Name: glycan node analysis: a bottom-up approach to glycomics
Uploaded: 2016-05-22T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Glycan Node Analysis: A Bottom-up Approach to Glycomics at JoVE.com

This work was supported by the College of Liberal Arts and Sciences of Arizona State University in the form of laboratory startup funds to CRB. It was also supported by a grant from Flinn Foundation (Grant No. 1977) and by the National Cancer Institute of the National Institutes of Health under Award Number R33CA191110. JA was supported by the National Institute of General Medical Sciences of the National Institutes of Health Postbaccalalureate Research Education Program (PREP) under award number R25GM071798. The content is solely the responsibility of the authors and does not necessarily represent the official views of the National Institutes of Health.

تحذير: تجنب ملامسة الجلد / العين مع أي من الكواشف المستخدمة في هذه التجربة. عند التعرض، تدفق بدقة المنطقة المتضررة بالماء وطلب المشورة الطبية الفورية. 1. Permethylation وغليكان استخراج <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ...

<ol>
	<li>Li, M., Song, L., Qin, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glycan+changes:+cancer+metastasis+and+anti-cancer+vaccines.">Glycan changes: cancer metastasis and anti-cancer vaccines.</a> J Biosciences. 35 (4), 665-673 (2010).</li><li>Stanley, P., Schachter, H., Taniguchi, N., Varki, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Essentials of Glycobiology. , Ch. 8: N-Glycans (2009).</li><li>Apweiler, R., Hermjakob, H., Sharon, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+frequency+of+protein+glycosylation,+as+deduced+from+analysis+of+the+SWISS-PROT+database.">On the frequency of protein glycosylation, as deduced from analysis of the SWISS-PROT database.</a> Biochim Biophys Acta. 1473 (1), 4-8 (1999).</li><li>Brockhausen, I., Schachter, H., Stanley, P., Varki, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Essentials of Glycobiology. , (2009).</li><li>Rini, J., Esko, J., Varki, A., Varki, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Essentials of Glycobiology. , (2009).</li><li>Gercel-Taylor, C., Bazzett, L. B., Taylor, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Presence+of+aberrant+tumor-reactive+immunoglobulins+in+the+circulation+of+patients+with+ovarian+cancer.">Presence of aberrant tumor-reactive immunoglobulins in the circulation of patients with ovarian cancer.</a> Gynecol Oncol. 81 (1), 71-76 (2001).</li><li>An, H. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Profiling+of+glycans+in+serum+for+the+discovery+of+potential+biomarkers+for+ovarian+cancer.">Profiling of glycans in serum for the discovery of potential biomarkers for ovarian cancer.</a> J Proteome Res. 5 (7), 1626-1635 (2006).</li><li>Kanoh, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+serum+IgG+oligosaccharide+chains+with+prostate+cancer+progression.">Changes in serum IgG oligosaccharide chains with prostate cancer progression.</a> Anticancer Res. 24 (5B), 3135-3139 (2004).</li><li>Kyselova, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alterations+in+the+serum+glycome+due+to+metastatic+prostate+cancer.">Alterations in the serum glycome due to metastatic prostate cancer.</a> J Proteome Res. 6 (5), 1822-1832 (2007).</li><li>Okuyama, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fucosylated+haptoglobin+is+a+novel+marker+for+pancreatic+cancer:+a+detailed+analysis+of+the+oligosaccharide+structure+and+a+possible+mechanism+for+fucosylation.">Fucosylated haptoglobin is a novel marker for pancreatic cancer: a detailed analysis of the oligosaccharide structure and a possible mechanism for fucosylation.</a> Int J Cancer. 118 (11), 2803-2808 (2006).</li><li>Zhao, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glycoprotein+microarrays+with+multi-lectin+detection:+unique+lectin+binding+patterns+as+a+tool+for+classifying+normal,+chronic+pancreatitis+and+pancreatic+cancer+sera.">Glycoprotein microarrays with multi-lectin detection: unique lectin binding patterns as a tool for classifying normal, chronic pancreatitis and pancreatic cancer sera.</a> J Proteome Res. 6 (5), 1864-1874 (2007).</li><li>Comunale, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteomic+analysis+of+serum+associated+fucosylated+glycoproteins+in+the+development+of+primary+hepatocellular+carcinoma.">Proteomic analysis of serum associated fucosylated glycoproteins in the development of primary hepatocellular carcinoma.</a> J Proteome Res. 5 (2), 308-315 (2006).