글리칸 매개 단백질 상호작용 연구를 위한 생물정보학 자료

생물 조형학은 생물학에서 문제를 해결하기 위해 컴퓨터를 사용하는 것에 관한 것입니다. 글리코 정보학은 글리코 생물학의 질문을 해결하기 위해 컴퓨터를 사용하는 것에 관한 것입니다. 글리코인포매틱스를 통해 우리는 탐색하거나 검색할 수 있는 글리코믹스 또는 글리코프로테오믹스 데이터를 저장하는 데이터베이스를 개발하고, 이 데이터를 시각화하고 비교하는 도구도 개발합니다.

글리 칸의 역할은 건강과 질병에서 중요한 것으로 점점 더 인식되고 있으며, 글리코 정보학도이를 발전시키기 위해 노력하고 있습니다. 캐서린 헤이즈는 글리코 생물학 교육을 받았으며 데이터 과학자로 일하고 있습니다. Julien Mariethoz는 컴퓨터 과학 교육을 받았으며 데이터베이스 및 도구 개발을 조정합니다.

glycoproteome.expasy 웹 사이트로 이동하십시오. org/glycomics-expasy 및 가장 왼쪽 메뉴에서 당단백질 상자를 확인하십시오. 오른쪽의 버블 차트는 해당 카테고리와 일치하는 버블을 확대 한 다음 GlyConnect 버블을 클릭하여 새 탭에서 GlyConnect 홈페이지를 엽니 다.

단백질 버튼을 선택하고 단백질보기 페이지에서 검색 창에 전립선을 입력하십시오. 전립선 특이적 항원 또는 PSA의 일반적인 이소형에 해당하는 790을 클릭하십시오. 그런 다음 위쪽 여러 색상 막대에서 녹색으로 된 소스 단추를 클릭하여 게시된 데이터가 처리되는 샘플 유형을 표시합니다.

질병 버튼을 클릭하여 데이터베이스의 건강 관련 내용을 확인하십시오. 그런 다음 구조 버튼을 클릭하여 글리코믹스 데이터에서 PSA와 관련된 135 구조의 전체 목록을 봅니다. 글리코프로테오믹스 실험에 의해 결정된 연관된 78개의 조성물에 대한 조성물 버튼을 클릭하십시오.

구조 또는 컴포지션을 클릭하여 자세한 내용을 확인하십시오. 컴포지션의 모호성을 줄이려면 선택한 컴포지션 아래에 제안된 구조체를 클릭합니다. 단당류 수가 나열된 구조의 수와 일치 할 때마다 제안이 이루어집니다.

단백질 페이지를 완전히 탐색하려면 페이지 오른쪽에서 자세한 내용을 볼 수 있습니다. Octopus 홈페이지로 이동하여 PSA에 부착 된 글리 칸의 다양성에 공통적 인 구조적 특성이 있는지 확인하고 N- 링크 탭을 기본적으로 선택한 상태로 유지하고 코어 하위 탭으로 이동하여 하이브리드 아이콘을 클릭하십시오. 그런 다음 속성 하위 탭으로 이동하여 시알릴화 된 아이콘을 선택하고 녹색 검색 버튼을 클릭하십시오.

표시된 관계 그래프에서 H6N4F1S1 위에 마우스를 올려 놓으면 세 가지 구조의 일곱 단백질에 대한 링크가 강조 표시됩니다. PSA의 두 가지 이소형을 골라내는 H6N4F2S1 위에 마우스를 올려 놓으면 이것을 대조하십시오. 구조 ID 위로 마우스를 가져가 SNFG 표현을 표시하고 클릭하여 해당 페이지를 엽니다.

중앙 노드를 조직으로 변경 한 다음 그래프 중간에 소변이나 정액에 커서를 놓아 다른 연관성을 봅니다. 중앙 노드를 질병으로 변경하여 13 가지 옵션을 표시하십시오.이 중 하나는 전립선 암입니다. 관련된 유일한 단백질은 PSA입니다.

