Los investigadores de Johns Hopkins Medicine han desarrollado una nueva herramienta molecular que llaman EXoO, que decodifica dónde se unen los azúcares específicos de las proteínas, una posible modificación debido a una enfermedad. El estudio, publicado en el número 14 de Biología de sistemas moleculares , describe el desarrollo de la herramienta y su uso exitoso en sangre humana, tumores y células inmunes.
La mitad de todas las proteínas producidas en las células humanas tienen moléculas de azúcar unidas, las más comunes son los N-glucanos y O-glucanos. Hasta ahora, los O-glucanos han sido más difíciles de estudiar porque no había herramientas adecuadas paraidentifíquelos. Y, mientras que las proteínas se codifican y elaboran de acuerdo con el modelo de ADN, si los azúcares están unidos a las proteínas y cuántos pueden variar, especialmente en condiciones de enfermedad.
"El mayor desafío en el campo de la glicobiología ha sido determinar qué azúcares se conjugan en dónde y en qué proteínas, y ahora hemos desarrollado una forma confiable de hacerlo", dice Weiming Yang, Ph.D.,investigador asociado en patología en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. "Además, hemos demostrado que EXoO se puede utilizar en todo tipo de muestras, incluidos tejidos, fluidos corporales y células".
El equipo desarrolló EXoO combinando diferentes reacciones y aprovechando un proceso que el equipo había desarrollado para estudiar otras proteínas ligadas al azúcar y una enzima bacteriana llamada OpeRATOR, conocida por cortar proteínas en los sitios de unión de los O-glucanos. En resumen, la proteínaLas muestras se digieren primero en trozos más pequeños, luego se unen a un soporte sólido, que se trata con la enzima OpeRATOR que libera pequeños trozos de proteínas en los sitios de unión del O-glicano. Luego se analizan esos trozos de proteínas para determinar dóndeel azúcar está unido
"Esto fue genial. Demostramos que EXoO es la primera herramienta que puede identificar el sitio y definir el glucano específico del sitio", dice Yang.
Para establecer que el nuevo proceso funciona, el equipo usó primero EXoO en una proteína de becerro glicol-fetal bien estudiada, conocida por contener seis sitios potenciales de unión de O-glicano. Después de ejecutar esta proteína a través de EXoO, el equipo pudo confirmarlos seis sitios conocidos, así como identificar un séptimo sitio.
El equipo luego preguntó si EXoO podría usarse a mayor escala con mezclas complejas de proteínas. Por lo tanto, aplicó el método EXoO a muestras de tejido renal normales y cancerosas de tres pacientes con carcinoma renal de células claras, células T y suero sanguíneo.En los tejidos renales, los investigadores pudieron mapear 35.848 piezas de proteínas a 2.804 proteínas que contienen O-glucano con 1.781 sitios de unión de 592 proteínas; de las células T, 4.623 piezas de proteína a 1.982 proteínas de O-glucano con 1.295 sitios de unión de 590 proteínas; y del suero sanguíneo, 6,157 piezas de proteína a 1,060 proteínas de O-glicano con 732 sitios de unión de 306 proteínas totales.
Al comparar sus datos con el trabajo realizado por otros previamente y recopilados en tres bases de datos de glucoproteomas, los resultados del equipo de investigación revelaron 2.580 sitios de O-glucano que nunca antes se habían informado, un aumento del 94 por ciento de los sitios conocidos.
Los investigadores encontraron 56 proteínas que eran diferentes en la fijación de O-glucano al comparar tejidos renales normales con tumores, mientras que dos proteínas bien conocidas no asociadas con cáncer de riñón mostraron nuevos cambios en las células tumorales en comparación con las células normales. Los investigadores dicen que estos resultadossugieren que los enlaces de O-glucano a las proteínas es dinámico y puede ser muy específico para la enfermedad.
"Esperamos que esta herramienta sea útil para los investigadores y aquellos que estudian los roles de la glicosilación ligada a O en la biología y las enfermedades normales", dice Hui Zhang, Ph.D., MS, profesor de patología en el Johns HopkinsFacultad de Medicina de la Universidad y autor principal del informe.
Otros autores del artículo fueron los investigadores de Johns Hopkins Medicine, Minghui Ao, Yingwei Hu, Qing Kay Li y Hui Zhang.
El estudio fue apoyado por el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas, la Red de Investigación de Detección Temprana del Instituto Nacional del Cáncer, el Consorcio de Análisis Clínico de Tumores Proteómicos, los Programas de Excelencia del Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre en Glicociencias, y la Fundación paraInvestigación sobre el SIDA amfAR para llevar bioingenieros para curar el VIH.
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Materiales proporcionado por Medicina Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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