Name: bioinformatics resources for the study of glycan-mediated protein interactions
Uploaded: 2022-01-20T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Bioinformatics Resources for the Study of Glycan-Mediated Protein Interactions at JoVE.com

يعترف المؤلف بحرارة بالأعضاء السابقين والحاليين في مجموعة Proteome Informatics Group المشاركين في تطوير الموارد المستخدمة في هذا البرنامج التعليمي ، وعلى وجه التحديد ، جوليان ماريثوز وكاثرين هايز ل GlyConnect ، وفرانسوا بونارديل ل UniLectin ، و Davide Alocci ، و Frederic Nikitin للأخطبوط ، و Thibault Robin ل Compozitor واللمسة الأخيرة على الأخطبوط.
وتدعم الحكومة الاتحادية السويسرية تطوير مشروع glyco@Expasy من خلال أمانة الدولة للتعليم والبحث والابتكار، وتكمله حاليا المؤسسة الوطنية السويسرية للعلوم (SNSF: 31003A_179249). يتم الحفاظ على ExPASy من قبل المعهد السويسري للمعلوماتية الحيوية واستضافته في مركز كفاءة تكنولوجيا المعلومات الحيوية. كما يعترف المؤلف بآن إمبرتي لتعاونها المتميز على منصة UniLectin المدعومة بشكل مشترك من قبل ANR PIA Glyco@Alps (ANR-15-IDEX-02) ، والصناديق المشتركة ل Alliance Campus Rhodanien (http://campusrhodanien.unige-cofunds.ch) Labex Arcane / CBH-EUR-GS (ANR-17-EURE-0003).

ملاحظة: يلزم وجود جهاز متصل بالإنترنت (يفضل شاشة أكبر) ومتصفح ويب محدث مثل Chrome أو Firefox. قد لا يكون استخدام Safari أو Edge موثوقا به.
1. من بروتين N-glycome في GlyConnect إلى ليكتين من UniLectin
<ol><li>الوصول إلى الموارد من Glyco@Expasy ملاحظة: الإجراء الموضح هنا هو الوصول إلى GlyConnect ولك...