그런 다음 지우기 버튼을 클릭하여 검색을 새로 고칩니다. 속성 하위 탭으로 이동하여 이중 안테나 아이콘을 클릭합니다. 그런 다음 결정 요소 하위 탭으로 이동하여 3-sialyl-LN 유형 두 아이콘을 선택하고 녹색 검색 버튼을 클릭하십시오.

말단 3-시알릴-LN 타입 두 모티프를 함유하는 바이안테나리 글리칸과의 옥토퍼스-검색된 연관성을 확인한다. 더 쉽게 읽을 수 있도록 중심 노드를 조직으로 변경하고 KLK3_human 위로 마우스를 가져가 정액을 PSA 공통 이소폼 및 일곱 개의 구조와 직접 연결합니다. 단백질 페이지, 이 경우 PSA로 돌아가서, 이의 리스트에서 각 조성물 사이의 잠재적 관계의 스캔을 수행한다.

PSA 항목 페이지의 오른쪽에서 Compozitor 링크를 클릭하십시오. Compozitor 검색 필드가 단백질 탭의 ID 790 항목의 세부 정보로 미리 채워져 있는지 확인하십시오. 선택 항목에 추가 버튼을 클릭하여 데이터베이스에서 데이터를 검색합니다.

가상 노드 포함 옵션을 선택 취소한 다음 계산 그래프 버튼을 클릭하여 PSA N-글리코메를 나타내는 잘 연결된 78개 조성물 세트를 보여주는 그래프와 글리칸의 주요 특성을 보여주는 막대 플롯을 표시합니다. 주요 단백질 탭에 남아 단백질 분야에서 전립선 특이적 항원 하이파이 이소형을 선택합니다. 선택 항목에 추가 단추를 클릭하여 데이터베이스에서 57개의 컴포지션에 해당하는 데이터를 검색합니다.

계산 그래프 버튼을 클릭하여 두 이소형의 중첩된 그래프를 생성하고 두 PSA 이소형의 글리오밍 차이를 평가합니다. 웹 사이트 www.unilectin으로 이동하십시오. eu 및 UniLectin3D 버튼을 클릭하십시오.

글리 칸 검색 버튼을 클릭 한 다음 시알산을 나타내는 보라색 다이아몬드를 클릭하면 데이터베이스에 저장된 시알산으로 끝나는 모든 글리칸 결합 모티프가 표시됩니다. 3-시알릴-LN 타입 두 모티프를 클릭하여 3-시알릴-LN 타입 2와의 상호작용을 확인하는 3D 구조가 알려져 있는 모든 렉틴의 디스플레이를 프롬프트한다. 필드별 검색 옵션입니다.

종 필드에 호모 사피엔스를 입력하십시오. x-ray 구조 탐색 버튼을 클릭하여 원래 목록을 필터링합니다. 오직 하나의 항목, 즉 인간 갈렉틴-8만이 남는다.

3D 구조 및 정보 보기 버튼을 클릭하면 3-시알릴-LN 유형 2와 상호작용하는 인간 갈렉틴-8의 상세한 정보가 표시됩니다. 두 명의 다른 뷰어와 함께 페이지에 표시된 인간 갈렉틴-8의 구조 정보에 액세스하십시오. 마우스를 잡고 분자를 돌리고 LiteMol 소프트웨어를 사용하여 리간드를 앞쪽으로 가져옵니다.

왼쪽에 나열된 상호 작용 위에 마우스를 올려 오른쪽의 보기를 업데이트하고 PLIP 소프트웨어를 사용하여 구조에서 특정 상호 작용이 작동하는 위치를 찾습니다. GlyConnect 홈페이지에서 HGI 데이터 세트를 찾아보고 이 페이지의 참조된 문서로 바로 이동합니다. 참조 항목 페이지의 오른쪽에 있는 Compozitor 링크를 클릭하여 데이터 세트의 일관성을 평가합니다.