</li><li>Goldman, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+Hepatocellular+Carcinoma+Using+Glycomic+Analysis.">Detection of Hepatocellular Carcinoma Using Glycomic Analysis.</a> Clin Cancer Res. 15 (5), 1808-1813 (2009).</li><li>Aurer, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aberrant+glycosylation+of+Igg+heavy+chain+in+multiple+myeloma.">Aberrant glycosylation of Igg heavy chain in multiple myeloma.</a> Coll Antropol. 31 (1), 247-251 (2007).</li><li>Abd Hamid, U. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+strategy+to+reveal+potential+glycan+markers+from+serum+glycoproteins+associated+with+breast+cancer+progression.">A strategy to reveal potential glycan markers from serum glycoproteins associated with breast cancer progression.</a> Glycobiology. 18 (12), 1105-1118 (2008).</li><li>Kyselova, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Breast+cancer+diagnosis+and+prognosis+through+quantitative+measurements+of+serum+glycan+profiles.">Breast cancer diagnosis and prognosis through quantitative measurements of serum glycan profiles.</a> Clin Chem. 54 (7), 1166-1175 (2008).</li><li>Hongsachart, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glycoproteomic+analysis+of+WGA-bound+glycoprotein+biomarkers+in+sera+from+patients+with+lung+adenocarcinoma.">Glycoproteomic analysis of WGA-bound glycoprotein biomarkers in sera from patients with lung adenocarcinoma.</a> Electrophoresis. 30 (7), 1206-1220 (2009).</li><li>Arnold, J. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+glycan+biomarkers+for+the+detection+of+lung+cancer.">Novel glycan biomarkers for the detection of lung cancer.</a> J Proteome Res. 10 (4), 1755-1764 (2011).</li><li>Bones, J., Mittermayr, S., O'Donoghue, N., Guttman, A., Rudd, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra+performance+liquid+chromatographic+profiling+of+serum+N-glycans+for+fast+and+efficient+identification+of+cancer+associated+alterations+in+glycosylation.">Ultra performance liquid chromatographic profiling of serum N-glycans for fast and efficient identification of cancer associated alterations in glycosylation.</a> Anal Chem. 82 (24), 10208-10215 (2010).</li><li>Kodar, K., Stadlmann, J., Klaamas, K., Sergeyev, B., Kurtenkov, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immunoglobulin+G+Fc+N-glycan+profiling+in+patients+with+gastric+cancer+by+LC-ESI-MS:+relation+to+tumor+progression+and+survival.">Immunoglobulin G Fc N-glycan profiling in patients with gastric cancer by LC-ESI-MS: relation to tumor progression and survival.</a> Glycoconj J. 29 (1), 57-66 (2012).</li><li>Chen, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+IgG+Fc-glycosylation+profiling+reveals+associations+with+age,+sex,+female+sex+hormones+and+thyroid+cancer.">Human IgG Fc-glycosylation profiling reveals associations with age, sex, female sex hormones and thyroid cancer.</a> J Proteomics. 75 (10), 2824-2834 (2012).</li><li>Takeda, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fucosylated+haptoglobin+is+a+novel+type+of+cancer+biomarker+linked+to+the+prognosis+after+an+operation+in+colorectal+cancer.">Fucosylated haptoglobin is a novel type of cancer biomarker linked to the prognosis after an operation in colorectal cancer.</a> Cancer. 118 (12), 3036-3043 (2012).</li><li>Parekh, R. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+of+rheumatoid+arthritis+and+primary+osteoarthritis+with+changes+in+the+glycosylation+pattern+of+total+serum+IgG.">Association of rheumatoid arthritis and primary osteoarthritis with changes in the glycosylation pattern of total serum IgG.</a> Nature. 316 (6027), 452-457 (1985).</li><li>Mehta, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+levels+of+galactose-deficient+anti-Gal+immunoglobulin+G+in+the+sera+of+hepatitis+C+virus-infected+individuals+with+fibrosis+and+cirrhosis.">Increased levels of galactose-deficient anti-Gal immunoglobulin G in the sera of hepatitis C virus-infected individuals with fibrosis and cirrhosis.</a> J Virol. 82 (3), 1259-1270 (2008).</li><li>Horvat, T., Zoldo&#353;, V., Lauc, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolutional+and+clinical+implications+of+the+epigenetic+regulation+of+protein+glycosylation.">Evolutional and clinical implications of the epigenetic regulation of protein glycosylation.</a> Clinical Epigenetics. 2 (2), 425-432 (2011).</li><li>Zoldo&#353;, V., Novokmet, M., Be&#269;eheli, I., Lauc, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genomics+and+epigenomics+of+the+human+glycome.">Genomics and epigenomics of the human glycome.