<ol>
	<li>Spring Harbor Laboratory Press. <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. , (2015).</li><li>Gray, C. 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=Advancing+solutions+to+the+carbohydrate+sequencing+challenge.">Advancing solutions to the carbohydrate sequencing challenge.</a> Journal of the American Chemical Society. 141 (37), 14463-14479 (2019).</li><li>Tsuchiya, S., Yamada, I., Aoki-Kinoshita, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GlycanFormatConverter:+a+conversion+tool+for+translating+the+complexities+of+glycans.">GlycanFormatConverter: a conversion tool for translating the complexities of glycans.</a> Bioinformatics. 35 (14), 2434-2440 (2018).</li><li>Fujita, 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=The+international+glycan+repository+GlyTouCan+version+3.0.">The international glycan repository GlyTouCan version 3.0.</a> Nucleic Acids Research. 49, 1529-1533 (2021).</li><li>Alocci, D., 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=GlyConnect:+glycoproteomics+goes+visual,+interactive,+and+analytical.">GlyConnect: glycoproteomics goes visual, interactive, and analytical.</a> Journal of Proteome Research. 18 (2), 664-677 (2019).</li><li>York, W. 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=GlyGen:+computational+and+informatics+resources+for+glycoscience.">GlyGen: computational and informatics resources for glycoscience.</a> Glycobiology. 30 (2), 72-73 (2020).</li><li>Watanabe, Y., Aoki-Kinoshita, K. F., Ishihama, Y., Okuda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GlycoPOST+realizes+FAIR+principles+for+glycomics+mass+spectrometry+data.">GlycoPOST realizes FAIR principles for glycomics mass spectrometry data.</a> Nucleic Acids Research. 49, 1523-1528 (2020).</li><li>Campbell, M. P., Aoki-Kinoshita, K. F., Lisacek, F., York, W. S., Packer, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glycoinformatics.">Glycoinformatics.</a> Essentials of Glycobiology. , (2015).</li><li>Cao, W., 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=Recent+advances+in+software+tools+for+more+generic+and+precise+intact+glycopeptide+analysis.">Recent advances in software tools for more generic and precise intact glycopeptide analysis.</a> Molecular &amp; Cellular Proteomics. 20, 100060 (2021).</li><li>Mariethoz, J., Hayes, C., Lisacek, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glycan+compositions+with+Compozitor+to+enhance+glycopeptide+identification.">Glycan compositions with Compozitor to enhance glycopeptide identification.</a> Proteomics Data Analysis. 2361, 109-127 (2021).</li><li>Kawahara, 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=Communityevaluation+of+glycoproteomics+informatics+solutions+reveals+high-performance+search+strategies+of+serum+glycopeptide+analysis.">Communityevaluation of glycoproteomics informatics solutions reveals high-performance search strategies of serum glycopeptide analysis.</a> Nature Methods. 18, 1304-1316 (2021).</li><li>Lisacek, F., Aoki-Kinoshita, K. F., Vora, J. K., Mazumder, R., Tiemeyer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glycoinformatics+resources+integrated+through+the+GlySpace+Alliance.">Glycoinformatics resources integrated through the GlySpace Alliance.</a> Comprehensive Glycoscience. 1, 507-521 (2021).</li><li>Mariethoz, 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=Glycomics@ExPASy:+bridging+the+gap.">Glycomics@ExPASy: bridging the gap.</a> Molecular &amp; Cellular Proteomics. 17 (11), 2164-2176 (2018).</li><li>Duvaud, 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=Expasy,+the+swiss+bioinformatics+resource+portal,+as+designed+by+its+users.">Expasy, the swiss bioinformatics resource portal, as designed by its users.</a> Nucleic Acids Research. 49, 216-227 (2021).</li><li>The UniProt Consortium 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=UniProt:+the+universal+protein+knowledgebase+in+2021.">UniProt: the universal protein knowledgebase in 2021.</a> Nucleic Acids Research. 49, 480-489 (2021).</li><li>Bonnardel, F., Perez, S., Lisacek, F., Imberty, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+database+for+lectins+and+the+UniLectin+web+platform.">Structural database for lectins and the UniLectin web platform.</a> Lectin Purification and Analysis. 2132, 1-14 (2020).</li><li>Neelamegham, 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=Updates+to+the+symbol+nomenclature+for+glycans+guidelines.">Updates to the symbol nomenclature for glycans guidelines.</a> Glycobiology. 29 (9), 620-624 (2019).</li><li>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=IUPAC-IUB+Joint+Commission+on+Biochemical+Nomenclature+(JCBN).+Nomenclature+of+glycoproteins,+glycopeptides+and+peptidoglycans:+JCBN+recommendations+1985.">IUPAC-IUB Joint Commission on Biochemical Nomenclature (JCBN). Nomenclature of glycoproteins, glycopeptides and peptidoglycans: JCBN recommendations 1985.</a> Glycoconjugate Journal. 3 (2), 123-133 (1986).