글리콤
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1. 개요
글리콤은 글리칸 분석에 사용되는 다양한 도구와 기술을 설명하는 문서이다. 여기에는 고해상도 질량 분석법(MS) 및 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC), 다중 반응 모니터링(MRM), 어레이 기반 기술, 글리칸의 대사 및 공유 표지, 그리고 당단백질 연구 도구 등이 포함된다. 이러한 기술들은 글리칸의 구조와 기능을 연구하고, 바이오마커를 발굴하는 데 사용된다.
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| 글리콤 | |
|---|---|
| 일반 정보 | |
| 종류 | 대사체 |
| 설명 | 생물체 내의 모든 당(유리 또는 결합)의 완전한 집합 |
2. 글리콤 연구에 사용되는 도구
- '''질량 분석법 (MS) 및 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)''': 글리칸 부분을 표적에서 효소나 화학 물질로 절단하여 분석한다.
- '''다중 반응 모니터링 (MRM)''': 대사체학 및 단백체학에서 널리 사용되며, 글리칸 바이오마커 연구 및 발굴에 적합하다.
- '''어레이 기반 기술''': 렉틴 및 항체 어레이는 글리칸을 포함하는 많은 샘플을 빠르게 스크리닝할 수 있게 해준다. 이 방법은 자연적으로 발생하는 렉틴 또는 인공 단일클론 항체를 사용하며, 둘 다 특정 칩에 고정되어 형광 당단백질 샘플과 함께 배양된다.
- '''글리칸의 대사 및 공유 표지''': 당질 구조를 감지하는 방법으로, 당질의 체외 및 체내 이미징에 사용된다.
- '''X선 결정학 및 핵자기 공명(NMR) 분광법''': 복합 당사슬의 구조 분석에 사용되지만 복잡하다.
- '''크로마토그래피 및 전기영동''': 검사 시료의 순도를 얻는 데 사용된다.
2. 1. 고해상도 질량 분석법 (MS) 및 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)
가장 일반적으로 사용되는 방법은 글리칸 부분을 표적에서 효소적으로 또는 화학적으로 절단하여 분석하는 MS와 HPLC이다.[6] 당지질의 경우, 지질 성분을 분리하지 않고 직접 분석할 수 있다.당단백질에서 유래한 N-글리칸은 당의 환원 말단을 형광 화합물로 태깅한 후(환원 라벨링) 고성능 액체 크로마토그래피(역상, 정상상 및 이온 교환 HPLC)로 일상적으로 분석된다.[7] 최근 몇 년 동안 2-아미노벤즈아미드(AB), 안트라닐산(AA), 2-아미노피리딘(PA), 2-아미노아크리돈(AMAC) 및 3-(아세틸아미노)-6-아미노아크리딘(AA-Ac) 등 다양한 라벨이 도입되었다.[8]
O-글리칸은 일반적으로 라벨링을 방지하는 화학적 방출 조건 때문에 태그 없이 분석된다.
고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC) 기기에서 분획된 글리칸은 구조와 순도에 대한 추가 정보를 얻기 위해 MALDI-TOF-MS(MS)로 추가 분석할 수 있다. 때로는 글리칸 풀을 사전 분획 없이 질량 분석법으로 직접 분석하기도 하지만, 등압 글리칸 구조 간의 구별은 더 어렵거나 항상 가능한 것은 아니다. 어쨌든, 직접적인 MALDI-TOF-MS 분석은 글리칸 풀을 빠르고 간단하게 설명할 수 있다.[9]
최근 몇 년 동안, 질량 분석법과 온라인으로 결합된 고성능 액체 크로마토그래피가 매우 인기를 얻었다. 액체 크로마토그래피용 고 다공성 흑연 탄소를 고정상으로 선택하면 유도체화되지 않은 글리칸도 분석할 수 있다. 여기서 검출은 질량 분석법으로 수행되지만, MALDI-MS 대신 ESI가 더 자주 사용된다.[10][11][12]
2. 2. 다중 반응 모니터링 (MRM)
다중 반응 모니터링(MRM)은 대사체학 및 단백체학에서 널리 사용되어 왔지만, 높은 감도와 넓은 동적 범위에 걸친 선형 응답 특성으로 인해 글리칸 바이오마커 연구 및 발굴에 특히 적합하다. MRM은 삼중 사중극자(QqQ) 기기를 사용하여 수행되며, 첫 번째 사중극자에서 미리 결정된 전구 이온을 감지하고, 충돌 사중극자에서 조각화하고, 세 번째 사중극자에서 미리 결정된 단편 이온을 감지하도록 설정되어 있다. 이는 비주사 기술로, 각 전이가 개별적으로 감지되며 여러 전이의 감지가 듀티 사이클에서 동시에 발생한다. 이 기술은 면역 글리콤을 특성화하는 데 사용되고 있다.[13][14]2. 2. 1. 질량 분석법의 장단점
