Glicanos Análise Node: uma abordagem de baixo para cima para Glycomics

Sahba Zaare; Jesús S. Aguilar; Yueming Hu; Shadi Ferdosi; Chad R. Borges

doi:10.3791/53961

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Artigo de método

Glicanos Análise Node: uma abordagem de baixo para cima para Glycomics

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DOI:

10.3791/53961

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22 de maio de 2016

Sahba Zaare¹ , Jesús S. Aguilar¹ , Yueming Hu¹ , Shadi Ferdosi¹ , Chad R. Borges¹

¹Department of Chemistry & Biochemistry, The Biodesign Institute – Center for Personalized Diagnostics, Arizona State University

Neste artigo

Resumo

Este artigo apresenta uma forma aprimorada de uma nova técnica de glicômica de baixo para cima projetada para analisar o perfil de composição agrupado de glicanos em biofluidos não fracionados por meio da decomposição química de glicanos em seus monossacarídeos específicos de ligação constituinte para detecção por GC-MS. As aplicações potenciais incluem a detecção precoce de câncer e outros distúrbios afetivos glicanos.

Resumo

Sintetizados em um processo não orientado por modelos por enzimas chamadas glicosiltransferases, os glicanos são atores-chave em vários eventos intra e extracelulares significativos. Muitas condições patológicas, notadamente o câncer, afetam a expressão gênica, que pode, por sua vez, desregular a abundância relativa e os níveis de atividade das enzimas glicosídeo hidrolase e glicosiltransferase. Glicanos inteiros aberrantes únicos resultantes de glicosiltransferase (s) desregulada (s) estão frequentemente presentes em pequenas quantidades dentro de biofluidos complexos, tornando sua detecção difícil e às vezes estocástica. No entanto, com a preparação adequada da amostra, uma das formas mais antigas de espectrometria de massa (cromatografia gasosa-espectrometria de massa, GC-MS) pode detectar rotineiramente a coleta de monossacarídeos específicos de ponto de ramificação e ligação ("nós glicanos") presentes em biofluidos complexos. Complementar às técnicas tradicionais de glicômica de cima para baixo, a abordagem discutida aqui envolve a coleta e condensação de cada nó de glicano constituinte em uma amostra em um único sinal analítico independente, que fornece informações estruturais e quantitativas detalhadas sobre mudanças no glicoma como um todo e revela glicosiltransferases potencialmente desreguladas. As melhorias na permetilação e nos estágios subsequentes de extração líquida/líquida aqui fornecidas aumentam a reprodutibilidade e o rendimento geral, facilitando a exposição mínima de glicanos permetilados a condições aquosas alcalinas. Modificações no estágio de acetilação aumentam ainda mais a extensão da reação e o rendimento geral. Apesar de sua reprodutibilidade, os rendimentos gerais de acetatos de alditol parcialmente permetilados (PMAAs) de N-acetillhexosamina (HexNAc) mostram-se inerentemente mais baixos do que seu valor teórico esperado em relação aos PMAAs de hexose. O cálculo da razão entre a área sob o cromatograma de íons extraídos (XIC) para cada PMAA de hexose individual (ou PMAA de HexNAc) e a soma dessas áreas de XIC para todas as hexoses (ou HexNAcs) fornece um novo método de normalização que facilita a quantificação relativa de nós de glicano individuais em uma amostra. Embora atualmente limitado em termos de seus limites absolutos de detecção, este método agiliza a análise de biofluidos clínicos e mostra uma promessa considerável como uma abordagem complementar à glicômica tradicional de cima para baixo.

Introdução

Os glicolípidos, glicoproteínas, proteoglicanos e glicosaminoglicanos constituem as quatro classes principais de hidratos de carbono complexos, heterogéneos colectivamente conhecidas como glicanos. Como componentes omnipresentes e integral da membrana do plasma, glicocálice, e a matriz extracelular e fluidos, glicanos participar em tais processos bioquímicos diversos como a endocitose, o tráfico intracelular, motilidade celular, a transdução de sinal, reconhecimento molecular, a activação do receptor, a adesão celular, a interacção hospedeiro-patogénio , intercelular comunicação, vigilância imunológica, e iniciação resposta imune. ¹ Presente em quase todos....