</a> Glycoconj J. 30 (1), 41-50 (2013).</li><li>Lowe, J. B., Marth, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+genetic+approach+to+Mammalian+glycan+function.">A genetic approach to Mammalian glycan function.</a> Annu Rev Biochem. 72, 643-691 (2003).</li><li>Tuccillo, F. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aberrant+Glycosylation+as+Biomarker+for+Cancer:+Focus+on+CD43.">Aberrant Glycosylation as Biomarker for Cancer: Focus on CD43.</a> Biomed Res Int. , (2014).</li><li>Varki, A., Kannagi, R., Toole, B., Varki, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Essentials of Glycobiology. , (2009).</li><li>Brockhausen, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mucin-type+O-glycans+in+human+colon+and+breast+cancer:+glycodynamics+and+functions.">Mucin-type O-glycans in human colon and breast cancer: glycodynamics and functions.</a> EMBO reports. 7 (6), 599-604 (2006).</li><li>Ohtsubo, K., Marth, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glycosylation+in+cellular+mechanisms+of+health+and+disease.">Glycosylation in cellular mechanisms of health and disease.</a> Cell. 126 (5), 855-867 (2006).</li><li>Bertozzi, C. R., Sasisekharan, R., Varki, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Essentials of Glycobiology. , (2009).</li><li>Borges, C. R., Rehder, D. S., Boffetta, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiplexed+surrogate+analysis+of+glycotransferase+activity+in+whole+biospecimens.">Multiplexed surrogate analysis of glycotransferase activity in whole biospecimens.</a> Anal Chem. 85 (5), 2927-2936 (2013).</li><li>Mcinnes, A. G., Ball, D. H., Cooper, F. P., Bishop, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+of+Carbohydrate+Derivatives+by+Gas-Liquid+Partition+Chromatography.">Separation of Carbohydrate Derivatives by Gas-Liquid Partition Chromatography.</a> J Chromatogr. 1 (6), 556-557 (1958).</li><li>Ciucanu, I., Caprita, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Per-O-methylation+of+neutral+carbohydrates+directly+from+aqueous+samples+for+gas+chromatography+and+mass+spectrometry+analysis.">Per-O-methylation of neutral carbohydrates directly from aqueous samples for gas chromatography and mass spectrometry analysis.</a> Anal Chim Acta. 585 (1), 81-85 (2007).</li><li>Ciucanu, I., Kerek, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+and+rapid+method+for+the+permethylation+of+carbohydrates.">A simple and rapid method for the permethylation of carbohydrates.</a> Carbohydr Res. 131, 209-217 (1984).</li><li>Kang, P., Mechref, Y., Klouckova, I., Novotny, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solid-phase+permethylation+of+glycans+for+mass+spectrometric+analysis.">Solid-phase permethylation of glycans for mass spectrometric analysis.</a> Rapid Commun Mass Sp. 19 (23), 3421-3428 (2005).</li><li>Kang, P., Mechref, Y., Novotny, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+solid-phase+permethylation+of+glycans+prior+to+mass+spectrometry.">High-throughput solid-phase permethylation of glycans prior to mass spectrometry.</a> Rapid Commun Mass Sp. 22 (5), 721-734 (2008).</li><li>Goetz, J. A., Mechref, Y., Kang, P., Jeng, M. H., Novotny, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glycomic+profiling+of+invasive+and+non-invasive+breast+cancer+cells.">Glycomic profiling of invasive and non-invasive breast cancer cells.</a> Glycoconj J. 26 (2), 117-131 (2009).</li><li>Goetz, J. A., Novotny, M. V., Mechref, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzymatic/chemical+release+of+O-glycans+allowing+MS+analysis+at+high+sensitivity.">Enzymatic/chemical release of O-glycans allowing MS analysis at high sensitivity.</a> Anal Chem. 81 (23), 9546-9552 (2009).</li><li>Mulloy, B., Hart, G. W., Stanley, P., Varki, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Essentials of Glycobiology. , (2009).</li><li>Seed, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silanizing+glassware.">Silanizing glassware.</a> Curr Protoc Immunol. 21, A.3K.1-A.3K.2 (1997).</li><li>Stellner, K., Saito, H., Hakomori, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+aminosugar+linkages+in+glycolipids+by+methylation.+Aminosugar+linkages+of+ceramide+pentasaccharides+of+rabbit+erythrocytes+and+of+Forssman+antigen.">Determination of aminosugar linkages in glycolipids by methylation. Aminosugar linkages of ceramide pentasaccharides of rabbit erythrocytes and of Forssman antigen.</a> Arch Biochem Biophys. 155 (2), 464-472 (1973).</li></ol>

