Введение

Гликомы
Гликомика – это всестороннее изучение гликомов (совокупности всех сахаров, как свободных, так и входящих в состав более сложных молекул организма), включающее генетические, физиологические, патологические и другие аспекты. Гликомика – это "систематическое изучение всех структур гликанов данного типа клеток или организма" и является частью гликобиологии. Термин "гликомика" образован от химического префикса, обозначающего сладость или сахар, "глико", и был создан по аналогии с принципами наименования, принятыми в геномике (изучающей гены) и протеомике (изучающей белки).

Используемые инструменты

Ниже приведены примеры общепринятых методов, используемых при анализе гликанов. В случае гликолипидов их можно анализировать непосредственно, без разделения липидного компонента. N-гликаны из гликопротеинов обычно анализируют с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (обращенно-фазная, нормально-фазная и ионообменная HPLC) после мечения восстанавливающего конца сахаров флуоресцентным соединением (редуктивное мечение). За последние годы было разработано большое разнообразие различных меток, среди которых 2-аминобензамид (AB), антраниловая кислота (AA), 2-аминопиридин (PA), 2-аминоакридон (AMAC) и 3-(ацетиламино)-6-аминоакридин (AA Ac) – лишь некоторые из них. O-гликаны обычно анализируют без меток, поскольку условия химического высвобождения препятствуют их мечению. Фракционированные гликоны, полученные с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC), могут быть дополнительно проанализированы с помощью MALDI TOF MS(MS) для получения более подробной информации о структуре и чистоте. Иногда пулы гликонов анализируют непосредственно методом масс-спектрометрии без предварительного фракционирования, хотя различение изобарических структур гликонов может быть затруднительным или даже невозможным. В любом случае, прямой анализ MALDI TOF MS может обеспечить быстрый и наглядный обзор пула гликонов. В последние годы широкое распространение получила высокоэффективная жидкостная хроматография, соединенная в линию с масс-спектрометрией. При использовании пористого графитового углерода в качестве стационарной фазы для жидкостной хроматографии можно анализировать даже непроизводные гликоны. Для этого часто используется электрораспылительная ионизация (ESI).

Массивы

Массивы лектинов и антител обеспечивают высокопроизводительный скрининг большого количества образцов, содержащих гликан. Этот метод использует как природные лектины, так и искусственные моноклональные антитела, оба из которых иммобилизуются на определенной матрице (чипе) и инкубируются с флуоресцентным образцом гликопротеина. Гликанные массивы, такие как предлагаемые Консорциумом функциональной гликомики и Z Biotech LLC, содержат углеводные соединения, которые можно исследовать с помощью лектинов или антител для определения специфичности к углеводам и идентификации лигандов.

Метаболическая и ковалентная маркировка гликанов

Метаболическая метка гликов может быть использована для обнаружения структур гликов. Хорошо известная стратегия включает использование сахаров, меченных азидом, которые могут вступать в реакцию с помощью лигации Штаудингера. Этот метод применялся для визуализации гликов in vitro и in vivo.

Инструменты для гликопротеинов

Рентгеновская кристаллография и спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для полного структурного анализа сложных гликанов – трудная и сложная область. Однако структура участков связывания многочисленных лектинов, ферментов и других белков, связывающих углеводы, позволила выявить широкое разнообразие структурных основ функционирования гликома. Чистота исследуемых образцов достигалась с помощью хроматографии (например, аффинной хроматографии) и аналитического электрофореза (PAGE (полиакриламидный электрофорез), капиллярного электрофореза, аффинного электрофореза и т.д.).