</li><li>Harvey, D. 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=Proposal+for+a+standard+system+for+drawing+structural+diagrams+of+N-+and+O-linked+carbohydrates+and+related+compounds.">Proposal for a standard system for drawing structural diagrams of N- and O-linked carbohydrates and related compounds.</a> Proteomics. 9 (15), 3796-3801 (2009).</li><li>Song, E., Mayampurath, A., Yu, C. -. Y., Tang, H., 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=Glycoproteomics:+identifying+the+glycosylation+of+prostate+specific+antigen+at+normal+and+high+isoelectric+points+by+LC-MS/MS.">Glycoproteomics: identifying the glycosylation of prostate specific antigen at normal and high isoelectric points by LC-MS/MS.</a> Journal of Proteome Research. 13 (12), 5570-5580 (2014).</li><li>Moran, A. 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=Profiling+the+proteoforms+of+urinary+prostate-specific+antigen+by+capillary+electrophoresis+-+mass+spectrometry.">Profiling the proteoforms of urinary prostate-specific antigen by capillary electrophoresis - mass spectrometry.</a> Journal of Proteomics. 238, 104148 (2021).</li><li>Wang, W., 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=High-throughput+glycopeptide+profiling+of+prostate-specific+antigen+from+seminal+plasma+by+MALDI-MS.">High-throughput glycopeptide profiling of prostate-specific antigen from seminal plasma by MALDI-MS.</a> Talanta. 222, 121495 (2021).</li><li>wwPDB consortium metal. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+Data+Bank:+the+single+global+archive+for+3D+macromolecular+structure+data.">Protein Data Bank: the single global archive for 3D macromolecular structure data.</a> Nucleic Acids Research. 47, 520-528 (2019).</li><li>Sehnal, D., Grant, O. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapidly+display+glycan+symbols+in+3D+structures:+3D-SNFG+in+LiteMol.">Rapidly display glycan symbols in 3D structures: 3D-SNFG in LiteMol.</a> Journal of Proteome Research. 18 (2), 770-774 (2019).</li><li>Bonnardel, F., 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=UniLectin3D,+a+database+of+carbohydrate+binding+proteins+with+curated+information+on+3D+structures+and+interacting+ligands.">UniLectin3D, a database of carbohydrate binding proteins with curated information on 3D structures and interacting ligands.</a> Nucleic Acids Research. 47, 1236-1244 (2019).</li><li>Sehnal, D., 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=LiteMol+suite:+interactive+web-based+visualization+of+large-scale+macromolecular+structure+data.">LiteMol suite: interactive web-based visualization of large-scale macromolecular structure data.</a> Nature Methods. 14 (12), 1121-1122 (2017).</li><li>Salentin, S., Schreiber, S., Haupt, V. J., Adasme, M. F., Schroeder, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PLIP:+fully+automated+protein-ligand+interaction+profiler.">PLIP: fully automated protein-ligand interaction profiler.</a> Nucleic Acids Research. 43, 443-447 (2015).</li><li>Robin, T., Mariethoz, J., Lisacek, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Examining+and+fine-tuning+the+selection+of+glycan+compositions+with+GlyConnect+Compozitor.">Examining and fine-tuning the selection of glycan compositions with GlyConnect Compozitor.</a> Molecular &amp; Cellular Proteomics. 19 (10), 1602-1618 (2020).</li><li>Compagno, D., 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=Glycans+and+galectins+in+prostate+cancer+biology,+angiogenesis+and+metastasis.">Glycans and galectins in prostate cancer biology, angiogenesis and metastasis.</a> Glycobiology. 24 (10), 899-906 (2014).</li><li>Gentilini, L. D., 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=Stable+and+high+expression+of+Galectin-8+tightly+controls+metastatic+progression+of+prostate+cancer.">Stable and high expression of Galectin-8 tightly controls metastatic progression of prostate cancer.</a> Oncotarget. 8 (27), 44654-44668 (2017).</li><li>Schw&#228;mmle, V., Verano-Braga, T., Roepstorff, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computational+and+statistical+methods+for+high-throughput+analysis+of+post-translational+modifications+of+proteins.">Computational and statistical methods for high-throughput analysis of post-translational modifications of proteins.</a> Journal of Proteomics. 129, 3-15 (2015).</li><li>Khatri, K., Klein, J. A., Zaia, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+an+informed+search+space+maximizes+confidence+of+site-specific+assignment+of+glycoprotein+glycosylation.">Use of an informed search space maximizes confidence of site-specific assignment of glycoprotein glycosylation.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 409 (2), 607-618 (2017).</li><li>Sztain, T., 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+glycan+gate+controls+opening+of+the+SARS-CoV-2+spike+protein.">A glycan gate controls opening of the SARS-CoV-2 spike protein.</a> Nature Chemistry. 13, 963-968 (2021).</li></ol>

