5 февраля 2018 г.
Модульный подход к синтезу N- гликанов для крепления к оксида алюминия покрытием стекла слайд (ACG слайд) как glycan microarray был разработан и его использование для профилирования широко нейтрализующих антител ВИЧ была продемонстрирована.
Общей целью данной методологии является разработка модульного хемоферментативного подхода к синтезу N-гликанов путем создания нового гликанового микрочипа на предметном стекле, покрытом оксидом алюминия, для обнаружения гетерогликанового связывания антител к ВИЧ. Эти методы могут помочь ответить на ключевые вопросы гликобиологии для идентификации гликанов, специфичных для клеточного вируса, для длительного развития. Основным преимуществом этого метода является обнаружение слабого связывания и идентификация смеси сахаров, которые связываются с белком, таким как антитела, у пациента с ВИЧ.
Последствия этого метода распространяются на диагностику инфекций гриппа, потому что сиалический катаболист экспрессируется на эпителиальных клетках дыхательных путей человека, и проблемы являются общими во время симптомов. Поэтому гликомассив станет идеальным инструментом для определения специфики диких подтипов. Хотя этот метод может обеспечить внутреннюю гликановую специфичность антител к ВИЧ, он также может быть применен к другим системам, таким как диагностика различных видов рака, основанная на характере связывания антител в сыворотке крови человека со специфическими антигенами сыворотки человека, напечатанными на поверхности.
Чтобы начать эту процедуру, добавьте 2-5 микромолей заранее приготовленного гликана и пятимиллилитровую круглую донную колбу. Добавьте в колбу магнитную мешалку и закройте ее резиновой перегородкой. Добавьте в колбу 400 микролитров свежевысушенного ДМФА и 10-25 микромолей линкера фосфоновой кислоты.
Затем перемешивайте реакционную смесь при 800 об/мин в течение пяти часов. После завершения реакции испарите растворитель с помощью ротационного испарителя при вакуумном давлении от пяти до 10 миллибар и 40 градусах Цельсия. После этого растворите высушенную реакционную смесь и 0,5 миллилитра воды и загрузите сверху слой полиакриламидного геля.
Разбавьте продукты с помощью воды и соберите одну-две миллилитровые фракции. Чтобы проверить собранные фракции с помощью TLC, найдите каждую фракцию на пластине TLC и окуните пластину в 0,25 моляра молибдата церия и аммония. Нагрейте испачканную пластину горячей плитой, чтобы визуализировать продукт.
После соединения продукта, содержащего фракции, и замораживания раствора биофолизируют до получения нужного продукта в виде белого порошка. Далее растворите высушенный продукт в двух миллилитрах воды и добавьте гидроксид палладия. Прикрепите водородосодержащий баллон к колбе и перемешивайте реакционную смесь со скоростью 800 об/мин в течение 15 часов в атмосфере водорода.
Как только реакция завершится, отфильтруйте смесь через слой Celite и промойте двумя миллилитрами метанола и двумя миллилитрами дистиллированной деионизированной воды. Затем испарите растворитель с помощью ротационного испарителя при вакуумном давлении 300 миллибар и 40 градусах Цельсия. После этого растворите смесь корки примерно в одном миллилитре воды и загрузите ее поверх полиакриламидного гелевого слоя.
Разбавьте средство водой и соберите одну-две миллилитровые фракции. После соединения продукта, содержащего фракции, и замораживания раствора биофолизируют до получения нужного продукта в виде белого порошка. Как только продукт высохнет, охарактеризуйте его с помощью энимара и масс-спектроскопии с использованием оксида дейтерия в качестве растворителя.
Для анодирования поверхности установите инкубатор с регулируемой температурой на четыре градуса Цельсия. Затем переложите заранее приготовленный 0,3 моляра водного раствора щавелевой кислоты в стакан объемом 500 миллилитров, содержащий магнитную мешалку. Поместите в раствор платиновый стержень длиной 10 сантиметров в качестве катода.
Продолжайте помешивать щавелевую кислоту со скоростью 300 об/мин в течение всего процесса анодирования. В программном обеспечении для лабораторных трассировщиков нажмите кнопку настройки, а затем выберите функцию Sweep Voltage. Установите начальное и стоповое напряжение на 25,8 вольт.
Количество точек равно 100, соответствие — единице, а задержка развертки — 1200 миллисекунд. Затем нажмите OK. Зажмите стеклянную заслонку с алюминиевым покрытием лицевой стороной в сторону катода.
Нажмите на кнопку запуска теста и наблюдайте за текущим измерением. После анодирования поверхности предметное стекло тщательно вымыть водой двойной дистилляции и высушить газообразным азотом. Храните предметное стекло в камере с относительной влажностью 30% до дальнейшего использования.
Для изготовления приготовьте 100 микролитров растворов всех одновалентных гликанов в этанолгликоле в концентрации 10 миллимоляров. Разбавьте растворы гликанов печатным буфером до получения 100 микромолярных растворов. Для исследования гетеролиганда добавьте пять микролитров гликана MAN-5 к пяти микролитрам каждого раствора гликанов.