검색 필드는 이미 도구의 고급 탭에 있는 DOI 번호와 동일한 참조로 채워집니다. DOI 번호 뒤에 glycan_type=O-link를 입력하여 검색 범위를 O-연결된 글리칸으로 좁힙니다. 그런 다음 선택 항목에 추가 버튼을 클릭하여 데이터베이스에서 데이터를 검색하십시오.

가상 노드 포함 옵션을 선택한 상태로 유지하고 계산 그래프 단추를 클릭하여 연결된 컴포지션의 그래프를 표시합니다. GlyConnect Compozitor의 단백질 탭으로 이동하여 단백질 목록에서 인터알파 트립신 억제제 중쇄 H4를 선택하십시오. 종 선택이 기본적으로 호모 사피엔스인지 확인하십시오. 글리칸 유형에서 N-Linked를 선택 해제하십시오.

사이트 목록에서 THR 725만 선택하고 선택 항목에 추가 버튼을 클릭합니다. 그런 다음 계산 그래프 단추를 클릭하여 연결된 컴포지션의 그래프를 표시합니다. 가상 노드를 이해하려면 그래프 아래의 내보내기 버튼을 클릭하십시오.

가상 만 선택하고 클립 보드 아이콘을 클릭하여 여덟 개의 컴포지션 선택을 복사하십시오. Compozitor의 사용자 지정 탭의 쿼리 창에 선택 항목을 붙여 넣습니다. 조성물 필드에 선택 레이블을 설정하고 글리칸 유형 필드에서 O-Linked를 선택한 다음 선택에 추가 버튼을 클릭하십시오.

마지막으로 계산 그래프 단추를 클릭합니다. 단백질과 글리칸 사이의 조직 의존성 연관성은 GlyConnect Octopus의 출력에서 나타난다. 하이브리드 및 시알릴화 글리칸 구조를 발현하는 조직과 함께 운반하는 모든 인간 단백질이 이 출력에 표시됩니다.

소변과의 연관성은 흩어져있는 글리칸 구조에 연결된 두 가지 단백질, choriogonadotropin 또는 GLHA 인간 및 PSA 공통 이소 폼 또는 KLK3 인간을 보여주는 것으로 강조됩니다. 유사하게, 정액과의 연관성은 그룹화된 글리칸 구조에 연결된 PSA의 두 단백질 이소형을 보여주는 것으로 강조된다. PSA의 두 이소형의 중첩된 N-글리오들은 GlyConnect Compozitor의 출력에 표시됩니다.

청색 노드는 공통 이소형과 연관된 글리칸을 나타내고, 높은 Pi 이소형의 글리칸은 적색 노드로서 표현된다. 글리올 사이의 겹침은 마젠타 노드로 표시됩니다. 노드 내부의 숫자는 PSA에 관한 GlyConnect 데이터베이스의 내용에 따라 표지된 조성물과 일치하는 글리칸 구조의 수를 나타냅니다.

GlyConnect에 표시된 PSA 글리코메는 3-시알릴-LN 타입 두 말단 에피토프를 통해 UniLectin3D에 표시되는 갈렉틴-8과 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 이것은 글리칸에 의해 매개되는 단백질-단백질 상호작용에 대한 가능성이 높지만 보장되지는 않는 시나리오를 제공한다. 인간 혈청과 관련된 고품질의 O-글리칸 조성물 세트를 검사하고 GlyConnect 데이터베이스 함량과 비교함으로써 글리코펩티드의 정제된 동정을 위해 글리칸 조성물 파일을 커스터마이징하는 옵션을 제공하였다.

하나의 데이터 세트에서 사용할 수있는 최소 20 개의 컴포지션 세트에 의존하거나 GlyConnect에서 합리적으로 수집 된 23 ~ 26 개의 항목으로 향상되어 세트의 일관성을 강화할 수 있습니다. 이 프로토콜에서 글리코메는 항목 목록으로 제한 될 수 없다는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 그리고 정확하게 글리코 정보학 도구를 사용하면 궁극적으로 기능을 설명 할 수있는이 항목 간의 종속성을 보여줄 수 있습니다.