בשם אופטימי4, אשר מנחה את הבחירה של b בהסלקציה מתוך ספריה של ~ 50 bbls הבותח עבור רציף 1-סיר תגובות. כל חביות תוכננה ומסונתז עם פעילות מחודשת מוגדרת היטב על ידי קבוצות הגנה שונות. באמצעות גישה זו, המורכבות של הגנה על מניפולציה וטיהור ביניים ניתן למזער במהלך סינתזה, אשר נחשבו בעיות הקשה ביותר כדי להתגבר על פיתוח של סינתזה אוטומטית. למרות מקדמה זו, השיטה היא עדיין מוגבלת למדי, כמו מספר הבסבול קטן מדי, תוכנית אופטימי יכול רק להתמודד עם oligosaccharides קטן מסוימים. עבור oligosaccharides מורכבים יותר הדורשים יותר BBLs ב, ומעברים מרובים של אחד-סיר תגובות ועיבוי קטע, גרסה משודרגת של התוכנה, Auto-CHO5, פותחה.
ב-Auto-CHO, יותר מ 50,000 בהבואת הברכייה עם פעילות מחודשת מוגדרת לספריית ה-חביות נוספו, כולל 154 סינתטי ו-50,000 וירטואליים. בעלי הבסיס הללו עוצבו על ידי למידה ממוחשבת המבוססת על מאפיינים בסיסיים, שינויים מחושבים nmr כימיים6,7, ו מתארים מולקולריים8, אשר משפיעים על המבנה ועל הפעילות החוזרת של הבזיזה. עם תוכנית משודרגת זו וקבוצה חדשה של b הבלית זמינה, קיבולת הסינתזה מורחבת, וכפי הפגינו, מספר oligosaccharides של עניין יכול להיות מוכן במהירות. הוא האמין כי התפתחות חדשה זו תסייע לסינתזה של oligosaccharides לחקר תפקידם בתהליכים ביולוגיים שונים וההשפעות שלהם על המבנים והתפקודים של גליקורופנס וגליקולפידים. כמו-כן, היא מחשבת שעבודה זו תרמה באופן משמעותי את הקהילה הגליהמדעית, בהתחשב בכך ששיטה זו זמינה לקהילת המחקר ללא תשלום. סינתזה של סמן תא גזע האדם החיוני, SSEA-45, מוצג בעבודה זו.

<table><tbody><tr><td>אצטוניטריל</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>75-05-8</td><td></td></tr><tr><td>מגנזיום גופרתי נטול מים</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>7487-88-9</td><td></td></tr><tr><td>סריום אמוניום מוליבדט</td><td>TCI</td><td>C1794</td><td></td></tr><tr><td>דיכלורומתאן</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>75-09-2</td><td></td></tr><tr><td>דריריט</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>7778-18-9</td><td></td></tr><tr><td>אתיל אצטט</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>141-78-6</td><td></td></tr><tr><td>מתנול</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>67-56-1</td><td></td></tr><tr><td>מסננות מולקולריות 4 וארינג;</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td></td><td></td></tr><tr><td>n-הקסאן</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>110-54-3</td><td></td></tr><tr><td>N-יודוסוקסינימיד</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>516-12-1</td><td></td></tr><tr><td>נתרן ביקרבונט</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>144-55-8</td><td></td></tr><tr><td>נתרן תיוסולפט</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>10102-17-7</td><td></td></tr><tr><td>טולואן</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>108-88-3</td><td></td></tr><tr><td>חומצה טריפלואורומתאנסולפונית</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>1493-13-6</td><td></td></tr></tbody></table>

הירארכי וניתן לתיכנות oligosaccharide סינתזה של סיר אחד

Hierarchical and Programmable One-Pot Oligosaccharide Synthesis

מאמר זה מציג פרוטוקול ניסיוני כללי לתיכנות oligosaccharide של סיר אחד, ומדגים כיצד להשתמש Auto-CHO תוכנה ליצירת פתרונות סינתטיים פוטנציאליים. הגישה לתיכנות אחד oligosaccharide סינתזה מיועדת להעצים את הסינתזה oligosaccharide מהירה של כמויות גדולות באמצעות thioglycoside אבני בניין (הברכלית) עם הסדר הרציף המתאים של ערכי הפעילות החוזרת היחסית (RRVs). Auto-CHO היא תוכנה חוצת פלטפורמות עם ממשק משתמש גרפי המספק פתרונות סינתטיים אפשריים לתיכנות oligosaccharide בסיר אחד בלבד על ידי חיפוש בספריית חביות (המכיל על 150 מאומת ו-50,000 הבתרונות > וירטואליים) עם החזוי במדויק RRVs על-ידי רגרסיה וקטורית תמיכה. האלגוריתם של סינתזה הירארכית סיר אחד כבר מיושם ב-Auto-CHO ומשתמש קטעים שנוצרו על ידי התגובה סיר אחד כמו בהבותחת החדש. בנוסף, Auto-CHO מאפשר למשתמשים לתת משוב עבור b וירטואלי בה, כדי לשמור על יקרי ערך לשימוש נוסף. 1-סיר סינתזה של הבמה-אנטיגן מעובריים ספציפיים 4 (SSEA-4), אשר הוא מסמן תא גזע האדם מעובריים, הפגינו בעבודה זו.

תוצאת החיפוש Auto-CHO המבוססת על הגדרות פרמטרים המהווים ברירת מחדל מציינת כי SSEA-4 יכול להיות מסונתז על-ידי [2 + 1 + 3] התגובה בסיר אחד. איור 3 מציג את מסך התוכנה של תוצאת החיפוש של ssea-4. כאשר המערכת מצמצמת את האפשרות לקבלת מראה של סיום משולש (איור 3, תווית 1), התוכנית מציגה ארבעה פתרונות פוטנציאליים עבור השאילתה. לפתרון הראשון יש שבר אחד (איור 3, תווית 2), והתשואה המחושבת עליה היא כ-94%. הרסיס יכ...

פרוטוקול זה מדגים כיצד להשתמש בתוכנת Auto-CHO לסינתזה הירארכית וניתנת לתיכנות של oligosaccharides. כמו כן, הוא מתאר את הנוהל הכללי לניסויים בקביעת RRV וגליקוציה של סיר אחד של SSEA-4.

הירארכי וניתן לתיכנות Oligosaccharide סינתזה של סיר אחד

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

אנו מדגימים כיצד להשתמש בתוכנה החדשה שפותחה שלנו, Auto-CHO, לסינתזת אוליגוסכרידים היררכית ותכנתתית של סיר אחד. Auto-CHO כולל אלגוריתמים על אבני בניין מורחבות, עם ערכי תגובתיות יחסיים החזויים באמצעות למידת מכונה. התוכנה Auto-CHO מספקת קו מנחה בעל ערך לבחירת אבני בניין, ושרטוט היררכי לסינתזה מרובה של סיר אחד של גליקנים מורכבים יותר באמצעות קומפוזיציית שברים.ההשלכות של טכניקה זו להרחיב לכיוון טיפול של סרטן או מחלות זיהומיות על ידי טיפולים מבוססי פחמימות. לפני השימוש ב-Auto-CHO, ודאו שהסביבה של Java זמן ריצה הותקנה במחשב PC או Mac. ההדגמה החזותית של מניפולציה בתוכנה Auto-CHO וניסוי קביעת ערך תגובתיות הקשורים יסייעו לכימאים לעקוב אחר הפרוטוקול, ולהמשיך בניסוי במהירות.כדי לבצע אתחול תוכנה של סביבת זמן הריצה של Java, עבור אל אתר האינטרנט של Auto-CHO והורד את התוכנה בהתאם למערכת ההפעלה. נכון לעכשיו, Auto-CHO תומך ב- Windows, macOS ו- Ubuntu. המדריך למשתמש האחרון של PDF מסופק באתר האינטרנט של Auto-CHO.עבור משתמשי Windows, בטל את ההזתה של Windows Auto-CHO. zip, ולחץ פעמיים על אוטומטי-CHO. צנצנת בתיקיה Auto-CHO Windows כדי להפעיל את התוכנית.הזן את מבנה הגליקן הרצוי. בחר לצייר מבנה גליקן או לקרוא קובץ מבנה קיים. כדי להזין על ידי ציור, לחץ על עריכת גליצן על ידי GlycanBuilder, או את האזור של לחץ כאן כדי לערוך את היעד הסינתטי לצייר ולערוך את מבנה השאילתה על ידי GlycanBuilder.אין להתעלם ממידע על קישור ו chirality. לחץ על הלחצנים גלובו-H, SSEA-4 או OligoLacNAc כדי להציג את הדוגמאות. סגור את הדיאלוג של GlycanBuilder כדי להשלים את העריכה.הגדר את פרמטרי החיפוש בכרטיסיה הגדרות פרמטר כדי לקבל תוצאות חיפוש סבירות. לחץ על הכפתור בסדר כדי לאפשר הגדרות חדשות. הגדרת ברירת המחדל היא לחפש בספריה הניסיונית בלבד.אם ברצונך לחפש הן בספריות הניסיוניות והן בספריות הווירטואליות, בחר בכרטיסיה ספריית אבני בניין וירטואלית. בחר השתמש בספריות ניסיוניות ווירטואליות והחל סינון כדי להציג אבני בניין וירטואליות עם קריטריונים מסוימים. אבני בניין ניסיוניות ווירטואליות יכולות לעבוד יחד כדי לשפר את יכולת החיפוש של Auto-CHO.נכון לעכשיו, Auto-CHO מספק יותר מ 50, 000 אבני בניין וירטואליות, עם RRVs חזוי בספריה. בדוק אבן בניין וירטואלית רצויה אחת או יותר שהמשתמש רוצה להשתמש בה לחיפוש. לחץ על לחצן הצג אבני בניין וירטואליות שנבחרו כדי להציג רק את אבני הבניין הווירטואליות שנבחרו.לחץ על הצג לחצן אבני בניין וירטואליות מסוננת כדי להציג רק אבני בניין וירטואליות עם קריטריונים מסוימים שהוגדרו על ידי המשתמש. לחץ על הצג את כל אבני הבניין הווירטואליות לחצן כדי להציג את כל אבני הבניין הווירטואליות הזמינות, ולאפס את המסנן. בחר את הכרטיסיה מבנה שאילתה ולחץ על לחצן ספריית אבני בניין החיפוש כדי למצוא את הפתרונות הסינתטיים בסיר אחד עבור מבנה השאילתה.לאחר מכן אשר את הגדרות הפרמטר. חפש במציג התוצאות. תוצאת החיפוש מוצגת בכרטיסיה פריט חזותי של התוצאה.מקבלי הקצה המפחיתים של מספרי שאריות שונים מוצגים בעמודה מקבל הקצה המפחית. לאחר מכן, בחר מקבל קצה מצטמצם. פתרונות מוצגים ברשימת הפתרונות הסינתטיים.קטעים מוצגים ברשימת הקטעים כדי להציע כמה קטעים יש להשתמש בסינתזה. המערכת מספקת מידע מפורט של כל קטע, כולל RRV של הקטע, תשואה חישובית, כמו גם איזו קבוצת הגנה יש לבטל את ההגנה לשימוש בשבר בתגובת סיר אחד. אבני הבניין המשמשות להרכבת הקטע הנבחר ומידע חיבור הקטע מוצגים גם הם.עבור אבני בניין ניסיוניות, הצג ובדוק מבנים כימיים של אבני הבניין שנבחרו במבנה הכימי של אזור אבני הבניין, ועון בדפדפן אבן הבניין של המידע המפורט. בבקבוקון תחתון עגול 10 מיליליטר, לשלב את שני תורמי thioglycoside, מתנול מוחלט, ויבש ב DCM. ואז מערבבים בטמפרטורת החדר במשך שעה אחת.קח aliquot 30 מיקרוליטר של תערובת זו ולהזריק את התערובת לתוך כרומטוגרפיה נוזלית ביצועים גבוהים בשלוש זריקות נפרדות. למדוד את המקדם בין הספיגה והריכוז של מולקולת התורם בתנאי ההפרדה הבסיסית. הוסף פתרון של 0.5 טוחנת N-יודוזוצ'ינימיד באצטוניטריל לתוך תערובת התגובה, ואחריו תוספת של 0.1 תוסף חומצה טוחנת trifluoromethanesulfonic.מערבבים את התערובת בטמפרטורת החדר במשך שעתיים. לאחר מכן, לדלל את תערובת התגובה עם ארבעה מיליליטר של DCM. לסנן ולשטוף את התגובה עם thiosulfate נתרן מיורית רוויה, המכיל 10% נתרן מימן קרבונט.עכשיו לחלץ את השכבה המים שלוש פעמים עם חמישה מיליליטר של DCM. מערבבים את כל השכבות האורגניות, ושוטפים עם חמישה מיליליטר של מלח. לאחר מכן לייבש את השכבות המשולבות עם כ 200 מיליגרם של מגנזיום גופרתי נטול מים.לנער את התערובת במתינות במשך 30 שניות, ולסנן אותו דרך משפך עם נייר מסנן מחוך על מנת להסיר את מגנזיום סולפט. ואז לאסוף את הסינון בבקבוקון תחתון עגול 25 מיליליטר. הסר את הממס, באמצעות אידוי סיבובי.ממיסים את השאריות במיליליטר אחד של DCM. קח aliquot 30 מיקרוליטר של תערובת זו, ולהזריק אותו כרומטוגרפיה נוזלית ביצועים גבוהים בשלוש זריקות נפרדות. למדוד את הריכוזים של התורמים הנותרים על ידי HPLC, באותם תנאי הפרדה.למדוד את תגובתיות יחסית. בהתבסס על ערך תגובתיות יחסי של DR4, ערך תגובתיות יחסית של DX1 הוא שלוש. תוצאת החיפוש Auto-CHO המבוססת על הגדרות פרמטר ברירת המחדל מצביעה על כך שניתן לסנתז את SSEA-4 על-ידי תגובה של שניים ועוד אחד ועוד שלושה סיר אחד.כאשר נבחר מקבל קצה להפחתת טריסכריד, התוכנית מציגה ארבעה פתרונות פוטנציאליים עבור השאילתה. הפתרון הראשון כולל קטע אחד, והתשואה המחושבת שלו היא כ-94% ניתן לסנתז את הקטע באמצעות שתי אבני בניין. RRV של אבן הבניין disaccharide הראשון הוא 1462, ואת RRV של monosaccharide השני הוא 32.0.המבנה הכימי של אבן הבניין המוצעת הראשונה המשמשת בתגובת סיר אחד מוצג גם כן. ניסוי סיר אחד מראה כי SSEA-4 ניתן לסנתז בהצלחה ב 43%תשואה על ידי הצעה זו. SSEA-4 ניתן לסנתז על ידי שלוש יחידות המוצעות על ידי Auto-CHO.יחידות אלה כוללות אבן בניין סילה disaccharide אחד, אבן בניין monosaccharide שתיים, וצמצום מקבל הקצה שלוש. עבור הגדרות פרמטר, אנו ממליצים להגדיר פרמטרים עם קריטריונים מחמירים יותר בהתחלה. לבחירת ספריית אבני הבניין, אנו ממליצים לחפש בספריית הניסוי רק בהתחלה.באמצעות הדגמה זו, אנו מקווים גליקנים חשובים יותר, כגון אנטיגנים פחמימות הקשורות לגידול, ניתן לסנתז על ידי גישה סיר אחד למחקרים נוספים. בעקבות הליך זה, סינתזה של כל אנטיגנים כאלה יכול להתבצע על מנת לעצב חיסונים לסרטן מבוססי פחמימות. אנו מקווים גם כי בינה מלאכותית ואלגוריתמים ממוחשבים יכולים להקל על סינתזת גליצן אוטומטית לטובת טיפול ומניעת מחלות.

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

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

במאמר זה, שיטת תפוקה גבוהה מוצג לסינתזה של אוליגוסכרידים ו חיבורן אל פני השטח של חלקיקים polyanhydride לשימוש נוסף מיקוד קולטנים ספציפיים על תאים מציגי אנטיגן.

תפוקה גבוהה סינתזה של פחמימות functionalization של חלקיקים Polyanhydride

אנו מציגים שיטה מודולרית אוטומטית בעלת תפוקה גבוהה לזיהוי ואפיון של אקסופוליסכרידים מיקרוביאליים בקנה מידה קטן. שיטה זו משלבת בחירה מוקדמת מהירה לניתוח הכמות הכוללת של פוליסכרידים המופרשים עם טביעת אצבע מפורטת של פחמימות כדי לאפשר סינון מהיר של זני חיידקים שבודדו לאחרונה או אוספי זנים שלמים.

פלטפורמה הגבוהה הקרנת מודולרי האוטומטי תפוקת Exopolysaccharide בשילוב עם ניתוח רגיש מאוד טביעות אצבע פחמימות

אנלוגים של טרהלוז מתגלים כמולקולות חשובות ליישומים ביולוגיים וביו-רפואיים. אנו מתארים פרוטוקול אופטימלי לסינתזה וטיהור אנזימטית של אנלוגים של טרהלוז שהוא פשוט, יעיל, מהיר וידידותי לסביבה. יישומו לייצור וניהול מהיר של בדיקה לזיהוי מיקובקטריות מודגם.