GlyConnect الأخطبوط كأداة للكشف عن الارتباطات غير المتوقعة تم تصميم GlyConnect Octopus في الأصل للاستعلام عن قاعدة البيانات مع تعريف فضفاض للجليكان. في الواقع ، غالبا ما تشير الأدبيات إلى الخصائص الرئيسية للجليكان في الغليكوم مثل كونها فوكوسيلات أو سياليل ، كونها مصنوعة من هوائين أو أكثر ، ...

الجليكان والبروتينات التي ترتبط بها (البروتينات السكرية) والبروتينات التي ترتبط بها (الليكتين أو البروتينات المرتبطة بالكربوهيدرات) هي الجهات الفاعلة الجزيئية الرئيسية على سطح الخلية1. على الرغم من هذا الدور المركزي في التواصل بين الخلايا الخلوية، إلا أن الدراسات واسعة النطاق، بما في ذلك الغليكوميكس، أو الجليكوبروتيوميك، أو بيانات الجليكوبروتينات البينية لا تزال نادرة مقارنة بنظيرتها في علم الجينوم والبروتيوميات.
حتى وقت قريب ، لم يتم تطوير طرق لتوصيف الهياكل المتفرعة للكربوهيدرات المعقدة بينما لا تزال مقترنة بالبروتين الناقل. التخليق الحيوي للبروتينات السكرية هو عملية غير مدفوعة بالقوالب يلعب فيها المتبرعون بالسكريات الأحادية ، وركائز البروتين السكري المقبولة ، والجليكوزيل ترانسفيراز والجليكوزيداز دورا تفاعليا. يمكن أن تحمل البروتينات السكرية الناتجة هياكل معقدة مع نقاط تفرع متعددة حيث يمكن أن يكون كل مكون من مكونات السكاريد الأحادي أحد الأنواع العديدة الموجودة في الطبيعة1. تفرض العملية غير القائمة على القوالب التحليل الكيميائي الحيوي كخيار وحيد لتوليد البيانات الهيكلية قليلة السكاريد. غالبا ما تكون العملية التحليلية لهياكل الجليكان المرتبطة بالبروتين الأصلي صعبة لأنها تتطلب تقنيات حساسة وكمية وقوية لتحديد تكوين السكاريد الأحادي والروابط والتسلسلات المتفرعة2.
في هذا السياق ، يعد قياس الطيف الكتلي (MS) هو التقنية الأكثر استخداما على نطاق واسع في تجارب glycomics و glycoproteomics. مع مرور الوقت ، يتم تنفيذ هذه في إعدادات إنتاجية أعلى وتتراكم البيانات الآن في قواعد البيانات. هياكل غليكان بتنسيقات مختلفة3 ، تملأ GlyTouCan4 ، مستودع بيانات غليكان العالمي حيث ترتبط كل بنية بمعرف مستقر بغض النظر عن مستوى الدقة الذي يتم به تعريف الجليكان (على سبيل المثال ، ربما نوع الارتباط المفقود أو التركيب الغامض). يتم جمع هياكل متشابهة جدا ولكن يتم الإبلاغ بوضوح عن اختلافاتها الطفيفة. يتم وصف البروتينات السكرية وتنسيقها في GlyConnect5 و GlyGen6 ، وهما قاعدتا بيانات مرجعيتان لبعضهما البعض. يتم تخزين بيانات MS التي تدعم الأجزاء الهيكلية من الأدلة بشكل متزايد في GlycoPOST7. وللحصول على تغطية أوسع للموارد على الإنترنت، فإن الفصل 52 من الدليل المرجعي، أساسيات علم الأحياء السكرية، مكرس للمعلوماتية السكرية8. ومن المثير للاهتمام ، أن برامج تحديد الجليكوببتيد قد انتشرت في السنوات الأخيرة9,10 ولكن ليس لصالح التكاثر. دفع القلق الأخير قادة مبادرة HUPO GlycoProteomics (HGI) إلى وضع تحد للبرمجيات في عام 2019. تم توفير بيانات MS التي تم الحصول عليها من معالجة المخاليط المعقدة من بروتينات المصل البشري N- و O-glycosylated في أوضاع تجزئة CID و ETD و EThcD للمنافسين سواء مستخدمي البرامج أو المطورين. ولا يرد هنا سوى التقرير الكامل عن نتائج هذا التحدي(11). بادئ ذي بدء ، لوحظ انتشار عمليات تحديد الهوية. تم تفسيره بشكل رئيسي على أنه ناجم عن تنوع الأساليب المنفذة في محركات البحث ، وإعداداتها ، وكيفية تصفية المخرجات ، و "حساب" الببتيد. قد يكون التصميم التجريبي قد وضع أيضا بعض البرامج والأساليب في ميزة (غير واضحة). والأهم من ذلك، أن المشاركين الذين يستخدمون نفس البرنامج أبلغوا عن نتائج غير متناسقة، مما يسلط الضوء على قضايا خطيرة تتعلق بقابلية التكرار. واختتم بمقارنة التقديمات المختلفة بأن بعض الحلول البرمجية تؤدي أداء أفضل من غيرها وأن بعض استراتيجيات البحث تسفر عن نتائج أفضل. ومن المرجح أن توجه هذه التغذية المرتدة تحسين أساليب تحليل بيانات غليكوببتيد الآلية، وستؤثر بدورها على محتوى قاعدة البيانات.
أدى التوسع في المعلوماتية السكرية إلى إنشاء بوابات ويب توفر المعلومات والوصول إلى العديد من الموارد المماثلة أو المكملة. ويرد وصف لأحدث وأحدث هذه الأحدث في فصل من سلسلة كتب علم الجليكوساينس الشاملة(12)، ومن خلال التعاون، يتم تقديم حل لتقاسم البيانات وتبادل المعلومات في وضع الوصول المفتوح. تم تطوير إحدى هذه البوابات التي كانت تسمى في الأصل Glycomics@ExPASy 13 وأعيدت تسميتها Glyco@Expasy ، بعد الإصلاح الرئيسي لمنصة Expasy 14 التي استضافت مجموعة كبيرة من الأدوات وقواعد البيانات المستخدمة عبر العديد من -omics لعقود ، العنصر الأكثر شعبية هو UniProt15 - قاعدة معارف البروتين العالمية. تقدم Glyco@Expasy اكتشافا تعليميا للغرض من قواعد البيانات والأدوات واستخدامها ، استنادا إلى تصنيف مرئي وعرض لأوجه ترابطها. يوضح البروتوكول التالي إجراءات استكشاف بيانات الجليكوميكس و glycoproteomics مع مجموعة مختارة من الموارد من هذه البوابة التي تجعل العلاقة بين glycoproteomics و glycan-interactomics واضحة عبر glycomics. كما هو الحال ، تنتج تجارب glycomics هياكل حيث يتم تعريف السكريات الأحادية بشكل كامل وتحديد الروابط جزئيا أو كليا ، ولكن ارتباطها بموقع البروتين يكون ضعيفا ، إن وجد. في المقابل ، تولد تجارب glycoproteomics معلومات دقيقة عن مرفق الموقع ولكن مع دقة ضعيفة لهياكل الجليكان ، وغالبا ما تقتصر على تركيبات السكاريد الأحادي. يتم تجميع هذه المعلومات معا في قاعدة بيانات GlyConnect. علاوة على ذلك ، يمكن استخدام أدوات البحث في GlyConnect للكشف عن روابط الجليكان المحتملة التي يتم وصفها جنبا إلى جنب مع البروتينات التي تتعرف عليها في UniLectin16 ، المرتبطة ب GlyConnect عبر glycans. ينقسم البروتوكول المعروض هنا إلى قسمين لتغطية الأسئلة الخاصة بالجليكان المرتبط ب N والمرتبط ب O والبروتينات السكرية.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>internet connection</td>
			<td>user&#39;s choice</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>recent version of web browser</td>
			<td>user&#39;s choice</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