بشكل عام، وإنتاج ناجحة من الأسيتات alditol مميثل جزئيا (PMAAs) من hexoses محفوف صعوبات أقل وأكثر قوة من الإنتاج الناجح لN -acetylhexosamine (HexNAc) PMAAs. الآلية الدقيقة وراء هذه الظاهرة كما أنه يلعب بها في كل خطوة من هذا الإجراء غير معروف، ولكن يجب أن تتصل الكيمياء فريد من مجموعة -acetyl ...

السكرية، البروتينات السكرية، بروتيوغليكان، والجليكوزامينوجليكان تشكل الطبقات الأربعة الرئيسية، والكربوهيدرات المعقدة غير المتجانسة والتي تعرف باسم glycans. كمكونات في كل مكان ولا يتجزأ من غشاء البلازما، الكنان السكري، والمصفوفة خارج الخلية والسوائل، glycans مشاركة في مثل هذه العمليات الكيميائية الحيوية المتنوعة كما الإلتقام والاتجار داخل الخلايا، حركية الخلية، ونقل الإشارة، والتعرف الجزيئي، تنشيط مستقبلات، التصاق الخلايا والتفاعل المضيف الممرض ، بين الخلايا والاتصالات، والترصد المناعي، والمناعي استجابة بدء 1 الحاضر تقريبا في كل مجال من الحياة، والانزيمات المعروفة باسم glycosyltransferases أن بناء البوليمرات غليكان تعمل جنبا إلى جنب مع هيدروليز الأنتراكينون (المعروف أيضا باسم glycosidases، والذي كسر glycans) لبناء وإعادة تشكيلها، وفي نهاية المطاف تنتج الانتهاء البوليمرات غليكان 2. وعلى الرغم من كل ناقلة الغليكوزيل قد تعمل على غليكوكونجوغاتيس مختلفة، وهي ناقلة الغليكوزيلتقيم عموما linkage- ومصاوغ كربونيلي محددة رابطة غليكوسيدية عن طريق نقل شاردة أحادي السكاريد من معين النوكليوتيدات تنشيط السكر المانحة (على سبيل المثال، الناتج المحلي الإجمالي فوكوسي) على فئة معينة من يقبلون أليفة النواة (على سبيل المثال، الدهن، ببتيد، الحمض النووي، أو تزايد قليل السكاريد). وتشير التقديرات إلى أن أكثر من 50٪ من البروتينات (خاصة غشاء والبروتينات إفرازية) هي مرحلة ما بعد translationally تعديلها من قبل بالغليكوزيل 3 حسابات اندماجي البدائية تقدم تقديرا للتفاوتا كبيرا، وبراعة، وخصوصية الممنوحة للبروتينات سكرية التي كتبها بالغليكوزيل؛ على سبيل المثال، إذا كان الركيزة ببتيد لديها فقط 10 مواقع بالغليكوزيل وكل موقع يمكن أن تشكل صلة غليكوزيدية مع 1 من 3 فقط أحادي السكاريد مختلف الغايات الحد، ثم، من الناحية النظرية، وبروتين سكري النهائي يمكن أن تتحمل 3 10 = 59049 هويات متميزة. في بروتينات سكرية، والروابط غليكوزيدية تشكل عادة مع الجانب سلسلة النيتروجين سالمخلفات و الهليونين في تسلسل الأسباراجين-X-سر / منتدى المجالس الرومانسية (X يمكن أن يكون أي من الأحماض الأمينية إلا البرولين) لانتاج N -glycans 2 والجانبية سلسلة الهيدروكسيل سيرين وثريونين المخلفات لانتاج يا -glycans 4. تكوين glycome الخلية (أي مكمل من المنتجات بالغليكوزيل) هي فريدة من نوعها ومحدود، لأنه مع وجود استثناءات قليلة، glycosyltransferases يحمل المانحة الصارم، متقبل، وخصوصية الربط. 5 بروتين بلازما الدم هامة وفيرة تعاني بالغليكوزيل الشاذة نتيجة المصب التعبير ناقلة الغليكوزيل غير طبيعي والنشاط بسبب العديد من الحالات المرضية، وخاصة السرطان والأمراض الالتهابية. 6-24 ويرجع ذلك أساسا إلى عوامل جينية، وglycome بشكل ملحوظ أكثر تنوعا وديناميكية، ومعقدة من بروتيوم وTranscriptome على. 25،26 بينما ما يقرب من 1٪ من الجينوم الثدييات بترميز تشكيل وتعديل، وتجميع glycans، 27 العائدات بالغليكوزيل بطريقة تناقض ملحوظ مدفوعة غير القالب إلى ببتيد والحيوي الحمض النووي. التفاعل بين كمية النسبية ونشاط الأنزيمات بالغليكوزيل وهذه العوامل البيئية مثل توافر المواد الغذائية والسلائف يحدد في نهاية المطاف الطبيعة، ومعدل، ومدى ارتباط بالغليكوزيل. 5،28 مرحلة التطور الجنيني (على سبيل المثال، تقرير والتمايز)، وتفعيل الخلوي، وتقدم من خلال التعبير تأثير الجينات دورة الخلية (أي النسخ والترجمة) ويغير هوية وكمية من glycosyltransferases المتاحة، الذي النشاط هو المحدد المنبع الفوري لمحة غليكان الخلية. لأن (بعض) التكاثري، لاصق، وخصائص الغازية من الخلايا السرطانية تشبه الخلايا تخلقي العادية، تغييرات محددة في مسارات السكروز غليكان (على سبيل المثال، وتراكم السلائف والتعبير حررت، aberranر التعديل، اقتطاع الهيكلي، أو تشكيل رواية) تخدم المؤشرات الحيوية السرطان العالمية التي تشير إلى مراحل مختلفة من تشكيل الورم، والتقدم، والهجرة، وغزو 29 وعلى الرغم من ارتباط بالغليكوزيل معقد للغاية، ومن الواضح سوى عدد قليل من التعديلات في بالغليكوزيل أن تمكن السرطان وورم خبيث؛ على ما يبدو، بعض &quot;الشاذة&quot; المنتجات بالغليكوزيل تستفيد بالفعل الخلايا السرطانية من خلال تمكينهم من التهرب من الاعتراف المناعة، والبقاء على قيد الحياة لمطالب الهجرة في البيئات داخل الأوعية الدموية والمنتشر وعرة. 28،30،31 ليس من المستغرب، وقد كشفت التجارب أن تعطيل أو منع أنماط تغيير التعبير الجيني وتشكيل غليكان الشاذة يمكن أن توقف تكون الأورام. 