グリカン媒介タンパク質相互作用の研究のためのバイオインフォマティクスリソース

バイオフォーマティクスは、生物学の問題を解決するためにコンピュータを使用することについてです。グリコインフォマティクスは、グリコ生物学の問題を解決するためにコンピュータを使用することについてです。グリコインフォマティクスでは、閲覧や検索が可能なグリコミクスやグリコプロテオミクスのデータを格納するデータベースを開発し、そのデータを可視化・比較するツールも開発しています。

グリカンの役割は、健康と病気において重要であるとますます認識されており、グリコインフォマティクスもそれを前進させようとしています。キャサリン・ヘイズはグリコ生物学の訓練を受けており、データサイエンティストとして働いています。Julien Mariethozはコンピュータサイエンスの訓練を受けており、データベースとツールの開発を調整しています。

ウェブサイトグリコプロテオーム.expasyにアクセスしてください。org/glycomics-expasy と左端のメニューで、糖タンパク質ボックスにチェックを入れます。右側のバブルチャートは、そのカテゴリに一致するバブルを拡大し、GlyConnectバブルをクリックしてGlyConnectホームページを新しいタブで開きます。

タンパク質ボタンを選択し、タンパク質ビューページで、検索ウィンドウに前立腺と入力します。前立腺特異抗原またはPSAの共通アイソフォームに対応する790をクリックします。次に、上部の多色バーで、緑色のソースボタンをクリックして、パブリッシュされたデータの処理元のサンプルタイプを表示します。

病気ボタンをクリックして、データベースの健康関連コンテンツを確認します。次に、構造ボタンをクリックして、グリコミクスデータからPSAに関連する135の構造の完全なリストを表示します。グリコプロテオミクス実験によって決定された関連する78の組成物の組成ボタンをクリックしてください。

任意の構造または構成をクリックすると、詳細が表示されます。コンポジションのあいまいさを減らすには、選択したコンポジションの下にある提案された構造体をクリックします。単糖数が列挙された構造の数と一致するたびに提案がなされる。

タンパク質ページを完全に探索するには、ページの右側に詳細を表示します。タコのホームページにアクセスして、PSAに付着したグリカンの多様性に共通の構造特性が存在することを確認し、N-Linkタブをデフォルトで選択したままにし、コアサブタブに移動してハイブリッドアイコンをクリックします。次に、プロパティサブタブに移動し、sialylatedアイコンを選択して緑色の検索ボタンをクリックします。

表示された関係のグラフで、H6N4F1S1にカーソルを合わせると、3つの構造の7つのタンパク質へのリンクが強調表示されます。これとは対照的に、PSAの2つのアイソフォームを選別するH6N4F2S1の上にカーソルを合わせます。構造 ID にカーソルを合わせると、その SNFG 表現が表示され、それをクリックして対応するページが開きます。

中心節点を組織に変更し、グラフの中央にある尿または精液にカーソルを置いて、さまざまな関連付けを表示します。中心節点を疾患に変更して、13 個の選択肢を表示し、そのうちの 1 つは前立腺癌です。関連する唯一のタンパク質はPSAである。

次に、クリアボタンをクリックして検索を更新します。プロパティサブタブに移動し、バイアンテナアイコンをクリックします。次に、行列式サブタブに移動し、3-シアリル-LNタイプ2アイコンを選択し、緑色の検索ボタンをクリックします。

末端3-シアリル-LN型2モチーフを含むバイアンテナグリカンとのタコ検索関連を確認してください。読みやすくするために中心節点を組織に変更し、KLK3_humanの上にカーソルを合わせると、精液をPSA共通のアイソフォームと7つの構造と直接接続できます。タンパク質ページに戻り、この場合PSAは、それらのリスト内の各組成物間の潜在的な関係のスキャンを実行する。

PSAエントリーページの右側にあるコンポジターリンクをクリックします。Compozitor 検索フィールドには、[タンパク質] タブの ID 790 エントリの詳細があらかじめ入力されていることを確認します。[選択に追加]ボタンをクリックして、データベースからデータを取得します。

[仮想ノードを含める]オプションの選択を解除し、[グラフの計算]ボタンをクリックすると、PSA N-グリコームを表す78の組成の十分に接続されたセットを示すグラフと、グリカンの主な特性を示す棒グラフが表示されます。メインタンパク質タブにとどまり、タンパク質分野で前立腺特異抗原高Piアイソフォームを選択します。[選択に追加]ボタンをクリックして、データベースから57のコンポジションのデータを取得します。

[グラフの計算] ボタンをクリックして、両方のアイソフォームの重畳グラフを生成し、2 つの PSA アイソフォームのグリカムの違いを評価します。ウェブサイトwww.unilectinにアクセスしてください。eu をクリックし、UniLectin3D ボタンをクリックします。

