Войти
Гликомикс - это всестороннее исследование гликома (весь набор сахаров, будь то свободные или присутствующие в более сложных молекулах организма ), включая генетические, физиологические, патологические и другие аспекты. Гликомика «представляет собой систематическое исследование всех гликанов структур данного типа клеток или организма» и является подгруппой гликобиологии. Термин гликомикс происходит от химического префикса сладости или сахара, «глико-», и был образован в соответствии с соглашением об именах omics, установленным геномикой (который имеет дело с гены ) и протеомика (которая имеет дело с белками ).
Эта область исследований должна иметь дело с внутренним уровнем сложности, не наблюдаемым в других областях прикладной биологии.68 строительных блоков ( молекулы ДНК, РНК и белков; категории липидов; типы сахарных связей для сахаридов) обеспечивают структурную основу для молекулярной хореографии, которая составляет всю жизнь клетки. ДНК и РНК имеют четыре строительных блока каждый (нуклеозиды или нуклеотиды ). Липиды делятся на восемь категорий на основе и изопрена. Белки содержат 20 (аминокислот ). Сахариды имеют 32 типа сахарных связей. Хотя эти строительные блоки могут быть присоединены только линейно f или белки и гены, они могут быть расположены в виде разветвленного массива сахаридов, дополнительно увеличивая степень сложности.
Добавьте к этому сложность множества задействованных белков, не только как переносчиков углеводов, гликопротеинов, но и белков, специфически участвующих в связывании и взаимодействии с углеводами:
Чтобы ответить на этот вопрос, нужно знать различные важные функции гликанов. Ниже приведены некоторые из этих функций:
Есть важные медицинские применения аспектов гликомики:
Гликомика особенно важна в микробиологии, потому что гликаны играют большую роль е роли в бактериальной физиологии. Исследования бактериальной гликомики могут привести к разработке:
Ниже приведены примеры наиболее распространенных используемые методы в анализе гликанов
Наиболее часто применяемыми методами являются МС и ВЭЖХ, в которой гликановая часть отщепляется ферментативно или химически от мишени и подвергается анализу. В случае гликолипидов их можно анализировать напрямую, без разделения липидного компонента.
N-гликаны из гликопротеинов обычно анализируют с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (обращенно-фазовая, нормальная фаза и ионообменная ВЭЖХ) после метки восстанавливающего конца сахаров флуоресцентным соединением (восстановительное мечение). В последние годы было введено большое количество различных меток, в том числе 2-аминобензамид (AB), антраниловая кислота (AA), 2-аминопиридин (PA), 2-аминоакридон (AMAC) и 3- (ацетиламино) -6-аминоакридин. (AA-Ac) - лишь некоторые из них.
O-гликаны обычно анализируются без каких-либо меток из-за условий химического выделения, которые не позволяют их маркировать.
Фракционированные гликаны из Инструменты для высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) могут быть дополнительно проанализированы с помощью MALDI -TOF-MS (MS) для получения дополнительной информации о структуре и чистоте. Иногда пулы гликанов анализируются непосредственно с помощью масс-спектрометрии без предварительного фракционирования, хотя различение изобарных гликановых структур является более сложной задачей или даже не всегда возможно. В любом случае, прямой MALDI -TOF-MS анализ может привести к быстрой и простой иллюстрации гликанового пула.
В последние годы высокоэффективная жидкостная хроматография в интерактивном режиме в сочетании с масс-спектрометрией стала очень популярной.. Выбирая пористый графитовый углерод в качестве стационарной фазы для жидкостной хроматографии, можно анализировать даже недериватизированные гликаны. Ионизация электрораспылением (ESI ) часто используется для этого приложения.
Хотя MRM широко используется в метаболомике и протеомике, его высокая чувствительность линейный отклик в широком динамическом диапазоне делает его особенно подходящим для исследования и открытия гликановых биомаркеров. MRM выполняется на приборе с тройным квадруполем (QqQ), который настроен на обнаружение заранее определенного иона-предшественника в первом квадруполе, фрагментированного в квадруполе столкновений и заранее определенного фрагментированного иона в третьем квадруполе. Это метод без сканирования, в котором каждый переход обнаруживается индивидуально, а обнаружение множества переходов происходит одновременно в рабочих циклах. Этот метод используется для характеристики иммунного гликома.
Таблица 1 : Преимущества и недостатки масс-спектрометрии в анализе гликанов
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
|
|
Массивы лектинов и антител обеспечивают высокопроизводительный скрининг многих образцов, содержащих гликаны. В этом методе используются либо встречающиеся в природе лектины, либо искусственные моноклональные антитела, где оба иммобилизованы на определенном чипе и инкубируются с образцом флуоресцентного гликопротеина.
Массивы гликанов, подобные тем, которые предлагаются Консорциумом по функциональной гликомике и Z Biotech LLC, содержат углеводные соединения, которые можно скринировать с помощью лектинов или антител для определения специфичности углеводов. и идентифицировать лиганды.
Метаболическое мечение гликанов можно использовать как способ обнаружения гликановых структур. Хорошо известная стратегия включает использование сахаров, меченных азидом, которые могут реагировать с использованием лигирования Штаудингера. Этот метод использовался для визуализации гликанов in vitro и in vivo.
рентгеновская кристаллография и спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для полного структурного анализа сложных гликанов - сложная и сложная область. Однако структура сайта связывания многочисленных лектинов, ферментов и других углеводсвязывающих белков выявила большое разнообразие структурных основ для функции гликома. Чистота исследуемых образцов была определена с помощью хроматографии (аффинной хроматографии и т.д.) и аналитического электрофореза (PAGE (электрофорез полиакриламида), капиллярный электрофорез, аффинный электрофорез и т. Д.).
Для гликомических исследований доступно несколько онлайн-программ и баз данных. Сюда входят:
Портал биологии 
Портал медицины 
Портал метаболизма 