MS와 HPLC는 글리칸 부분을 표적에서 효소적 또는 화학적으로 절단하여 분석하는 데 가장 일반적으로 사용되는 방법이다.[6] 당지질의 경우, 지질 성분을 분리하지 않고 직접 분석할 수 있다.HPLC 기기에서 분획된 글리칸은 구조와 순도에 대한 추가 정보를 얻기 위해 MALDI-TOF-MS(MS)로 추가 분석할 수 있다. 때로는 글리칸 풀을 사전 분획 없이 MS으로 직접 분석하기도 하지만, 등압 글리칸 구조 간의 구별은 더 어렵거나 항상 가능한 것은 아니다. 어쨌든, 직접적인 MALDI-TOF-MS 분석은 글리칸 풀을 빠르고 간단하게 설명할 수 있게 한다.[9]
최근 몇 년 동안, 질량 분석법과 온라인으로 결합된 고성능 액체 크로마토그래피가 매우 인기를 얻었다. 액체 크로마토그래피용 고 다공성 흑연 탄소를 고정상으로 선택하면 유도체화되지 않은 글리칸도 분석할 수 있다. 여기서 검출은 질량 분석법으로 수행되지만, MALDI-MS 대신 ESI가 더 자주 사용된다.[10][11][12]
글리칸 분석에서 질량 분석법의 장점과 단점은 다음과 같다.
| 장점 | 단점 |
|---|---|
2. 3. 어레이 기반 기술
렉틴 및 항체 어레이는 글리칸을 포함하는 많은 샘플의 고속 스크리닝을 제공한다. 이 방법은 자연적으로 발생하는 렉틴 또는 인공 단일클론 항체를 사용하며, 둘 다 특정 칩에 고정되어 형광 당단백질 샘플과 함께 배양된다.기능성 당질체 컨소시엄 및 [http://www.zbiotech.com/ Z Biotech LLC]에서 제공하는 것과 같은 글리칸 어레이는 탄수화물 특이성을 정의하고 리간드를 식별하기 위해 렉틴 또는 항체로 스크리닝할 수 있는 탄수화물 화합물을 포함한다.
2. 4. 글리칸의 대사 및 공유 표지
당질의 대사적 표지법은 당질 구조를 감지하는 방법으로 사용될 수 있다. 잘 알려진 전략은 아자이드로 표지된 당을 사용하는 것으로, 이는 슈타우딩거 반응을 사용하여 반응시킬 수 있다. 이 방법은 당질의 체외 및 체내 이미징에 사용되어 왔다.2. 5. 당단백질 연구 도구
X선 결정학 및 핵자기 공명(NMR) 분광법을 이용한 복합 당쇄의 완전한 구조 분석은 어렵고 복잡한 분야이다. 그러나 수많은 렉틴, 효소 및 기타 탄수화물 결합 단백질의 결합 부위 구조는 당쇄 기능의 다양한 구조적 기반을 보여준다. 검사 시료의 순도는 크로마토그래피(친화성 크로마토그래피 등) 및 분석 전기영동(PAGE (폴리아크릴아마이드 겔 전기영동), 모세관 전기영동, 친화성 전기영동 등)을 통해 얻을 수 있다.참조
[1]
웹사이트
Cold Spring Harbor Laboratory Press
http://www.cshlpress[...]
[2]
웹사이트
Essentials of Glycobiology
https://web.archive.[...]
[3]
논문
Genetic defects in the human glycome
https://www.nature.c[...]
2006-07-01
[4]
웹사이트
The glycome project - A sugar-coated proposal
http://www.genomenew[...]
Genome News Network
2001-05-14
[5]
서적
Essentials of Glycobiology
http://www.cshlpress[...]
Cold Spring Harbor Laboratory Press
[6]
논문
Comparison of the methods for profiling glycoprotein glycans—HUPO Human Disease Glycomics/Proteome Initiative multi-institutional study
2007-04
[7]
논문
Structure analyses of oligosaccharides by tagging of the reducing end sugars with a fluorescent compound
1978-11
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[15]
웹사이트
Cold Spring Harbor Laboratory Press
http://www.cshlpress[...]
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