グリカン検索ボタンをクリックし、シアル酸を表す紫色のダイヤモンドをクリックすると、データベースに保存されているシアル酸で終わるすべてのグリカン結合モチーフの表示が促されます。3-シアリル-LN2型モチーフをクリックすると、3-シアリル-LN2型との相互作用を確認する3D構造が既知であるすべてのレクチンの表示が促されます。フィールドによる検索オプション。

種のフィールドでは、ホモ・サピエンスと入力します。[X線構造の探索]ボタンをクリックして、元のリストを除外します。1つのエントリだけが残っています、それは人間のガレクチン-8です。

3D構造と情報の表示ボタンをクリックすると、3-シアリル-LNタイプ2と相互作用するヒトガレクチン-8の詳細情報が表示されます。ページに表示されているヒトガレクチン-8の構造情報に、2つの異なるビューアでアクセスします。マウスを長押しして分子を回転させ、LiteMolソフトウェアでリガンドを前面に押し出します。

左側にリストされた相互作用の上にマウスを置くと、右側のビューが更新され、その特定の相互作用がLIPソフトウェアを使用して構造内のどこで作用するかを見つけます。GlyConnect ホームページから HGI データセットを参照するには、このページの参照記事に直接アクセスしてください。参照エントリ ページの右側にある [Compozitor] リンクをクリックして、データセットの一貫性を評価します。

検索フィールドには、ツールの [詳細設定] タブの DOI 番号に等しい参照が既に入力されています。DOI 番号の後に glycan_type=O-linked と入力して、検索を O 結合型糖鎖に絞り込みます。次に、[選択に追加]ボタンをクリックして、データベースからデータを取得します。

[仮想ノードを含める]オプションを選択したまま、[グラフを計算]ボタンをクリックして、接続されているコンポジションのグラフを表示します。GlyConnect Compozitor の [タンパク質] タブに移動し、タンパク質リストから α 間トリプシン阻害剤重鎖 H4 を選択します。種の選択がデフォルトでホモ・サピエンスであることを確認してください。グリカンタイプの「N-Linked」の選択を解除します。

サイトリストでTHR 725のみを選択し、選択に追加ボタンをクリックします。次に、グラフの計算ボタンをクリックして、接続されたコンポジションのグラフを表示します。仮想ノードを理解するには、グラフの下にあるエクスポートボタンをクリックします。

バーチャルのみを選択し、クリップボードアイコンをクリックして、8つのコンポジションの選択をコピーします。選択範囲を Compozitor のカスタムタブのクエリウィンドウに貼り付けます。組成物フィールドで選択ラベルを設定し、グリカンタイプフィールドでO-Linkedを選択し、選択に追加ボタンをクリックします。

最後に、コンピュートグラフボタンをクリックします。タンパク質とグリカンの間の組織依存的な関連は、GlyConnect Octopusのこの出力に示されている。ハイブリッドおよびシアリル化グリカン構造とそれらが発現している組織を有するすべてのヒトタンパク質がこの出力に表示される。

尿との関連は、散乱グリカン構造に接続された2つのタンパク質、ホリオゴナドトロピンまたはGLHAヒトおよびPSA共通アイソフォームまたはKLK3ヒトを示す強調表示されている。同様に、精液との会合が強調表示され、グループ化されたグリカン構造に接続されたPSAの2つのタンパク質アイソフォームを示す。PSAの2つのアイソフォームの重畳されたN-glycomeは、GlyConnect Compozitorの出力に示されている。

青色の節は共通アイソフォームに関連するグリカンを表し、高Piアイソフォームのものは赤色の節として表されます。グリカム間のオーバーラップは、マゼンタノードとして表示されます。ノード内の数字は、PSAに関するGlyConnectデータベースの内容に応じて標識された組成と一致するグリカン構造の数を表す。

GlyConnectで表示されたPSAグリコームは、3-シアリル-LN型2末端エピトープを介してUniLectin3Dで表示されたガレクチン-8と相関することが示された。これは、グリカンによって媒介されるタンパク質間相互作用の可能性が高いが保証されていないシナリオを提供する。ヒト血清に関連する高品質のO-グリカン組成物のセットが検査され、GlyConnectデータベースの内容と比較され、それによって糖ペプチドの精製された同定のためにグリカン組成物ファイルをカスタマイズするオプションが提供された。

1 つのデータセットから入手できる 20 個のコンポジションの最小セットに依存することも、GlyConnect で合理的に収集された 23 ~ 26 個のアイテムで拡張してセットの一貫性を強化することもできます。このプロトコルから、グリコームは項目のリストに限定されないことを覚えておくことが重要です。そして、グリコインフォマティクスツールを使用すると、これらの項目間の依存関係を示すことができ、最終的にその機能を説明することができます。