Переложите подготовленные гликаны в микропланшет на 384 лунки для этапа печати микрочипов. После установки микропланшета на матрицу принтера печатайте микрочипы с помощью роботизированного штифта, нанося 0,6 нанолитра растворов гликанов на каждое стеклянное стекло с алюминиевым покрытием. Далее готовят 70 микролитров первичного антитела PG-9 и буфер ПТСБ, содержащий 3% БСА.
Затем в темноте приготовьте 120 микролитров вторичного флуоресцентного антитела Донки и античеловеческого иммуноглобулина G и PBST-буфера, содержащего 3% БСА. Смешайте PG9 и вторичное антитело флуоресцентной метки в соотношении 1:1. Затем инкубируйте предварительно смешанные антитела в течение 30 минут при четырех градусах Цельсия.
После инкубации загрузите стеклянное стекло с алюминиевым покрытием в инкубационную камеру предметного стекла, которая разделена на 16 лунок. Перенесите 100 микролитров предварительно смешанных антител в гликановую решетку. После инкубации при четырех градусах Цельсия в течение 16 часов удалите предварительно смешанные антитела из гликановой матрицы с помощью пипетки, а затем снимите камеру для инкубации предметного стекла.
Промойте предметное стекло в PBST-буфере и деионизированной воде. Затем высушите стеклянное стекло при силе тяжести в 2000 раз. Затем откройте программное обеспечение для анализа изображений микрочипов.
Вставьте высушенное стекло в матрицу сканера таковыми элементами вниз. Нажмите на меню настроек. Установите разрешение изображения равным пяти микрометрам на пиксель.
Установите длину волны на 635 нанометров с помощью PMT 450 и мощность на 100%Нажмите кнопку сканирования, чтобы начать визуализацию предметного стекла. Наконец, нажмите на значок файла, чтобы сохранить изображение сканирования в формате TIF для анализа изображения. В этом исследовании широкий спектр N-гликанов был синтезирован с использованием модульной химиоферментативной стратегии.
Для демонстрации эффективности стратегии хемоферментативными методами была синтезирована биантенная изометрическая структура. Ферментативное галактозилирование дисахарида 1 с последующим фукозилированием трисахарида 2 давало желаемый тетрасахарид 3. При насыщении и восстановлении конечных модификаций строительного блока два и три, допускаются желательные молекулы четыре и пять.
Стереоселективное три О-гликозализалияние модуля 4 трисахарида 6 обеспечивало гексасахарид 7. Снятие защиты и реакция перед пятым модулем дали дедекасахарид девять. Глобальное обнаружение позволило получить гликан 10, который был охарактеризован энимаром и масс-спектроскопией.
Гликаны, содержащие пентиламиновый хвост на восстановительном конце, модифицировали линкерами фосфоновой кислоты и прикрепляли к поверхности, покрытой алюминиевым стеклом, с помощью фоспинидной химии. Широко нейтрализующее антитело к ВИЧ-1 PG9 было обследовано на специфичность гликанов с использованием массивов гомо- и гетерогликанов, чтобы впервые продемонстрировать его взаимодействие с соседними гетерогликанами в петле V1/V2 поверхности PG120 ВИЧ1. После освоения этой техники ее можно провести за 24 часа от иммобилизации гликана до бета-анализа, если она была выполнена правильно.
Пытаясь выполнить эту процедуру, важно не забывать использовать для Glycan 10 стекло со свежеанодированным алюминиевым покрытием. Для укладки этой процедуры используются медицинские техники с помощью предметных стекол. Определение константы тела может быть выполнено для количественной оценки связывающих взаимодействий между углеводами и белками, представляющими интерес.
После разработки этого метода он проложил путь для исследователей, чтобы лучше понять роль углеводов в инфекционных заболеваниях в Кении и помочь разработать новые методы лечения заболеваний. Не забывайте, что работа с токсичными веществами может быть чрезвычайно опасной, и при проведении экспериментов всегда следует соблюдать меры предосторожности, такие как ношение одежды, очков и масок.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
В данном исследовании представлен модульный хемоферментативный подход к синтезу N-гликанов на стеклянных предметных стеклах с покрытием из оксида алюминия, что упрощает применение гликанных микрочипов. Методология продемонстрирована на примере профилирования широко нейтрализующего антитела к ВИЧ, что показывает потенциал данного метода в гликобиологии.
Данный хемоферментативный метод синтеза N-гликанов позволяет быстро создавать разнообразные библиотеки гликанов для профилирования антител с помощью микрочипов, восполняя критический пробел в обнаружении слабых и гетерогенных взаимодействий гликанов с белками, которые имеют важное значение для разработки вакцин против ВИЧ. Обеспечивая анализ поведения гетеролигандного связывания широко нейтрализующих антител, таких как PG9, этот подход способствует механистическому снижению рисков на ранних этапах поиска иммуногенов и повышает точность прогнозирования при выборе антигенов. Модульная стратегия представляет собой масштабируемую и многократно используемую платформу для картирования эпитопов и валидации мишеней в рамках разработки препаратов для лечения инфекционных и онкологических заболеваний.
Данный метод интегрируется в рабочий процесс разработки — от ранней валидации мишени до идентификации ведущих соединений, обеспечивая характеристику гликан-зависимых антител, что служит основой для последующих доклинических исследований.