Новости химической науки > Поиск гликопротеиновых биомаркеров упрощается

Исследователи из Испании разработали новый метод идентификации гликопротеидов, которые могут присутствовать в образцах физиологических жидкостей, взятых для анализа. Новая методика, которая основана на применении гелей, поможет в диагностике таких заболеваний, как опухоли, воспалительные процессы и нейродегенеративные заболевания.

Гликопротеиды – биологические молекулы, в которых пептидная цепь связана с гликановой (зачастую поли- или олигомерной) простетической группой; они принимают участие в миллионах биологических процессов, включая иммунный отклик организма, механизм действия гормонов и взаимодействие сперматозоида с яйцеклеткой. Биологическая роль гликопротеида определяется строением углеводной части биомолекулы. Поскольку изменения гликопротеинового состава в организме может быть свидетельством заболевания, был разработан метод диагностики заболеваний, включая рак прямой кишки, по обнаружению гликопротеидов строго определенного строения в образцах анализов пациентов.

Смесь белков (на схеме обозначена красным, желтым и синим) разделяется на геле в соответствии с молекулярным весом. Стекло, с предварительно нанесенным рисунком из лектинов – белков, связывающихся с сахарами, находится на поверхности геля. С лектином на стекле (синие, красные) связываются только гликопротеиды, что позволяет исследователям их идентифицировать и анализировать. (Рисунок из ACS Chem. Biol., 2012; DOI: 10.1021/cb300262x)

Однако организм человека вырабатывает огромное количество гликанов, которые могут быть связываться с белками с различным типом углеводных фрагментов, которые могут взаимодействовать друг с другом и с белком различными способами. Это приводит к тому, что идентификация специфических гликопротеидов представляет собой непростую задачку. Существующие в настоящее время методы анализа гликопротеидов требуют проведения таких трудоемких операций, как хроматографическое разделение белков.

Нильс-Кристиан Райхардт (Niels-Christian Reichardt) считает, что решил проблему утомительного разделения гликопротеидов, содержащихся в сложном по составу образце, разработав новый метод. Исследователь предположил, что набор лектинов, белков, связывающихся с гликанами определенного строения, в сочетании с электрофорезом в геле могут решить проблему.

Исследователи из группы Райхардта выбрали 20 коммерчески доступных лектинов, набор, способный связываться с широким кругом сахаров. Исследователи нанесли лектины повторяющимися рядами на покровные стекла микроскопа. На следующем этапе исследователи разделили смесь белков с флуоресцентными метками по их молекулярному весу с помощью электрофореза в геле, после чего аккуратно положили на гель покровное стекло с лейцином и плотно прижали покровное стекло к гелю.

После проведения этой операции и контакта геля с покровным стеклом исследователи с помощью флуоресцентной микроскопии обнаружили, что гликопротеиды покинули гель, связавшись со слоем лектинов. Для более детального изучения гликопротеинов исследователи растворили полоску лектина с адсорбированными гликопротеидами и изучили сложные сахаросодержащие белки с помощью масс-спектрометрии. Разработанная методика анализа требует всего лишь четырех часов, в то время как ранее известные методы анализа гликопротеидов требовали 20 часов.

Источник: ACS Chem. Biol., 2012; DOI: 10.1021/cb300262x

метки статьи: #аналитическая химия, #биомедицинские микроприборы, #биохимия, #молекулярная биология