bioinformatics resources for the study of glycan-mediated protein interactions

تم إطلاق مبادرة Glyco@Expasy كمجموعة من قواعد البيانات والأدوات المترابطة التي تغطي عدة جوانب من المعرفة في علم الأحياء السكري. على وجه الخصوص ، يهدف إلى تسليط الضوء على التفاعلات بين البروتينات السكرية (مثل مستقبلات سطح الخلية) والبروتينات المرتبطة بالكربوهيدرات بوساطة الجلايكان. هنا ، يتم تقديم الموارد الرئيسية للمجموعة من خلال مثالين توضيحيين يتمركزان على N-glycome لمستضد البروستاتا البشري المحدد (PSA) و O-glycome لبروتينات المصل البشري. من خلال استعلامات قاعدة البيانات المختلفة وبمساعدة أدوات التصور ، توضح هذه المقالة كيفية استكشاف المحتوى ومقارنته في سلسلة متصلة لجمع وربط أجزاء المعلومات المتناثرة بخلاف ذلك. البيانات التي تم جمعها موجهة لتغذية سيناريوهات أكثر تفصيلا لوظيفة الجليكان. لذلك ، يتم اقتراح المعلوماتية الجليكونية المقدمة هنا كوسيلة إما لتعزيز أو تشكيل أو دحض الافتراضات حول خصوصية غليكوم البروتين في سياق معين.

أظهر الجزء الأول من البروتوكول (القسم 1) كيفية التحقيق في خصوصية أو شيوع N-glycans المرفقة على Asn-69 من مستضد البروستاتا البشري المحدد (PSA) باستخدام منصة GlyConnect. تم التأكيد على الاختلافات المعتمدة على الأنسجة (البول والسائل المنوي) ، وكذلك الاختلافات المعتمدة على الشكل المتماثل (الطبيعي والعالي pI) ...

Watch this Scientific Journal Video about Bioinformatics Resources for the Study of Glycan-Mediated Protein Interactions at JoVE.com

Bioinformatics Resources for the Study of Glycan-Mediated Protein Interactions

يوضح هذا البروتوكول كيفية استكشاف ومقارنة وتفسير البروتين البشري glycome مع الموارد عبر الإنترنت.

موارد المعلوماتية الحيوية لدراسة تفاعلات البروتين بوساطة الجليكان

The Glyco@Expasy initiative was launched as a collection of interdependent databases and tools spanning several aspects of knowledge in glycobiology. In ...