29 ومع ذلك، فإن glycans الشاذة في الكشف عن عينة biofluid (على سبيل المثال، والبول واللعاب، وبلازما الدم أو المصل) قد لا تكون المؤشرات المباشرة من السرطان (أو مرض آخر)، ولكن المصب بدلا نتائج خفية بعد هامةتغييرات في الجهاز المناعي أو عواقب يمكن قياسها من شرط الخبيثة في الجهاز لا يمكن التنبؤ بها. 32 على الرغم من أنها تقدم معلومات شاملة عن glycome، العديد من الجزيئية تقنيات glycomics القائم على التفاعل (على سبيل المثال، كتين / صفائف الأجسام المضادة والتمثيل الغذائي / التساهمية التوسيم) تعتمد على الكشف عن هياكل غليكان كلها وليس لتوفير المعلومات الهيكلية المفصلة حول glycans الفردية. في تناقض واضح، ويمكن قياس الطيف الكتلي (MS) تساعد في تحديد وقياس هياكل غليكان الفردية وتكشف هذه المعلومات الهيكلية مثل مواقع التعلق النوى ببتيد. التعبير حررت أو نشاط ناقلة الغليكوزيل واحد فقط يمكن الشروع في سلسلة من الأحداث الجزيئية ضارة في مسارات بالغليكوزيل متعددة. لأن كل ناقلة الغليكوزيل قد تعمل على الركيزة glycoconjugate أكثر من واحد وعبر مختلف البوليمرات غليكان المتزايد، شلالات السكروز حررت تسفر disproporزيادة دوليا هو كميات من المنتج غليكان واحد فقط ولكن عدة فئات غير متجانسة من glycans الشاذة في سوائل البينية أو خارج الخلية، وتعتبر 33 بيد أن هذه glycans الشاذة الفريدة في بعض الأحيان غير عملي والمؤشرات الحيوية للسرطان أو غيره من الأمراض غليكان-الوجدانية ل، مقارنة مع حمام سباحة كبير من glycans منظمة تنظيما جيدا، وهذه glycans الشاذة تمثل جزء صغير جدا التي قد تبقى في كثير من الأحيان لا يمكن الكشف عنها حتى من قبل هذه التقنيات حساسة للغاية كما مطياف الكتلة. على سبيل المثال، في سوائل الجسم البينية وخارج الخلية، وطيف واسع تركيز البروتين (الذي يمتد ثمانية أوامر من حجم) يمكن أن يمنع الكشف عن بروتينات سكرية النادرة التي يتم من قبل ملثمين الأنواع أكثر وفرة. 32 وعلاوة على ذلك، وتحديد النشاط ناقلة الغليكوزيل لا تزال كبيرة عملي والتحدي النظري لأن العديد من glycosyltransferases غائبة في biofluids السريرية أو تصبح غير نشطة خارج الحي. وعلى الرغم من صعوبة consistenكشف TLY وقياس كميات دقيقة جدا من glycans كاملة فريدة من نوعها، جعلت ممارسي قياس الطيف الكتلي خطوات هائلة نحو توظيف glycans سليمة كعلامات السريرية. لقد وضعت مؤخرا اتباع نهج متكامل لتحليل glycans سليمة أن توظف GC-MS، يسهل الكشف عن جميع المكونة فرع نقطة والسكريات الأحادية-الربط معين ( &quot;العقد غليكان&quot;) التي نقلها معا تفرد لكل غليكان وفي كثير الحالات تكون مباشرة بدائل كما الجزيئية التي قياس النشاط النسبي للناقلة الغليكوزيل تحت طائلة المسؤولية (ق). منذ لأول ذكرت التطبيق المباشر لتحليل غليكان في عام 1958، وقد ثبت اللوني للغاز (GC) تقنية قوية لتحليل ميثليته لكل أحادية و disaccharides، 34 تحديد anomericity والتكوين المطلق، وفصلها عن التحليل الطيفي الشامل لاحق. 35 بين عامي 1984 و 2007، Ciucanu والزملاءقدم والمكرر الصلبة مرحلة permethylation غليكان التقنية التي تستخدم هيدروكسيد الصوديوم وiodomethane، تليها استخراج السائل / السائلة من glycans permethylated باستخدام الماء والكلوروفورم. 35،36 بين عامي 2005 و 2008، كانغ وزملاء العمل المتكاملة تدور لتوفير الوقت نهج -column في خطوة permethylation. 37،38 في عام 2008، ابتكرت مجموعة بحث جويتز على كمية الصلبة مرحلة permethylation طريقة غليكان-التنميط باستخدام مصفوفة بمساعدة الليزر الامتزاز التأين (MALDI) قياس الطيف الكتلي للمقارنة والتمييز الغازية وغير محتملة -invasive خلايا سرطان الثدي (39)؛ ثم، في عام 2009، وفريق جويتز جنبا إلى جنب الأنزيمية وتقنيات الافراج الكيميائية ليلتصق يا -glycans من بروتينات سكرية سليمة في مخطط permethylation الصلبة مرحلة شديدة القلوية 40 على الرغم من أن الإجراء جويتز تسهيل permethylation في وقت واحد، والإفراج الكيميائية. من يا -glycans، تم تطبيقه فقط إلى ما قبل معزولة غليكوالبروتينات. نحن تعديل هذه التقنية في عام 2013 وتكييفه لbiofluids غير المجزأ كاملة وعينات الأنسجة المتجانس من خلال دمج حمض trifluoroacetic (TFA) التحلل، والحد، وأستلة الخطوات. 33 وهذه خطوات إضافية أيضا إطلاق سراح glycans من السكرية وN -linked glycans من بروتينات سكرية وتحويل لهم في الأسيتات مميثل جزئيا alditol (PMAAs، الشكل 1)، الذي مميزة أنماط مثيلة، وأستلة تسهيل التحليل GC-MS وفريد ​​تميز العقد غليكان المكونة في الأصلي البوليمر غليكان سليمة 41 (الشكل 2). 33 في نهاية المطاف، وهذا الإجراء ينتج صورة مركبة لجميع glycans في biofluid مجمع على أساس والتقدير الكمي النسبي المباشر من الميزات غليكان فريدة مثل &quot;fucosylation الأساسية&quot;، &quot;6-sialylation&quot;، &quot;تتوسط GlcNAc&quot;، و &quot;بيتا 1-6 المتفرعة&quot; - كل مستمدة من chromatograp GC-MS واحدقمة التحالف الدولي للموئل. تقدم هذه المقالة مزيد من التحسين من permethylation، أستلة، والعزلة، ومراحل تنظيف جنبا إلى جنب مع تحسينات في طريقة تقدير نسبي.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide beads&#160;</td>
			<td>367176</td>
			<td>Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td>20-40 mesh, reagent grade 97%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.9 mL Spin column</td>
			<td>69705</td>
			<td>Pierce division of ThermoFisher Scientific&#160;</td>
			<td>Includes&#160; plugs and polyethylene frits&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GC-MS autosampler vial (silanized)*</td>
			<td>C4000-9</td>
			<td>ThermoFisher Scientific&#160;</td>
			<td>Target DP High Recovery Vial, 1.5 mL, 12 x 32 mm, Includes Teflon-lined pierceable caps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5 mL polypropylene test tubes</td>
			<td>05-402-25</td>
			<td>ThermoFisher Scientific&#160;</td>
			<td>Snap-cap lid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2 mL polypropylene test tubes</td>
			<td>05-408-138</td>
			<td>ThermoFisher Scientific&#160;</td>
			<td>Snap-cap lid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl Sulfoxide (DMSO)</td>
			<td>D8418</td>
			<td>Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td>BioReagent for molecular biology, reagent grade &#62;99.0%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iodomethane&#160;</td>
			<td>I8507</td>
			<td>Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td>Contains copper as stabilizer, ReagentPlus 99%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile&#160;</td>
			<td>A955-4</td>
			<td>ThermoFisher Scientific&#160;</td>
			<td>Optima LC/MS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge</td>
			<td>75002436: Sorvall Legend Micro 17 Centrifuge</td>
			<td>ThermoFisher Scientific&#160;</td>
			<td>24 x 1.5/2.0 rotor with ClickSeal biocontainment lid. Rotor catalog number: 75003424</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>13 x 100 glass test tube (silanized)*</td>
			<td>53283-800</td>
			<td>VWR</td>
			<td>13 x 100 mm borosilicate glass test tubes with screw-cap finish</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Caps for glass test tubes</td>
			<td>14-930-15D</td>
			<td>ThermoFisher Scientific&#160;</td>
			<td>Kimble&#8482; Black Phenolic Screw Caps; 13mm-415 GPI thread; PTFE-faced rubber liner.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride&#160;</td>
			<td>S7653</td>
			<td>Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td>&#62;99.5% pure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform</td>
			<td>4440-08</td>
			<td>Macron Fine Chemicals&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trifluoroacetic acid&#160;</td>
			<td>299537</td>
			<td>Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td>99% purified by redistillation for protein sequencing&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium borohydride</td>
			<td>71321</td>
			<td>Fluka Analytical&#160;</td>
			<td>99%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium hydroxide solution&#160;</td>
			<td>320145</td>
			<td>Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td>NH3 content: 28.0 - 30.0%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>AH230-4</td>
			<td>Honeywell Burdick &#38; Jackson</td>
			<td>HPLC grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetic acid&#160;</td>
			<td>320099</td>
			<td>Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td>99.70%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic vacuum desiccator&#160;</td>
			<td>Any model of adequate size</td>
			<td>FoodSaver</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetic anhydride&#160;</td>
			<td>539996</td>
			<td>Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td>99.50%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane&#160;</td>
			<td>D143SK-4</td>
			<td>ThermoFisher Scientific&#160;</td>
			<td>Stabilized HPLC grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone&#160;</td>
			<td>9006-03</td>
			<td>J.T.Baker</td>
			<td>Baker Analyzed&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heated evaporation manifold (main unit)</td>
			<td>pi18823</td>
			<td>ThermoFisher Scientific&#160;</td>
			<td>Thermo Scientific* Reacti-Therm* Heating and Stirring Module; Triple-block Model with Heating and Stirring Function</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heated evaporation manifold (overhead evaporator)</td>
			<td>pi18826</td>
			<td>ThermoFisher Scientific&#160;</td>
			<td>ThermoScientific* Reacti-Vap Evaporator, 27-port; For use with triple-block Reacti-Therm heating module</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum sample-holder blocks for evaporation manifold</td>
			<td>pi18816</td>
			<td>ThermoFisher Scientific&#160;</td>
			<td>Block, Aluminum, Reacti-Block S-1, Holds 13mm dia test tubes, 13 holes (14 dia. x 45mm deep)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas chromatograph</td>
			<td>Model A7890</td>
			<td>Agilent&#160;</td>
			<td>Equipped with CTC PAL autosampler</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mass spectrometer&#160;</td>
			<td>GCT Premier (Time-of-Flight)</td>
			<td>Waters&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Split-mode liner (deactivated / silanized)</td>
			<td>5183-4647</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>Containing a small plug of silanized glass wool</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DB-5ms GC column</td>
			<td>122-5532</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>30 m x 0.25 mm ID x 0.25 micron film thickness</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chlorotrimethylsilane</td>
			<td>95541</td>
			<td>Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass vacuum desiccator (for glassware silanization)</td>
			<td>EW-06536-30</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>12&#34; wide; 230 mm plate size</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="4">*Glassware silanization is carried out in-house, overnight using chlorotrimethylsilane vapor in a large glass vacuum desiccator.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

