A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يعد التنميط N-glycan للبروتينات السكرية أمرا ضروريا لاكتشاف المؤشرات الحيوية الجديدة وفهم وظائف الجليكان في الأحداث الخلوية. بالإضافة إلى ذلك ، يعد تحليل N-glycan للمستحضرات الصيدلانية الحيوية للبروتين مهما جدا للاستخدام البشري. في هذه المقالة الحالية ، تم تقديم استراتيجية عالية الإنتاجية لتحديد وقياس هياكل N-glycan باستخدام تقنية HILIC-FLD-MS / MS.
الارتباط بالجليكوزيل هو تعديل حيوي موجود في البروتينات. مطلوب التنميط N-glycan للبروتينات السكرية للكشف عن مرشحي المؤشرات الحيوية الجديدة وتحديد تغيرات الجليكان في الأمراض. معظم البروتينات الصيدلانية الحيوية المتاحة تجاريا هي البروتينات السكرية. تتأثر فعالية هذه الأدوية بأنماط الارتباط بالجليكوزيل. لذلك ، من الضروري استخدام طريقة توصيف متعمقة ل N-glycans. هنا ، نقدم نهجا شاملا للتحليل النوعي والكمي ل N-glycans باستخدام كروماتوغرافيا سائل التفاعل المحبة للماء المجهز بالكشف عن التألق وقياس الطيف الكتلي الترادفي (HILIC-FLD-MS / MS). تم إطلاق N-glycans من البروتينات السكرية بطريقة سهلة وتم تصنيفها بواسطة علامة فلوروفور بروكايناميد في الاستراتيجية. بعد ذلك ، تم تحليل البروكايناميد المسمى N-glycans بواسطة تقنية HILIC-FLD-MS / MS. في هذا النهج ، تم تأكيد هياكل N-glycan من خلال التحليل الطيفي للكتلة الترادفية ، بينما تم استخدام الكشف عن التألق للتحليل الكمي. تم وصف تطبيق لتحليل البيانات لقمم N-glycan المكتشفة في الدراسة. يمكن تطبيق هذا البروتوكول على أي بروتين سكري مستخرج من أنواع مختلفة.
الارتباط بالجليكوزيل هو تعديل حيوي بعد الترجمة لوحظ فيالبروتينات 1. تنظم العمليات الأنزيمية المتعددة تعديل الارتباط بالجليكوزيل في الكائنات الخلوية. ترتبط الجليكان بالبروتينات من خلال هذه العمليات الأنزيمية ، وتسمى البروتينات الخاضعة لهذا التعديل بالبروتينات السكرية1. يلاحظ نوعان من الغليكوزيلات بشكل شائع في البروتينات. O-glycosylation هو ارتباط O-glycans بالسلسلة الجانبية لبقايا الأحماض الأمينية سيرين أو ثريونين. N-glycosylation هو ارتباط N-glycans بالسلسلة الجانبية لبقايا الأحماض الأمينية الأسباراجين في البروتين.
يتأثر هيكل البروتينات واستقرارها وطيها بمرفقات الجليكان2. تؤثر عملية الغليكوزيلاسیون بشكل كبير على وظائف البروتينات ، وتنظم البروتينات السكرية العديد من الوظائف الخلوية في الكائناتالحية 3،4. على سبيل المثال ، تحمي البروتينات شديدة الغليكوزيلات البروتينات السكرية من التحللالبروتيني 5. مثال آخر هو جليكانات بروتينات الغدة الدرقية التي تنظم نقل Tg وتخليق الهرمونات6،7. لشرح أدوارهم في الأحداث الخلوية ، يلزم توصيف متعمق للبروتيناتالسكرية 8.
تتغير ملامح N-glycan للبروتينات السكرية في حالات المرض9،10،11،12. مطلوب التنميط N-glycans المشتق من البروتينات السكرية الهامة أو سوائل الجسم لاكتشاف مؤشرات حيوية جديدة وفهم تغيرات النشاط الأنزيمي في حالات المرض. من ناحية أخرى ، فإن معظم المستحضرات الصيدلانية الحيوية للبروتين هي بروتينات سكرية ، وتؤثر ملامح الجليكان الخاصة بها على فعالية الدواء13. لذلك ، يجب إجراء طريقة مقبولة للتنميط N-glycan في تطوير المستحضرات الصيدلانية الحيوية البروتينية المناسبة للاستخدام البشري14.