المعلوماتية الحيوية تدور حول استخدام أجهزة الكمبيوتر لحل الأسئلة في علم الأحياء. المعلوماتية السكرية تدور حول استخدام أجهزة الكمبيوتر لحل الأسئلة في بيولوجيا الجليكو. باستخدام glycoinformatics ، نقوم بتطوير قواعد بيانات تخزن بيانات glycomics أو glycoproteomics التي يمكن تصفحها أو البحث عنها ، كما نقوم بتطوير أدوات لتصور هذه البيانات ومقارنتها.يتم الاعتراف بشكل متزايد بدور الجليكان على أنه مهم في الصحة والمرض ، وتحاول المعلوماتية السكرية دفع ذلك إلى الأمام أيضا. تم تدريب كاثرين هايز على بيولوجيا الجليكو وتعمل كعالمة بيانات. يتم تدريب جوليان ماريثوز في علوم الكمبيوتر وينسق تطورات قواعد البيانات والأدوات.انتقل إلى موقع glycoproteome.expasy. org/glycomics-expasy وفي القائمة الموجودة في أقصى اليسار، حدد مربع البروتينات السكرية. سيقوم المخطط الفقاعي الموجود على اليمين بتكبير الفقاعة المطابقة لتلك الفئة ، ثم انقر فوق فقاعة GlyConnect لفتح صفحة GlyConnect الرئيسية في علامة تبويب جديدة.حدد زر البروتين وفي صفحة عرض البروتين ، اكتب البروستاتا في نافذة البحث. انقر فوق 790 المقابلة للشكل المتماثل الشائع للمستضد الخاص بالبروستاتا أو PSA. بعد ذلك ، في الشريط العلوي متعدد الألوان ، انقر فوق الزر المصدر باللون الأخضر لعرض أنواع العينات التي تمت معالجة البيانات المنشورة منها.انقر على زر المرض للتحقق من المحتوى المتعلق بالصحة في قاعدة البيانات. ثم انقر فوق زر الهيكل لعرض القائمة الكاملة ل 135 بنية مرتبطة ب PSA من بيانات glycomics. انقر على زر التكوين للتركيبات ال 78 المرتبطة التي تحددها تجارب glycoproteomics.انقر على أي هيكل أو تكوين للحصول على مزيد من التفاصيل. لتقليل غموض التراكيب ، انقر فوق البنية المقترحة أسفل تركيبة مختارة. يتم تقديم اقتراح في كل مرة يتزامن فيها عدد السكريات الأحادية مع عدد السكاريد الأحادي مع عدد الهياكل المدرجة.لاستكشاف صفحة البروتين بالكامل، يمكنك عرض مزيد من التفاصيل على الجانب الأيمن من الصفحة. انتقل إلى الصفحة الرئيسية للأخطبوط لتأكيد وجود سمات هيكلية مشتركة في تنوع الجليكان المرتبط ب PSA ، واحتفظ بعلامة التبويب N-Linked محددة افتراضيا ، وانتقل إلى علامة التبويب الفرعية النوى وانقر فوق الرمز الهجين. ثم انتقل إلى علامة التبويب الفرعية الخصائص ، وحدد رمز sialylated وانقر فوق زر البحث الأخضر.في الرسم البياني المعروض للعلاقات، مرر مؤشر الماوس فوق H6N4F1S1 لتسليط الضوء على الروابط إلى سبعة بروتينات في ثلاثة هياكل. قارن هذا عن طريق التحليق فوق H6N4F2S1 الذي يميز الشكلين المتماثلين ل PSA. مرر مؤشر الماوس فوق معرف الهيكل لإظهار تمثيل SNFG الخاص به وانقر فوقه لفتح الصفحة المقابلة.قم بتغيير العقد المركزية إلى أنسجة، ثم ضع المؤشر على البول أو السائل المنوي في منتصف الرسم البياني لعرض الارتباطات المختلفة. قم بتغيير العقد المركزية إلى مرض لعرض 13 خيارا ، أحدها سرطان البروستاتا. البروتين الوحيد المرتبط هو PSA.بعد ذلك ، انقر فوق الزر "مسح" لتحديث البحث. انتقل إلى علامة التبويب الفرعية الخصائص وانقر على أيقونة الهوائي الثنائي. ثم انتقل إلى علامة التبويب الفرعية المحددات ، وحدد الرمز 3-sialyl-LN type Two وانقر فوق زر البحث الأخضر.تحقق من ارتباطات الأخطبوط المستردة مع جليكان ثنائي الهوائي يحتوي على زخارف طرفية من النوع الثاني 3-sialyl-LN. قم بتغيير العقد المركزية إلى أنسجة لتسهيل القراءة ومرر مؤشر الماوس فوق KLK3_human لتوصيل السائل المنوي مباشرة بالشكل المتماثل الشائع PSA وسبعة هياكل. ارجع إلى صفحة البروتين ، في هذه الحالة PSA ، لإجراء مسح للعلاقات المحتملة بين كل تركيبة في قائمة منها.على الجانب الأيمن من صفحة إدخال PSA ، انقر فوق الارتباط Compozitor. تأكد من أن حقول البحث Compozitor مملوءة مسبقا بتفاصيل إدخال ID 790 في علامة التبويب البروتين. انقر فوق الزر إضافة إلى التحديد لاسترداد البيانات من قاعدة البيانات.قم بإلغاء تحديد خيار تضمين العقد الافتراضية ثم انقر فوق زر الرسم البياني للحساب لعرض رسم بياني يعرض مجموعة متصلة جيدا من 78 تركيبة تمثل PSA N-glycome ومخطط شريط يوضح الخصائص الرئيسية للجليكان. ابق في علامة التبويب الرئيسية للبروتين وحدد مستضد البروستاتا عالي Pi isoform في مجال البروتين. انقر فوق الزر إضافة إلى التحديد لاسترداد البيانات من قاعدة البيانات التي تبلغ 57 تركيبة.انقر فوق زر الرسم البياني للحساب لإنشاء الرسوم البيانية المتراكبة لكل من الأشكال المتساوية وتقييم الاختلافات في glycome من اثنين من أشكال PSA isoforms. انتقل إلى موقع الويب www.unilectin. eu وانقر على زر UniLectin3D.