Published April 1, 2015
| Version v1
Publication
Open
Unravelling Glucan Recognition Systems by Glycome Microarrays Using the Designer Approach and Mass Spectrometry
Creators
- 1. Imperial College London
- 2. Universidade Nova de Lisboa
- 3. University of Lisbon
- 4. Rede de Química e Tecnologia
- 5. Ocean University of China
- 6. Wuhan University
- 7. Instituto Tecnológico de Chascomús
- 8. National University of General San Martín
- 9. Istituto Superiore di Sanità
- 10. SRI International
Description
Glucans are polymers of d-glucose with differing linkages in linear or branched sequences. They are constituents of microbial and plant cell-walls and involved in important bio-recognition processes, including immunomodulation, anticancer activities, pathogen virulence, and plant cell-wall biodegradation. Translational possibilities for these activities in medicine and biotechnology are considerable. High-throughput micro-methods are needed to screen proteins for recognition of specific glucan sequences as a lead to structure-function studies and their exploitation. We describe construction of a "glucome" microarray, the first sequence-defined glycome-scale microarray, using a "designer" approach from targeted ligand-bearing glucans in conjunction with a novel high-sensitivity mass spectrometric sequencing method, as a screening tool to assign glucan recognition motifs. The glucome microarray comprises 153 oligosaccharide probes with high purity, representing major sequences in glucans. Negative-ion electrospray tandem mass spectrometry with collision-induced dissociation was used for complete linkage analysis of gluco-oligosaccharides in linear "homo" and "hetero" and branched sequences. The system is validated using antibodies and carbohydrate-binding modules known to target α- or β-glucans in different biological contexts, extending knowledge on their specificities, and applied to reveal new information on glucan recognition by two signaling molecules of the immune system against pathogens: Dectin-1 and DC-SIGN. The sequencing of the glucan oligosaccharides by the MS method and their interrogation on the microarrays provides detailed information on linkage, sequence and chain length requirements of glucan-recognizing proteins, and are a sensitive means of revealing unsuspected sequences in the polysaccharides.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الجلوكان هي بوليمرات من d - glucose ذات روابط مختلفة في تسلسلات خطية أو متفرعة. وهي مكونات لجدران الخلايا الميكروبية والنباتية وتشارك في عمليات التعرف الحيوي الهامة، بما في ذلك التعديل المناعي، والأنشطة المضادة للسرطان، وفوعة مسببات الأمراض، والتحلل البيولوجي لجدران الخلايا النباتية. إن الاحتمالات الانتقالية لهذه الأنشطة في الطب والتكنولوجيا الحيوية كبيرة. هناك حاجة إلى طرق دقيقة عالية الإنتاجية لفحص البروتينات للتعرف على تسلسلات جلوكان محددة كرائد لدراسات وظائف الهيكل واستغلالها. وصفنا بناء مصفوفة ميكروية "جلوكوم"، أول مصفوفة ميكروية محددة بالتسلسل، باستخدام نهج "مصمم" من الجلوكان الحامل للرباط المستهدف بالتزامن مع طريقة تسلسل طيفي كتلي عالي الحساسية، كأداة فحص لتعيين زخارف التعرف على الجلوكان. تشتمل مصفوفة الغلوكوم الدقيقة على 153 مسبارًا قليل السكاريد بدرجة نقاء عالية، مما يمثل تسلسلات رئيسية في الجلوكان. تم استخدام قياس الطيف الكتلي للرذاذ الكهربائي السالب مع التفكك الناجم عن الاصطدام لتحليل الربط الكامل للسكريات السكرية في التسلسلات الخطية "المتجانسة" و "غير المتجانسة" والمتفرعة. يتم التحقق من صحة النظام باستخدام الأجسام المضادة ووحدات ربط الكربوهيدرات المعروفة باستهداف ألفا أو بيتا جلوكان في سياقات بيولوجية مختلفة، وتوسيع المعرفة حول خصوصياتها، وتطبيقها للكشف عن معلومات جديدة حول التعرف على الجلوكان من قبل اثنين من جزيئات الإشارات في الجهاز المناعي ضد مسببات الأمراض: ديكتين -1 و DC - SIGN. يوفر تسلسل السكريات القليلة الغلوكانية بواسطة طريقة MS واستجوابهم على المصفوفات الدقيقة معلومات مفصلة عن متطلبات الربط والتسلسل وطول السلسلة للبروتينات التي تتعرف على الغلوكان، وهي وسيلة حساسة للكشف عن تسلسلات غير متوقعة في السكريات المتعددة.Translated Description (French)
Les glucanes sont des polymères de d-glucose avec des liaisons différentes dans des séquences linéaires ou ramifiées. Ils sont des constituants des parois cellulaires microbiennes et végétales et sont impliqués dans d'importants processus de bio-reconnaissance, notamment l'immunomodulation, les activités anticancéreuses, la virulence des agents pathogènes et la biodégradation des parois cellulaires végétales. Les possibilités de traduction pour ces activités en médecine et en biotechnologie sont considérables. Des micro-méthodes à haut débit sont nécessaires pour cribler les protéines en vue de la reconnaissance de séquences de glucane spécifiques en vue d'études structure-fonction et de leur exploitation. Nous décrivons la construction d'un microréseau « glucome », le premier microréseau à l'échelle du glycome défini par séquence, en utilisant une approche « concepteur » à partir de glucanes porteurs de ligands ciblés en conjonction avec une nouvelle méthode de séquençage spectrométrique de masse à haute sensibilité, comme outil de criblage pour attribuer des motifs de reconnaissance de glucane. Le microréseau de glucomes comprend 153 sondes oligosaccharidiques de grande pureté, représentant des séquences majeures dans les glucanes. La spectrométrie de masse en tandem par électronébulisation d'ions négatifs avec dissociation induite par collision a été utilisée pour l'analyse de liaison complète de gluco-oligosaccharides dans des séquences linéaires « homo » et « hétéro » et ramifiées. Le système est validé à l'aide d'anticorps et de modules de liaison aux glucides connus pour cibler les α- ou β-glucanes dans différents contextes biologiques, en élargissant les connaissances sur leurs spécificités, et appliqué pour révéler de nouvelles informations sur la reconnaissance des glucanes par deux molécules de signalisation du système immunitaire contre les agents pathogènes : Dectin-1 et DC-SIGN. Le séquençage des oligosaccharides glucaniques par la méthode MS et leur interrogation sur les microréseaux fournit des informations détaillées sur les exigences de liaison, de séquence et de longueur de chaîne des protéines reconnaissant le glucane, et constituent un moyen sensible de révéler des séquences insoupçonnées dans les polysaccharides.Translated Description (Spanish)