צעד אחד ראפיד סינתזה האנזימטית-כל מימית טיהור של אנלוגים trehalose

בגישה מודולרית הסינתזה של N- glycans עבור הקובץ המצורף הזכוכית מצופה אלומיניום אוקסיד שקופיות (שקופית ACG) וגם microarray glycan פותחה לשימוש פרופיל של HIV בהרחבה נטרול נוגדנים הוכח.

כימותרפיה-אנזימטי סינתזה של N- glycans עבור מערך פיתוח נוגדן HIV פרופיל

מאמר זה מספק הליך מפורט על סינתזה שלב מוצק, טיהור, אפיון של dodecamers של רנ"א שונה ב C2'- O -position. UV- מול וניתוח מעגלי דיכרואי פוטומטרי משמשים לכמת ולאפיין היבטים מבניים, כלומר , גדילים בודדים או פעמיים גדילים.

Protocol עבור שלב מוצק סינתזה של אוליגומרים של רנ&quot;א המכיל 2 &#39;<em&gt; הו</em&gt; שינוי ואפיון של תיאופנילמתיל באמצעות דיכרואיזם מעגלי

2-azido-1-חנקת-אסתר ניתן להמיר את המקביל 2-azido-1-trichloroacetimidate בהליך סיר אחד. המטרה של כתב היד היא להדגים את השירות של הכור מיקרוגל בסינתזה של פחמימות.

סיר אחד בסיוע מיקרוגל ההמרה של חנקת Anomeric-אסטרים Trichloroacetimidates

כאן, אנו מציגים פרוטוקולים לסינתזה של דו-סוכר נוקלאוזידים מאת regioselective O- גליקוזילציה של ribonucleosides באמצעות הגנה זמנית של שלהם 2', 3'-diol moieties ניצול של אסתר boronic מחזורית. שיטה זו חל על מספר נוקלאוזידים לא מוגן כמו אדנוזין, guanosine, cytidine, uridine, 5-methyluridine 5-fluorouridine לתת נוקלאוזידים דו-סוכר המתאימים.

Regioselective O- גליקוזילציה של נוקלאוזידים via זמני 2', 3'-Diol הגנה על ידי אסתר Boronic לסינתזה של דו-סוכר נוקלאוזידים

פרוטוקול מוצג לסינתזה של תרופות מקודד מידע ועבור הרכבה עצמית מכוונת של הפטואידים האלה לתוך סולמות מולקולריים באמצעות אמינים ו-aldehydes כזוגות דינמיים בעלי הקשר הדינמי, לואיס חומצי נדיר-אדמה triflates מתכת כריאגנטים רב תפקידים.

סינתזה של מידע-מיסב פטואידים והרכבה עצמית בימוי דינמי

מטרת פרוטוקול זה היא לספק מדריך מפורט, צעד אחר צעד להרכבת מבנים מרובי גנים באמצעות מערכת שיבוט מודולרית המבוססת על שיבוט שער הזהב. הוא גם נותן המלצות על צעדים קריטיים כדי להבטיח הרכבה אופטימלית המבוססת על החוויות שלנו.

הרכבה מהירה של מבנים מרובי גנים באמצעות שיבוט שער הזהב מודולרי

סינתזה, הפעלה, ואפיון של חומרי מסגרת מתכת אורגנית במכוון נועדו הוא מאתגרת, במיוחד כאשר אבני בניין הוא הפולימורפים לא תואמים או לא רצויים הם העדיפו thermodynamically על צורות הרצויות. אנו מתארים כיצד יישומים של שער סייע ממס מקשר, עקיפה X-ray אבקה בנימים והפעלה באמצעות CO 2 ייבוש סופר קריטי, יכולים לתת מענה לחלק מהאתגרים האלה.

מסגרות סינתזה ואפיון של פונקציונליות מתכת אורגנית

למדו להשתמש בתוכנת Auto-CHO לסינתזה הירארכית וניתנת לתיכנות של אוליגוסכרידים בכלי אחד. התוכנה משתמשת באלגוריתמי למידת מכונה לחיזוי ערכי פעילות יחסית ומספקת הנחיות לבחירת בלוקי בנייה.

הירארכי וניתן לתיכנות Oligosaccharide סינתזה של סיר אחד

גלה סרטונים נוספים