glycan node analysis: a bottom-up approach to glycomics

Synthesized in a non-template-driven process by enzymes called glycosyltransferases, glycans are key players in various significant intra- and extracellular events. Many pathological conditions, notably cancer, affect gene expression, which can in turn deregulate the relative abundance and activity levels of glycoside hydrolase and glycosyltransferase enzymes. Unique aberrant whole glycans resulting from deregulated glycosyltransferase(s) are often present in trace quantities within complex biofluids, making their detection difficult and sometimes stochastic. However, with proper sample preparation, one of the oldest forms of mass spectrometry (gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS) can routinely detect the collection of branch-point and linkage-specific monosaccharides ("glycan nodes") present in complex biofluids. Complementary to traditional top-down glycomics techniques, the approach discussed herein involves the collection and condensation of each constituent glycan node in a sample into a single independent analytical signal, which provides detailed structural and quantitative information about changes to the glycome as a whole and reveals potentially deregulated glycosyltransferases. Improvements to the permethylation and subsequent liquid/liquid extraction stages provided herein enhance reproducibility and overall yield by facilitating minimal exposure of permethylated glycans to alkaline aqueous conditions. Modifications to the acetylation stage further increase the extent of reaction and overall yield. Despite their reproducibility, the overall yields of N-acetylhexosamine (HexNAc) partially permethylated alditol acetates (PMAAs) are shown to be inherently lower than their expected theoretical value relative to hexose PMAAs. Calculating the ratio of the area under the extracted ion chromatogram (XIC) for each individual hexose PMAA (or HexNAc PMAA) to the sum of such XIC areas for all hexoses (or HexNAcs) provides a new normalization method that facilitates relative quantification of individual glycan nodes in a sample. Although presently constrained in terms of its absolute limits of detection, this method expedites the analysis of clinical biofluids and shows considerable promise as a complementary approach to traditional top-down glycomics.

