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

Автор тепло приветствует прошлых и нынешних членов Proteome Informatics Group, участвующих в разработке ресурсов, используемых в этом учебнике, в частности, Жюльена Мариетоза и Кэтрин Хейс для GlyConnect, Франсуа Боннарделя для UniLectin, Давиде Алокчи и Фредерика Никитина для Octopus и Тибо Робина для Compozitor и последнего штриха к Octopus.
Разработка проекта glyco@Expasy поддерживается федеральным правительством Швейцарии через Государственный секретариат по вопросам образования, исследований и инноваций (SERI) и в настоящее время дополняется Швейцарским национальным научным фондом (SNSF: 31003A_179249). ExPASy поддерживается Швейцарским институтом биоинформатики и размещается в Центре компетенций Vital-IT. Автор также выражает признательность Энн Имберти за выдающееся сотрудничество на платформе UniLectin, совместно поддерживаемой ANR PIA Glyco@Alps (ANR-15-IDEX-02), Alliance Campus Rhodanien Co-funds (http://campusrhodanien.unige-cofunds.ch) Labex Arcane/CBH-EUR-GS (ANR-17-EURE-0003).

ПРИМЕЧАНИЕ: Требуется устройство с подключением к Интернету (предпочтительно большой экран) и современным веб-браузером, таким как Chrome или Firefox. Использование Safari или Edge может быть не таким надежным.
1. От белка N-гликома в GlyConnect до лектина UniLectin
<ol><li>Доступ к р...

<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 Octopus как инструмент для выявления неожиданных корреляций GlyConnect Octopus изначально был разработан для запроса базы данных со свободным определением гликанов. Действительно, в литературе часто сообщается об основных характеристиках гликанов в гликоме, таких как фукозилир?...

Гликаны, белки, к которым они присоединены (гликопротеины) и белки, с которыми они связываются (лектины или углеводсвязывающие белки), являются основными молекулярными субъектами на поверхности клетки1. Несмотря на эту центральную роль в клеточно-клеточной коммуникации, крупномасштабные исследования, включая гликомику, гликопротеомику или гликан-интерактомику, по-прежнему скудны по сравнению с их аналогами в геномике и протеомике.
До недавнего времени не были разработаны методы характеристики ветвящихся структур сложных углеводов, еще конъюгированных с белком-носителем. Биосинтез гликопротеинов представляет собой процесс, не управляемый шаблонами, в котором доноры моносахаридов, принимающие гликопротеиновые субстраты, а также гликозилтрансферазы и гликозидазы играют интерактивную роль. Полученные гликопротеины могут иметь сложные структуры с несколькими точками ветвления, где каждый моносахаридный компонент может быть одним из нескольких типов, присутствующих в природе1. Процесс, не управляемый шаблонами, навязывает биохимический анализ в качестве единственного варианта для получения структурных данных олигосахаридов. Аналитический процесс гликовых структур, прикрепленных к нативному белку, часто является сложным, поскольку он требует чувствительных, количественных и надежных технологий для определения моносахаридного состава, связей и ветвящихся последовательностей2.
В этом контексте масс-спектрометрия (МС) является наиболее широко используемым методом в экспериментах по гликомике и гликопротеомике. Со временем они выполняются в более высоких настройках пропускной способности, и данные теперь накапливаются в базах данных. Гликанские структуры в различных форматах3 заполняют GlyTouCan4, универсальное хранилище данных гликана, где каждая структура связана со стабильным идентификатором независимо от уровня точности, с которой определен гликан (например, возможно, отсутствующий тип связи или неоднозначный состав). Собраны очень похожие структуры, но четко указаны их незначительные различия. Гликопротеины описаны и курируются в GlyConnect5 и GlyGen6, двух базах данных, перекрестно ссылающихся друг на друга. Данные о РС, подтверждающие структурные доказательства, все чаще хранятся в GlycoPOST7. Для более широкого охвата онлайн-ресурсов глава 52 справочного пособия «Основы гликобиологии» посвящена гликоинформатике8. Интересно, что программное обеспечение для идентификации гликопептидов распространилось в последние годы9,10, хотя и не в пользу воспроизводимости. Последняя проблема побудила лидеров HUPO GlycoProteomics Initiative (HGI) поставить перед собой задачу программного обеспечения в 2019 году. Данные MS, полученные при обработке сложных смесей N- и O-гликозилированных белков сыворотки крови человека в режимах фрагментации CID, ETD и EThcD, были доступны конкурентам, будь то пользователи программного обеспечения или разработчики. Полный отчет о результатах этой задачи11 изложен только здесь. Начнем с того, что наблюдалось распространение идентификаций. Это в основном интерпретировалось как вызванное разнообразием методов, реализованных в поисковых системах, их настроек и того, как выводы были отфильтрованы, а пептиды «подсчитаны». Экспериментальный дизайн, возможно, также поставил некоторое программное обеспечение и подходы в (не)преимущество. Важно отметить, что участники, использующие одно и то же программное обеспечение, сообщили о противоречивых результатах, тем самым подчеркнув серьезные проблемы с воспроизводимостью. Путем сравнения различных представлений был сделан вывод о том, что некоторые программные решения работают лучше, чем другие, а некоторые стратегии поиска дают лучшие результаты. Эта обратная связь, вероятно, будет способствовать совершенствованию автоматизированных методов анализа данных о гликопептидах и, в свою очередь, повлияет на содержание базы данных.
Расширение гликоинформатики привело к созданию веб-порталов, которые предоставляют информацию и доступ к множеству аналогичных или дополняющих ресурсов. Самые последние и актуальные из них описаны в главе серии книг Comprehensive Glycoscience12, и благодаря сотрудничеству предлагается решение для обмена данными и информацией в режиме открытого доступа. Был разработан один из таких порталов, который первоначально назывался Glycomics@ExPASy 13 и переименован Glyco@Expasy, после капитального ремонта платформы Expasy14, в которой в течение десятилетий размещалась большая коллекция инструментов и баз данных, используемых в нескольких -omics, самым популярным элементом является UniProt15 - универсальная база знаний о белках. Glyco@Expasy предлагает дидактическое обнаружение назначения и использования баз данных и инструментов на основе визуальной категоризации и отображения их взаимозависимостей. Следующий протокол иллюстрирует процедуры для изучения данных гликомики и гликопротеомики с выбором ресурсов из этого портала, который делает связь между гликопротеомикой и гликкан-интерактомикой явной через гликомику. Эксперименты с гликомикой создают структуры, в которых моносахариды полностью определены и связи частично или полностью определены, но их прикрепление к белковому участку плохо, если вообще характеризуется. Напротив, эксперименты по гликопротеомике генерируют точную информацию о прикреплении сайта, но с плохим разрешением гликановых структур, часто ограниченных моносахаридными композициями. Эта информация собрана в базу данных GlyConnect. Кроме того, инструменты поиска в GlyConnect могут быть использованы для обнаружения потенциальных гликановых лигандов, которые описаны вместе с белками, распознающими их в UniLectin16, связанными с GlyConnect через гликаны. Протокол, представленный здесь, разделен на два раздела, чтобы охватить вопросы, специфичные для N-связанных и O-связанных гликанов и гликопротеинов.

<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

Инициатива Glyco@Expasy была выдвинута в виде набора взаимозависимых баз данных и инструментов, охватывающих несколько аспектов знаний в области гликобиологии. В частности, он направлен на выявление взаимодействий между гликопротеинами (такими как рецепторы клеточной поверхности) и углеводсвязывающими белками, опосредованными гликанами. Здесь основные ресурсы коллекции представлены на двух иллюстративных примерах, сосредоточенных на N-гликоме человеческого простат-специфического антигена (ПСА) и O-гликоме сывороточных белков человека. С помощью различных запросов к базе данных и с помощью инструментов визуализации в этой статье показано, как исследовать и сравнивать контент в континууме для сбора и корреляции разрозненных фрагментов информации. Собранные данные предназначены для подачи более сложных сценариев функции гликана. Таким образом, введенная здесь гликоинформатика предлагается в качестве средства для усиления, формирования или опровержения предположений о специфичности белкового гликома в данном контексте.

Первая часть протокола (раздел 1) показала, как исследовать специфичность или общность N-гликанов, прикрепленных к Asn-69 человеческого простат-специфического антигена (ПСА) с помощью платформы GlyConnect. Тканезависимые (моча и семенная жидкость), а также изоформ-зависимые (нормальные и высоки?...

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

Этот протокол иллюстрирует, как исследовать, сравнивать и интерпретировать гликомы белка человека с помощью онлайн-ресурсов.

Ресурсы биоинформатики для изучения гликано-опосредованных белковых взаимодействий

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

Биоформатика — это использование компьютеров для решения вопросов биологии. Гликоинформатика — это использование компьютеров для решения вопросов в биологии глико. С помощью гликоинформатики мы разрабатываем базы данных, которые хранят данные о гликомике или гликопротеомике, которые можно просматривать или искать, а также разрабатываем инструменты для визуализации и сравнения этих данных.Роль гликанов все чаще признается как важная в здоровье и болезнях, и гликоинформатика пытается продвинуть это вперед. Кэтрин Хейс обучается биологии глико и работает специалистом по данным. Жюльен Мариетоз обучается информатике и координирует разработку баз данных и инструментов.Зайдите на сайт glycoproteome.expasy. org/glycomics-expasy и в крайнем левом меню отметьте гликопротеины. Пузырьковая диаграмма справа увеличит масштаб пузырька, соответствующего этой категории, затем нажмите на пузырь GlyConnect, чтобы открыть домашнюю страницу GlyConnect в новой вкладке.Выберите кнопку белка и на странице просмотра белка введите простату в окне поиска. Нажмите на 790, соответствующий общей изоформе простатспецифического антигена или ПСА. Затем на верхней разноцветной панели нажмите на кнопку источника зеленым цветом, чтобы отобразить типы образцов, из которых были обработаны опубликованные данные.Нажмите на кнопку болезни, чтобы проверить содержимое базы данных, связанное со здоровьем. Затем нажмите на кнопку структуры, чтобы просмотреть полный список из 135 структур, связанных с ПСА, из данных о гликомике. Нажмите на кнопку композиции для соответствующих 78 композиций, определенных экспериментами по гликопротеомике.Нажмите на любую структуру или композицию, чтобы получить дополнительную информацию. Чтобы уменьшить неоднозначность композиций, нажмите на предложенную структуру под выбранной композицией. Предложение делается каждый раз, когда количество моносахаридов совпадает с количеством перечисленных структур.Чтобы полностью изучить страницу белка, просмотрите дополнительные сведения в правой части страницы. Перейдите на домашнюю страницу Octopus, чтобы подтвердить наличие общих структурных признаков в разнообразии гликанов, прикрепленных к PSA, сохраните вкладку N-Linked выбранной по умолчанию, перейдите на подвкладку ядра и нажмите на значок гибрида. Затем перейдите на подвкладку свойств, выберите сиалированный значок и нажмите на зеленую кнопку поиска.На отображаемом графике отношений наведите курсор на H6N4F1S1, чтобы выделить связи с семью белками в трех структурах. Сравните это, наведя курсор на H6N4F2S1, который выделяет две изоформы ПСА. Наведите курсор на идентификатор структуры, чтобы отобразить ее представление SNFG, и нажмите на нее, чтобы открыть соответствующую страницу.Измените центральные узлы на ткани, а затем поместите курсор на мочу или семенную жидкость в середине графика, чтобы просмотреть различные ассоциации. Измените центральные узлы на болезнь, чтобы отобразить 13 вариантов, одним из которых является рак предстательной железы. Единственным ассоциированным белком является ПСА.Затем нажмите на кнопку очистки, чтобы обновить поиск. Перейдите на подвкладку свойств и нажмите на значок двух антенн. Затем перейдите к подвкладке определители, выберите значок 3-sialyl-LN, введите два и нажмите на зеленую кнопку поиска.Проверьте ассоциации, полученные осьминогом, с биантенными гликанами, содержащими терминальный мотив 3-сиалил-LN типа два. Измените центральные узлы на ткани для более легкого считывания и наведите курсор на KLK3_human, чтобы напрямую соединить семенную жидкость с общей изоформой ПСА и семью структурами. Вернитесь на страницу белка, в данном случае ПСА, чтобы выполнить сканирование потенциальных отношений между каждой композицией в их списке.В правой части страницы ввода PSA нажмите на ссылку Compozitor. Убедитесь, что поля поиска Compozitor предварительно заполнены сведениями о записи ID 790 на вкладке белка. Нажмите кнопку добавить в выбор, чтобы получить данные из базы данных.Снимите флажок включить виртуальные узлы, а затем нажмите кнопку вычислительного графика, чтобы отобразить график, показывающий хорошо связанный набор из 78 композиций, представляющих N-гликом PSA, и гистограмму, показывающую основные характеристики гликанов. Оставайтесь в основной белковой вкладке и выбирайте простатспецифический антиген с высоким пи-изоформой в белковом поле. Нажмите кнопку добавить в выбор, чтобы получить данные из базы данных, которая составляет 57 композиций.Нажмите кнопку вычисления графа, чтобы сгенерировать наложенные графики обеих изоформ и оценить различия в гликомах двух изоформ ПСА. Перейдите на сайт www.unilectin. eu и нажмите на кнопку UniLectin3D.Нажмите на кнопку поиска гликана, затем нажмите на фиолетовый бриллиант, представляющий собой сиаловую кислоту, которая побуждает отображать все мотивы связывания гликана, заканчивающиеся сиаловой кислотой, хранящейся в базе данных. Нажмите на мотив 3-sialyl-LN типа два, чтобы предложить отображение всех лектинов, для которых известна 3D-структура, подтверждающая взаимодействие с 3-сиалил-LN типа два. Параметр поиска по полю.В видовом поле тип Homo sapiens. Нажмите кнопку исследовать рентгеновские структуры, чтобы отфильтровать исходный список. Остается только одна запись, то есть человеческий галектин-8.Нажмите на кнопку просмотра 3D-структуры и информации, чтобы отобразить подробную информацию о галектине-8 человека, взаимодействующем с 3-сиалил-LN типа два. Получите доступ к структурной информации о человеческом галектине-8, отображаемой на странице с двумя разными зрителями. Удерживайте мышь, чтобы развернуть молекулу и вывести лиганд на передний план с помощью программного обеспечения LiteMol.Наведите указатель мыши на перечисленные взаимодействия слева, чтобы обновить представление справа и определить, где это конкретное взаимодействие действует в структуре с программным обеспечением PLIP. Просмотрите набор данных HGI с домашней страницы GlyConnect, перейдя непосредственно к указанной статье на этой странице. Щелкните ссылку Compozitor в правой части страницы справочной записи, чтобы оценить согласованность набора данных.Поле поиска уже будет заполнено ссылкой, равной номеру DOI в расширенной вкладке инструмента. Введите glycan_type=O-linked после номера DOI, чтобы сузить поиск до O-связанных гликанов. Затем нажмите кнопку добавить в выбор, чтобы получить данные из базы данных.Оставьте выбранным параметр включить виртуальные узлы и нажмите кнопку вычислительного графа, чтобы отобразить график связанных композиций. Перейдите на белковую вкладку GlyConnect Compozitor и из списка белков выберите ингибитор интер-альфа-трипсина с тяжелой цепью H4. Убедитесь, что выбор вида по умолчанию является Homo sapiens. Снимите флажок N-Linked в типе гликана.Выберите только THR 725 в списке сайтов и нажмите на кнопку добавить в выбор. Затем нажмите кнопку вычисляемого графа, чтобы отобразить график связанных композиций. Чтобы разобраться в виртуальных узлах, нажмите на кнопку экспорта под графиком.Выберите только виртуальный и нажмите на иконку буфера обмена, чтобы скопировать подборку из восьми композиций. Вставьте выделенную область в окно запроса пользовательской вкладки Compozitor. Установите метку выделения в поле композиций, выберите O-Linked в поле типа гликана и нажмите кнопку добавить в выбор.Наконец, нажмите кнопку вычислительного графа. Тканезависимые ассоциации между белками и гликанами показаны в этом выходе GlyConnect Octopus. Все человеческие белки, несущие гибридные и сиалилированные гликановые структуры с тканями, в которых они экспрессируются, отображаются в этом выходе.Ассоциации с мочой выделены, показывая два белка, хориогонадотропин или GLHA человека и PSA common isoform или KLK3 человека, связанные с рассеянными гликанными структурами. Аналогичным образом, выделены ассоциации с семенной жидкостью, показывающие две белковые изоформы ПСА, связанные с сгруппированными гликанными структурами. Наложенные N-гликомы двух изоформ ПСА показаны на выходе GlyConnect Compozitor.Синие узлы представляют гликаны, связанные с общей изоформой, а узлы изоформы с высоким Пи представлены в виде красных узлов. Перекрытие между гликомами показано в виде пурпурных узлов. Числа внутри узлов представляют собой количество гликанских структур, соответствующих маркированной композиции в соответствии с содержимым базы данных GlyConnect относительно PSA.Было показано, что гликом ПСА, отображаемый в GlyConnect, коррелирует с галектином-8, отображаемым в UniLectin3D через концевой эпитоп 3-сиалил-LN типа два. Это обеспечивает вероятный, но не гарантированный сценарий белково-белковых взаимодействий, опосредованных гликанами. Высококачественный набор композиций O-гликана, связанных с сывороткой крови человека, был изучен и сопоставлен с содержимым базы данных GlyConnect, тем самым предлагая возможность настройки файла композиции гликана для уточненной идентификации гликопептидов.Он может опираться на минимальный набор из 20 композиций, доступных из одного набора данных, или быть дополнен 23-26 элементами, рационально собранными в GlyConnect для повышения согласованности набора. Из этого протокола важно помнить, что гликом не может ограничиваться списком предметов. И что именно с помощью инструментов гликоинформатики вы можете показать зависимости между этими элементами, которые в конечном итоге объяснят их функцию.

Research

JoVE Journal

Biology

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

Тестирование зрительной чувствительности к скорости и направления движения в Ящерицы

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

Computer-Generated Animal Model Stimuli

Компьютерные Стимулы животной модели

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

Изображениями белок-белковых взаимодействий В естественных условиях</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 - транскриптома всей карты белка-РНК взаимодействия с отдельными нуклеотидных Резолюцию

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

Протокол для компьютерных Структура белка и функции прогнозирования

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

MultiBac белкового комплекса добывающей платформы на 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

Многообещающая Добыча дрожжевого белка и очистка по изучению функций, взаимодействия и пост-трансляционных модификаций

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

Сочетание Манипуляции одиночных молекул и визуализации по изучению взаимодействий белок-ДНК

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

Исследование высокой плотности белковых Функциональные Microarrays для обнаружения белок-белковых взаимодействий

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

Электрофоретической подвижности сдвига анализа (EMSA) по изучению РНК-белковых взаимодействий: ИРЭ / IRP примера

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