انقر على زر البحث في الجليكان ، ثم انقر فوق الماس الأرجواني الذي يمثل حمض السياليك الذي يدفع إلى عرض جميع الزخارف المرتبطة بالغليان التي تنتهي بحمض السياليك المخزن في قاعدة البيانات. انقر فوق الشكل الثاني من النوع 3-sialyl-LN للمطالبة بعرض جميع الليكتينات التي يعرف بها هيكل ثلاثي الأبعاد يؤكد التفاعل مع النوع الثاني من 3-sialyl-LN. خيار البحث حسب الحقل.في حقل الأنواع ، اكتب Homo sapiens. انقر على زر استكشاف هياكل الأشعة السينية لتصفية القائمة الأصلية. لم يتبق سوى إدخال واحد ، وهو الجاليكتين البشري 8.انقر فوق الزر عرض الهيكل والمعلومات ثلاثية الأبعاد لعرض معلومات مفصلة عن تفاعل الجاليكتين-8 البشري مع النوع الثاني من 3-sialyl-LN. الوصول إلى المعلومات الهيكلية على galectin-8 البشري المعروضة على الصفحة مع اثنين من المشاهدين المختلفين. أمسك الماوس لتدوير الجزيء وجلب الليغاند إلى المقدمة باستخدام برنامج LiteMol.مرر الماوس فوق التفاعلات المدرجة على اليسار لتحديث طريقة العرض على اليمين وتحديد مكان عمل هذا التفاعل المعين في البنية باستخدام برنامج PLIP. استعرض مجموعة بيانات HGI من صفحة GlyConnect الرئيسية بالانتقال مباشرة إلى المقالة المشار إليها في هذه الصفحة. انقر على رابط Compozitor على الجانب الأيمن من صفحة إدخال المرجع لتقييم اتساق مجموعة البيانات.سيتم ملء حقل البحث بالفعل بمرجع يساوي رقم DOI في علامة التبويب المتقدمة في الأداة. اكتب glycan_type=O-linked بعد رقم DOI لتضييق نطاق البحث إلى جليكان مرتبط ب O. ثم انقر فوق الزر "إضافة إلى التحديد" لاسترداد البيانات من قاعدة البيانات.احتفظ بخيار تضمين العقد الافتراضية محددا وانقر على زر حساب الرسم البياني لعرض الرسم البياني للتركيبات المتصلة. انتقل إلى علامة تبويب البروتين في GlyConnect Compozitor ومن قائمة البروتين ، حدد السلسلة الثقيلة لمثبطات التربسين بين ألفا H4. تأكد من أن اختيار الأنواع هو الإنسان العاقل بشكل افتراضي. قم بإلغاء تحديد N-Linked في نوع الجلايكان.حدد THR 725 فقط في قائمة المواقع وانقر فوق الزر إضافة إلى التحديد. ثم انقر فوق زر حساب الرسم البياني لعرض الرسم البياني للتركيبات المتصلة. لفهم العقد الافتراضية ، انقر فوق زر التصدير أسفل الرسم البياني.حدد فقط الظاهري وانقر على أيقونة الحافظة لنسخ اختيار ثمانية مؤلفات. الصق التحديد في نافذة الاستعلام في علامة التبويب المخصصة في Compozitor. اضبط تسمية التحديد في حقل التراكيب ، وحدد O-Linked في حقل نوع glycan وانقر فوق الزر إضافة إلى التحديد.أخيرا ، انقر فوق زر حساب الرسم البياني. تظهر الارتباطات المعتمدة على الأنسجة بين البروتينات والجليكان في هذا الناتج من GlyConnect Octopus. يتم عرض جميع البروتينات البشرية التي تحمل هياكل غليكان هجينة وسياليل مع الأنسجة التي يتم التعبير عنها في هذا الإخراج.يتم تسليط الضوء على الارتباطات مع البول تظهر اثنين من البروتينات ، choriogonadotropin أو GLHA الإنسان و PSA isoform المشتركة أو KLK3 الإنسان ، متصلة بهياكل غليكان المتناثرة. وبالمثل ، يتم تسليط الضوء على الارتباطات مع السائل المنوي التي تظهر شكلين متساويين من البروتين من PSA متصلين بهياكل الجليكان المجمعة. يتم عرض N-glycome المتراكبة من الشكلين المتماثلين من PSA في إخراج GlyConnect Compozitor.تمثل العقد الزرقاء الجليكان المرتبطة بالايزوفورم الشائع ويتم تمثيل تلك الموجودة في شكل متساوي الشكل Pi العالي كعقد حمراء. يظهر التداخل بين glycome كعقد أرجوانية. تمثل الأرقام الموجودة داخل العقد عدد هياكل الجليكان المطابقة للتكوين المسمى وفقا لمحتوى قاعدة بيانات GlyConnect فيما يتعلق ب PSA.وقد تبين أن غليكوم PSA المعروض في GlyConnect يرتبط بالغالكتين-8 المعروض في UniLectin3D عبر الظهارة الطرفية من النوع 3-sialyl-LN. يوفر هذا سيناريو محتملا ولكنه غير مضمون للتفاعلات بين البروتين والبروتين بوساطة الجلايكان. تم فحص مجموعة عالية الجودة من تركيبات O-glycan المرتبطة بالمصل البشري ومقارنتها بمحتوى قاعدة بيانات GlyConnect ، مما يوفر خيار تخصيص ملف تكوين الجليكان لتحديد الجليكوببتيدات المكررة.يمكن أن تعتمد على الحد الأدنى من مجموعة من 20 تركيبة متاحة من مجموعة بيانات واحدة أو يمكن تعزيزها ب 23 إلى 26 عنصرا تم جمعها بشكل عقلاني في GlyConnect لتعزيز اتساق المجموعة. من هذا البروتوكول ، من المهم أن تتذكر أن glycome لا يمكن أن يقتصر على قائمة من العناصر. وهذا بالضبط مع أدوات المعلوماتية السكرية ، يمكنك إظهار التبعيات بين هذه العناصر التي ستفسر وظيفتها في النهاية.