وأظهرت اللوني الحالي مجموع ايون (TIC) تظهر permethylation ناجحة، التحلل، والحد، وأستلة من عينات بلازما الدم الإنسان بالنسبة إلى الحالات التي تم فيها تنفيذ خطوتين permethylation الحرجة بشكل غير صحيح في الشكل (3). <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page="1" style=";text-align:r...

Watch this Scientific Journal Video about Glycan Node Analysis: A Bottom-up Approach to Glycomics at JoVE.com

Glycan Node Analysis: A Bottom-up Approach to Glycomics

This article presents an enhanced form of a novel bottom-up glycomics technique designed to analyze the pooled compositional profile of glycans in unfractionated biofluids through the chemical breakdown of glycans into their constituent linkage-specific monosaccharides for detection by GC-MS. Potential applications include early detection of cancer and other glycan-affective disorders.

غليكان تحليل عقدة: نهج من أسفل إلى أعلى لGlycomics

Synthesized in a non-template-driven process by enzymes called glycosyltransferases, glycans are key players in various significant intra- and ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

A Guided Materials Screening Approach for Developing Quantitative Sol-gel Derived Protein Microarrays

A مواد إرشادية النهج فحص لتطوير الكمي سول جل ميكروأرس بروتين المشتقة

Microarrays have found use in the development of high-throughput assays for new materials and discovery of small-molecule drug leads. Herein we describe a ...

Covalent Binding of BMP-2 on Surfaces Using a Self-assembled Monolayer Approach

التساهمية تجليد BMP-2 على السطوح باستخدام نهج أحادي الطبقة تجميعها الذاتي

Bone morphogenetic protein 2 (BMP-2) is a growth factor embedded in the extracellular matrix of bone tissue. BMP-2 acts as trigger of mesenchymal cell ...

An Inverse Analysis Approach to the Characterization of Chemical Transport in Paints

منهج تحليل معكوس لتوصيف النقل الكيميائية في مواد الطلاء

The ability to directly characterize chemical transport and interactions that occur within a material (i.e., subsurface dynamics) is a vital component in ...

Improved In-gel Reductive &#946;-Elimination for Comprehensive O-linked and Sulfo-glycomics by Mass Spectrometry

Improved In-gel Reductive ÃƒÅ½Ã‚Â²-Elimination for Comprehensive O-linked and Sulfo-glycomics by Mass Spectrometry

تحسن في جل β-القضاء الشامل للO-ربط وسلفو-glycomics الاختزالية التي كتبها الطيف الكتلي

Separation of proteins by SDS-PAGE followed by in-gel proteolytic digestion of resolved protein bands has produced high-resolution proteomic analysis of ...

Ethylene Polymerizations Using Parallel Pressure Reactors and a Kinetic Analysis of Chain Transfer Polymerization

Polymerizations الإثيلين عن طريق المفاعلات الضغط الموازية وتحليل الحركية من سلسلة البلمرة نقل

We demonstrate a method for high-throughput catalyst screening using a parallel pressure reactor starting from the initial synthesis of a nickel ...

A Quantitative Glycomics and Proteomics Combined Purification Strategy

والكمي Glycomics والبروتيوميات المشتركة الاستراتيجية تنقية

There is a growing desire in the biological and clinical sciences to integrate and correlate multiple classes of biomolecules to unravel biology, define ...

Microfluidic Pneumatic Cages: A Novel Approach for In-chip Crystal Trapping, Manipulation and Controlled Chemical Treatment

أقفاص الهوائية ميكروفلويديك: مقاربة رواية لفي رقاقة كريستال الاصطياد، التلاعب والتحكم المعالجة الكيميائية

The precise localization and controlled chemical treatment of structures on a surface are significant challenges for common laboratory technologies. ...

Original Experimental Approach for Assessing Transport Fuel Stability

المنهج التجريبي الأصلي لتقييم النقل الاستقرار الوقود

The study of fuel oxidation stability is an important issue for the development of future fuels. Diesel and kerosene fuel systems have undergone several ...

Using Capillary Electrophoresis to Quantify Organic Acids from Plant Tissue: A Test Case Examining Coffea arabica Seeds

Using Capillary Electrophoresis to Quantify Organic Acids from Plant Tissue: A Test Case Examining Coffea arabica Seeds

باستخدام شعري الكهربائي لقياس الأحماض العضوية من الأنسجة النباتية: حالة اختبار فحص<em&gt; كافيا ارابيكا</em&gt; بذور

Carboxylic acids are organic acids containing one or more terminal carboxyl (COOH) functional groups. Short chain carboxylic acids (SCCAs; carboxylic ...

Resolving Water, Proteins, and Lipids from In Vivo Confocal Raman Spectra of Stratum Corneum through a Chemometric Approach

حل المياه والبروتينات والدهون من في فيفو الأطياف رامان البؤرية من الطبقة القرنية من خلال نهج قياس كيميائي

Development of this in vivo confocal Raman spectroscopic method enables the direct measurement of water, proteins, and lipids with depth resolution in ...