Los glucanos son polímeros de d-glucosa con enlaces diferentes en secuencias lineales o ramificadas. Son constituyentes de las paredes celulares microbianas y vegetales e intervienen en importantes procesos de bio-reconocimiento, como la inmunomodulación, las actividades anticancerígenas, la virulencia de patógenos y la biodegradación de las paredes celulares de las plantas. Las posibilidades de traducción para estas actividades en medicina y biotecnología son considerables. Se necesitan micrométodos de alto rendimiento para cribar proteínas para el reconocimiento de secuencias específicas de glucano como una ventaja para los estudios de estructura-función y su explotación. Describimos la construcción de una micromatriz de "glucoma", la primera micromatriz de escala de glifosato definida por secuencia, utilizando un enfoque de "diseñador" a partir de glucanos portadores de ligandos dirigidos junto con un nuevo método de secuenciación por espectrometría de masas de alta sensibilidad, como herramienta de detección para asignar motivos de reconocimiento de glucanos. La micromatriz de glucomas comprende 153 sondas de oligosacáridos con alta pureza, que representan secuencias principales en glucanos. Se utilizó espectrometría de masas en tándem por electropulverización de iones negativos con disociación inducida por colisión para el análisis de enlace completo de gluco-oligosacáridos en secuencias lineales "homo" y "hetero" y ramificadas. El sistema se valida utilizando anticuerpos y módulos de unión a carbohidratos conocidos por dirigirse a α- o β-glucanos en diferentes contextos biológicos, ampliando el conocimiento sobre sus especificidades, y se aplica para revelar nueva información sobre el reconocimiento de glucanos por dos moléculas de señalización del sistema inmune contra patógenos: Dectina-1 y DC-SIGN. La secuenciación de los oligosacáridos de glucano mediante el método MS y su interrogación en las micromatrices proporciona información detallada sobre los requisitos de enlace, secuencia y longitud de cadena de las proteínas que reconocen el glucano, y son un medio sensible para revelar secuencias insospechadas en los polisacáridos.Files
974.full.pdf.pdf
Files
(15.8 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:15d6ff66bd5fc2a06447b3548e96cc02
|
15.8 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- كشف أنظمة التعرف على الجلوكان بواسطة مصفوفات الغليكوم الدقيقة باستخدام نهج المصمم وقياس الطيف الكتلي
- Translated title (French)
- Démêler les systèmes de reconnaissance des glucanes par les microréseaux Glycome en utilisant l'approche du concepteur et la spectrométrie de masse
- Translated title (Spanish)
- Desentrañar los sistemas de reconocimiento de glucanos mediante micromatrices de Glycome utilizando el enfoque del diseñador y la espectrometría de masas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2129104462
- DOI
- 10.1074/mcp.m115.048272
References
- https://openalex.org/W148407176
- https://openalex.org/W1528015251
- https://openalex.org/W1572864374
- https://openalex.org/W1964009068
- https://openalex.org/W1964850706
- https://openalex.org/W1966963462
- https://openalex.org/W1968226949
- https://openalex.org/W1977635065
- https://openalex.org/W1984843685
- https://openalex.org/W1987374413
- https://openalex.org/W1991602629
- https://openalex.org/W1992066825
- https://openalex.org/W1994397364
- https://openalex.org/W1994729820
- https://openalex.org/W2002287967
- https://openalex.org/W2002611996
- https://openalex.org/W2004520185
- https://openalex.org/W2010595874
- https://openalex.org/W2012690617
- https://openalex.org/W2016022388
- https://openalex.org/W2021806900
- https://openalex.org/W2022846836
- https://openalex.org/W2023851701
- https://openalex.org/W2035356844
- https://openalex.org/W2036419366
- https://openalex.org/W2043436308
- https://openalex.org/W2045052501
- https://openalex.org/W2045589130
- https://openalex.org/W2050859709
- https://openalex.org/W2056457078
- https://openalex.org/W2071628533
- https://openalex.org/W2083284507
- https://openalex.org/W2084012987
- https://openalex.org/W2088615532
- https://openalex.org/W2093478317
- https://openalex.org/W2093608891
- https://openalex.org/W2100093719
- https://openalex.org/W2106105590
- https://openalex.org/W2107531246
- https://openalex.org/W2111527254
- https://openalex.org/W2124539321
- https://openalex.org/W2126073069
- https://openalex.org/W2130699389
- https://openalex.org/W2148604191
- https://openalex.org/W2150463016
- https://openalex.org/W2153422814
- https://openalex.org/W2153628221
- https://openalex.org/W2160651625
- https://openalex.org/W2169658842
- https://openalex.org/W2334796132