Glycomics هو تخصص ناشئ يستخدم لتحديد وتحديد هياكل الجليكان للجزيئات الجليكوزيلية15،16. تم استخدام العديد من الطرق لتنميط الجليكانات للأنواع الجليكوزيلية ، بما في ذلك الرنين المغناطيسيالنووي 17 و MS18. الكروماتوغرافيا السائلة للتفاعل المحب للماء - مع الكشف عن التألق (HPLC-HILIC-FLD) هي الطريقة القياسية الذهبية لتنميط N-glycans المشتقة من البروتينات السكرية19. عندما يتم الجمع بين هذه الاستراتيجية والكشف الطيفي الكتلي ، يمكن أن يكون تحديد هياكل N-glycan أسهل وأكثر موثوقية. تتميز معظم علامات التألق المستخدمة في تحليل N-glycan باستخدام قياس الطيف الكتلي بكفاءة تأين منخفضة. في المقابل ، يزيد البروكايناميد من كفاءة التأين ل N-glycans ، والتي تستخدم للحصول على أطياف كتلة ترادفية فعالة لهياكل N-glycan 20،21. يمكن الحصول على شظايا محددة من هذه الاستراتيجية عن طريق قياس الطيف الكتلي الترادفي للتحديد الهيكلي ل N-glycans مثل النواة fucosylated22 (proc-HexNAc1Fuc1) وأنواع التقسيم23 (proc-Hex1HexNAc3 ، proc-Hex1HexNAc3Fuc1).
توضح هذه الدراسة بروتوكولا سهلا للتنميط N-glycan للبروتينات السكرية باستخدام HILIC-FLD-MS / MS. تتضمن الطريقة المقدمة أربع خطوات: (1) إطلاق N-glycans من البروتينات السكرية (2) وضع العلامات على N-glycans بواسطة علامة بروكايناميد (3) تنقية البروكايناميد المسمى N-glycans ، و (4) تحليل البيانات.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ملاحظة: البلازما البشرية المستخدمة متاحة تجاريا (جدول المواد). لم يتم استخدام أي عينات بيولوجية أخرى تم الحصول عليها من البشر.
1. إطلاق الجليكان
2. تنقية البروكايناميد المسمى N- glycans بواسطة خرطوشة استخراج الطور الصلب (SPE)
3. تحليل HILIC-FLD-MS / MS
4. تحليل البيانات
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
في هذا النهج المقدم ، تم إصدار N-glycans لأول مرة ، وتم تصنيفها بعلامة البروكايناميد وتنقيتها بواسطة خراطيش SPE المحتوية على السليلوز. بعد ذلك ، تم إجراء تحليل N-glycan ل IgG و trastuzumab والبلازما البشرية بواسطة نظام HPLC-HILIC-FLD-MS / MS. يظهر MS (الذروة الأساسية) و FLD للهياكل N-glycan ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
يتضمن التنميط N-glycan للبروتينات السكرية خطوات صعبة. على الرغم من وجود العديد من المنهجيات المختلفة لهذا الغرض ، يجب اختيار نهج مناسب لتحديد وقياس الهياكل N-glycan 14. HILIC-FLD هو النهج القياسي الذهبي للقياس الكمي ل N-glycans. ومع ذلك ، لم يتم تحديد جميع أنوا?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.
تم دعم هذا العمل جزئيا من قبل وزارة التنمية - الجمهورية التركية برقم المشروع: 2016 K121230. يعرب بكير صالح عن امتنانه للأكاديمية التركية للعلوم (TUBA) على الدعم المالي الجزئي.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Acetic acid | Carlo Erba Reagents | 401413 | Glacial RS For LC/MS |
Acetonitrile | Merck | 1000292500 | LC-MS LiChrosolv |
Agilent 1200 Series HPLC with 1260 Series FLD dedector | Agilent Technologies | ||
Ammoniumm Formate | Carlo Erba Reagents | 419741 | For LC/MS |
Bruker TIMS-TOF (Q-TOF) Mass Spectrometry | Bruker Daltonics | ||
Cellulose | Sigma Aldrich | 310697 | microcrystalline, powder, 20 μm |
Deionized Water | Carlo Erba Reagents | 412111 | For LC/MS |
Dimethyl sulfoxide | Sigma Aldrich | 41639 | BioUltra, for molecular biology, ≥99.5% (GC) |
Empty polypropylene SPE Tube with PE frits | Sigma Aldrich | 54220 | 20 μm porosity,volume 1 mL |
Extraction Manifold, 20-position | Waters | WAT200607 | Complete with rack for 13 x 100 mm tubes |
Human Plasma | Sigma Aldrich | P9523 | lyophilized |
IGEPAL CA-630 | Sigma Aldrich | I8896 | for molecular biology |
IgG | Sigma Aldrich | I4506 | lyophilized powder |
Phosphate buffered saline | Sigma Aldrich | P4417 | Tablet |
PNGase F enzyme | Promega | V483A | |
Procainamide hydrochloride | abcam | ab120955 | |
Sodium cyanoborohydride | Sigma Aldrich | 156159 | reagent grade, 95% |
Sodium dodecyl sulfate | Sigma Aldrich | 71725 | |
trastuzumab | Roche Diagnostics | ||
Trifluoroacetic acid | Sigma Aldrich | 302031 | for HPLC, ≥99.9% |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved