Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Организмдегі барлық қанттардың, бос немесе байланысқан түрдегі жиынтығы. Гликома – организмнің барлық қанттарының толық жиынтығы, олар бос күйде немесе күрделі молекулаларға химиялық байланысқан түрде кездеседі. Басқаша анықтамасы – жасушадағы барлық көмірсулардың жиынтығы. Гликома табиғаттағы ең күрделі құрылымдардың бірі болуы мүмкін. "Гликомика, геномика мен протеомика сияқты, белгілі бір жасуша түрінің немесе организмнің барлық гликан құрылымдарын жүйелі түрде зерттейді" және гликобиологияның бір бөлігі болып табылады. "Көмірсулар", "гликан", "сахарид" және "шәкер" – бұл контексте бірін-бірі алмастыра қолданылатын жалпы терминдер, олар моносахаридтерді, олигосахаридтерді, полисахаридтерді және осы қосылыстардың туындыларын қамтиды. Көмірсулар "гидратталған көміртектен", яғни [CH2O]n-тен тұрады. Моносахаридтер – одан қарапайым көмірсуларға гидролизделмейтін көмірсулар, олигосахаридтер мен полисахаридтердің құрылыс блоктары. Олигосахаридтер – гликозидтік байланыстар арқылы бір-біріне қосылған моносахаридтердің тізбекті немесе тармақталған тізбектері. Моносахаридтердің саны өзгеріп отыруы мүмкін. Полисахаридтер – ұзындығы он моносахарид бірлігінен асатын, қайталама моносахаридтерден тұратын гликандар. Гликома, құрамындағы көмірсулардың одан да көп түрлілігіне байланысты протеомның күрделілігінен асып түседі, сонымен қатар көмірсулардың бір-бірімен және ақуыздармен өзара әрекеттесуінің көптеген мүмкіндіктерімен одан әрі күрделіленеді. "Гликанның барлық құрылымдарының спектрі – гликома – өте кең. Адамда оның көлемі геноммен кодталған ақуыздардың санынан бірнеше есе артық, оның бір пайызы қант тізбектерін құрайтын, өзгертетін, орналастыратын немесе байланыстыратын ақуыздарды кодтайды, олар гликандар деп аталады". Жасушаның сыртқы беті – липидтердің теңізі, оның үстінде көптеген қант молекулалары бар, олардың көпшілігі ақуыздарға, майларға немесе екеуіне де байланысқан, жасуша сыртындағы молекулалармен өзара әрекеттеседі және жасушалар арасындағы байланыс пен жасушаның жабысқақтығы үшін маңызды. "Гликандар – табиғаттың биологиялық модификаторлары", – дейді Калифорния университеті Сан-Диего университетінің Говард Хьюз медициналық институтының зерттеушісі Джейми Март. "Гликандар әдетте физиологиялық процестерді қосып немесе өшірмейді, керісінше, сыртқы стимулдарға жауап беру арқылы жасушаның мінез-құлқын өзгертеді".
Complete set of all sugars, free or bound, in an organism. A glycome is the entire complement or complete set of all sugars, whether free or chemically bound in more complex molecules, of an organism. An alternative definition is the entirety of carbohydrates in a cell. The glycome may in fact be one of the most complex entities in nature. "Glycomics, analogous to genomics and proteomics, is the systematic study of all glycan structures of a given cell type or organism" and is a subset of glycobiology. "Carbohydrate", "glycan", "saccharide", and "sugar" are generic terms used interchangeably in this context and includes monosaccharides, oligosaccharides, polysaccharides, and derivatives of these compounds. Carbohydrates consist of "hydrated carbon", i. e. [CH2O]n. Monosaccharides are a carbohydrate that cannot be hydrolyzed into a simpler carbohydrate and are the building blocks of oligosaccharides and polysaccharides. Oligosaccharides are linear or branched chains of monosaccharides attached to one another via glycosidic linkages. The number of monosaccharide units can vary. Polysaccharides are glycans composed of repeating monosaccharides, generally greater than ten monosaccharide units in length. The glycome exceeds the complexity of the proteome as a result of the even greater diversity of the glycome's constituent carbohydrates and is further complicated by the sheer multiplicity of possibilities in the combination and interaction of the carbohydrates with each other and with proteins. "The spectrum of all glycan structures — the glycome — is immense. In humans, its size is orders of magnitude greater than the number of proteins that are encoded by the genome, one percent of which encodes proteins that make, modify, localize or bind sugar chains, which are known as glycans." The outer surface of the cell is a sea of lipids with a fleet of sugar molecules, many of which are attached to proteins, fats or both, that interact with molecules outside the cell and are critical for the communication between cells and the stickiness of a cell. "Glycans are nature's biologic modifiers," says Jamey Marth, a Howard Hughes Medical Institute investigator at the University of California San Diego. "Glycans generally don't turn physiologic processes on and off, rather they modify the behavior of the cell by responding to external stimuli."
Жоғары резолюциялы массалық спектрометрия (MS) және жоғары өнімділікті сұйық хроматография (HPLC)
Ең көп қолданылатын әдістер – MS және HPLC, онда гликан бөлігі ферменттік немесе химиялық жолмен нысанадан бөлініп, талдауға жіберіледі. Гликолипидтерді липид компонентін бөліп алмастан тікелей талдауға болады. Гликопротеиндерден алынған N гликандар, қанттардың тотығу соңына флуоресцентті қосылыс қосылып (редуктивті таңбалау) жоғары өнімді сұйық хроматографиясымен (кері фазалы, қалыпты фазалы және ион алмасу HPLC) жүйелі түрде талданады. Соңғы жылдары көптеген әртүрлі таңбалар енгізілді, олардың ішінде 2-аминобензамид (АБ), антранил қышқылы (АА), 2-аминопиридин (ПА), 2-аминоакридон (АМАК) және 3-(ацетиламино)-6-аминоакридин (АААс) сияқтылары бар. О-гликандар көбінесе таңбасыз талданады, себебі химиялық бөліну шарттары оларды таңбалауға мүмкіндік бермейді. Жоғары өнімді сұйық хроматографиясы (HPLC) құралдарынан алынған фракцияланған гликандар, құрылымы мен тазалығы туралы қосымша ақпарат алу үшін MALDI TOF MS (MS) арқылы одан әрі талдануы мүмкін. Кейде гликан жиынтықтары алдын ала бөлінбей, массалық спектрометриямен тікелей талданады, бірақ изобарлы гликан құрылымдарын ажырату қиынға соғады, тіпті әрқашан мүмкін емес. Дегенмен, тікелей MALDI TOF MS талдауы гликан жиынтығын жылдам және нақты көрсетуге мүмкіндік береді. Соңғы жылдары массалық спектрометриямен онлайн біріктірілген жоғары өнімді сұйық хроматографиясы кең таралды. Сұйық хроматографиясы үшін стационарлық фаза ретінде кезекті графит көміртегін таңдау арқылы, тіпті туынды емес гликандарды да талдауға болады. Бұл жерде анықтау массалық спектрометрия арқылы жүзеге асырылады, бірақ MALDI MS орнына электроспрей иондау (ESI) жиі қолданылады.
The most commonly applied methods are MS and HPLC, in which the glycan part is cleaved either enzymatically or chemically from the target and subjected to analysis. In case of glycolipids, they can be analyzed directly without separation of the lipid component. N glycans from glycoproteins are analyzed routinely by high performance liquid chromatography (reversed phase, normal phase and ion exchange HPLC) after tagging the reducing end of the sugars with a fluorescent compound (reductive labeling). A large variety of different labels were introduced in the recent years, where 2 aminobenzamide (AB), anthranilic acid (AA), 2 aminopyridin (PA), 2 aminoacridone (AMAC) and 3 (acetylamino) 6 aminoacridine (AA Ac) are just a few of them. O glycans are usually analysed without any tags, due to the chemical release conditions preventing them to be labeled. Fractionated glycans from high performance liquid chromatography (HPLC) instruments can be further analyzed by MALDI TOF MS(MS) to get further information about structure and purity. Sometimes glycan pools are analyzed directly by mass spectrometry without prefractionation, although a discrimination between isobaric glycan structures is more challenging or even not always possible. Anyway, direct MALDI TOF MS analysis can lead to a fast and straightforward illustration of the glycan pool. In recent years, high performance liquid chromatography online coupled to mass spectrometry became very popular. By choosing porous graphitic carbon as a stationary phase for liquid chromatography, even non derivatized glycans can be analyzed. Detection is here done by mass spectrometry, but in instead of MALDI MS, electrospray ionisation (ESI) is more frequently used.
Массивтер
Лектиндер мен антителолар тізімдері гликанды қамтитын көптеген үлгілерді жоғары өнімділікпен скринингтеуге мүмкіндік береді. Бұл әдіс табиғи лектиндерді немесе жасанды моноклоналды антиденелерді қолданады, олардың екеуі де белгілі бір чипке бекітіліп, флуоресцентті гликопротеин үлгісімен инкубацияланады. Функционалдық гликомика консорциумы және Z Biotech LLC ұсынатын гликан тізімдері көмірсулардың қосылыстарын қамтиды, оларды лектиндермен немесе антиденелермен скринингтеуге болады, осылайша көмірсулардың ерекшелігін анықтап, лигандтарды табуға болады.
Lectin and antibody arrays provide high throughput screening of many samples containing glycans. This method uses either naturally occurring lectins or artificial monoclonal antibodies, where both are immobilized on a certain chip and incubated with a fluorescent glycoprotein sample. Glycan arrays, like that offered by the Consortium for Functional Glycomics and Z Biotech LLC, contain carbohydrate compounds that can be screened with lectins or antibodies to define carbohydrate specificity and identify ligands.
Гликандардың метаболистік және коваленттік таңбалауы
Гликанның метаболизмі арқылы таңбалау гликан құрылымдарын анықтаудың бір жолы болып табылады. Белгілі стратегия азидпен таңбаланған қанттарды қолдануды қамтиды, олар Стаудингер лигациясы арқылы реакцияға түсіріледі. Бұл әдіс гликанды in vitro және in vivo бейнелеу үшін қолданылған.
Metabolic labeling of glycans can be used as a way to detect glycan structures. A well known strategy involves the use of azide labeled sugars which can be reacted using the Staudinger ligation. This method has been used for in vitro and in vivo imaging of glycans.
Гликопротеиндер үшін құралдар
Күрделі гликондардың толық құрылымдық талдауы үшін рентгендік кристаллография және ядролық магниттік резонанс (ЯМР) спектроскопиясы қиын және күрделі сала болып табылады. Дегенмен, көптеген лектиндердің, ферменттердің және басқа да көмірсуларды байланыстыратын ақуыздардың байланыс орнының құрылымы гликома функциясының құрылымдық негіздерінің кең спектрін ашты. Сынақ үлгілерінің тазалығы хроматография (аффиниттік хроматография және т.б.) және аналитикалық электрофорез (PAGE (полиакриламидтік электрофорез), капиллярлық электрофорез, аффиниттік электрофорез және т.б.) арқылы қамтамасыз етілді.
X ray crystallography and nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy for complete structural analysis of complex glycans is a difficult and complex field. However, the structure of the binding site of numerous lectins, enzymes and other carbohydrate binding proteins has revealed a wide variety of the structural basis for glycome function. The purity of test samples have been obtained through chromatography (affinity chromatography etc.) and analytical electrophoresis (PAGE (polyacrylamide electrophoresis), capillary electrophoresis, affinity electrophoresis, etc. ).