Research

JoVE Journal

Biology

Testing Visual Sensitivity to the Speed and Direction of Motion in Lizards

اختبار الحساسية البصرية للسرعة واتجاه الحركة في السحالي

Testing visual sensitivity in any species provides basic information regarding behaviour, evolution, and ecology. However, testing specific features of ...

Computer-Generated Animal Model Stimuli

الحاسوب خلق المحفزات الحيوان النموذجي

Communication between animals is diverse and complex. Animals may communicate using auditory, seismic, chemosensory, electrical, or visual signals. In ...

Imaging Protein-protein Interactions in vivo

Imaging Protein-protein Interactions in vivo

التصوير البروتين البروتين التفاعلات في الجسم الحي</em

Protein-protein interactions are a hallmark of all essential cellular processes. However, many of these interactions are transient, or energetically weak, ...

iCLIP - Transcriptome-wide Mapping of Protein-RNA Interactions with Individual Nucleotide Resolution

iCLIP -- Transcriptome على صعيد رسم الخرائط من البروتين RNA التفاعلات مع القرار الفردي النكليوتيد

The unique composition and spatial arrangement of RNA-binding proteins (RBPs) on a transcript guide the diverse aspects of post-transcriptional ...

A Protocol for Computer-Based Protein Structure and Function Prediction

بروتوكول لبنية البروتين القائم على الحاسوب والتنبؤات وظيفة

Genome sequencing projects have ciphered millions of protein sequence, which require knowledge of their structure and function to improve the ...

The MultiBac Protein Complex Production Platform at the EMBL

على البروتين MultiBac مجمع منصة الإنتاج في EMBL

Proteomics  research revealed the impressive complexity of eukaryotic proteomes in  unprecedented detail. It is now a commonly accepted notion that ...

Budding Yeast Protein Extraction and Purification for the Study of Function, Interactions, and Post-translational Modifications

مهدها الخميرة استخراج البروتين وتنقية لدراسة وظيفة، والتفاعلات، والتعديلات بعد متعدية

Homogenization by bead beating is a fast and efficient way to release DNA, RNA, proteins, and metabolites from budding yeast cells, which are notoriously ...

Combining Single-molecule Manipulation and Imaging for the Study of Protein-DNA Interactions

الجمع بين التلاعب جزيء واحدة والتصوير لدراسة التفاعلات-DNA البروتين

The paper describes the combination of optical tweezers and single molecule fluorescence detection for the study of protein-DNA interaction. The method ...

Probing High-density Functional Protein Microarrays to Detect Protein-protein Interactions

التحقيق عالية الكثافة ميكروأرس البروتين وظيفية لكشف البروتين البروتين التفاعلات

High-density functional protein microarrays containing ~4,200 recombinant yeast proteins are examined for kinase protein-protein interactions using an ...

Electrophoretic Mobility Shift Assay (EMSA) for the Study of RNA-Protein Interactions: The IRE/IRP Example

Electrophoretic Mobility Shift Assay EMSA for the Study of RNA-Protein Interactions: The IRE/IRP Example

التحول التنقل الكهربي الفحص (EMSA) لدراسة التفاعلات RNA-البروتين: حفيظة / IRP مثال

RNA/protein interactions are critical for post-transcriptional regulatory pathways. Among the best-characterized cytosolic RNA-binding proteins are iron ...