Vědci vyvinuli novou metodu identifikace glykosylovaných proteinů

Post-translační modifikace proteinů ovládají různé procesy v našem těle, proto je pro další výzkum lidského organismu nezbytná jejich identifikace. Vědci z Max-Planckova institutu biochemie v Martinsried (Německo) vyvinuli novou metodu, díky které jsou schopni identifikovat více než 6000 glykosylovaných míst proteinů v různých tkáních, a tím položili důležitý základ pro lepší porozumění životních procesů. Jejich výzkum byl publikován 28. května 2010 v časopisu Cell.

Mnoho biologických mechanismů, jako například imunitní odpověď, apoptóza nebo patogeneze, je založeno na dodatečné přeměně jednotek proteinů - aminokyselin. Vědci nazývají tento proces post-translační modifikace proteinů.

Ačkoli se technologie v proteomice v posledních letech rapidně zdokonalily, identifikace modifikovaných proteinů byla doposud možná jen s omezením. Obzvláště glykosylace, při které se na aminokyseliny vážou cukry, nebyla velmi prozkoumána. Ale právě tento proces představuje jeden z nejdůležitějších mechanismů pro přeměnu proteinů a hraje důležitou roli při utváření orgánů a organismu.

Pokud se během modifikace proteinů vyskytne chyba nebo pokud se reakce odehraje neregulovanou cestou, může to vést ke vzniku různých onemocnění, např. Alzheimerovy nebo Creutzfeldt-Jakobovy choroby.

Nyní vědci z Max-Planckova institutu biochemie pod vedením Matthiase Manna vyvinuli metodu založenou na hmotnostní spektrometrii, která dovoluje vysoce účinnou cestou identifikaci N‑glykosylovaných míst proteinů v různých druzích tkání. N-glykosylace je specifický typ glykosylace, během které jsou cukry vázány na aminokyselinu asparagin, označovanou zkráceně písmenem N. N-glykosylace je jedna z nejvýznamnějších post‑translačních modifikací proteinů.

Nová metoda je založena na filtrační technice, která poskytuje možnost extrahovat také spatně přístupné proteiny z biologických vzorků. Vědci kombinují tuto metodu s hmotnostním spektrometrem, pomocí něhož byli schopni identifikovat 6367 N-glykosylovaných míst proteinů. Kromě toho také odvodili neobvyklé modely pro rozpoznání sekvence N‑glykosylace.

Tyto závěry představují důležitý pokrok v proteomice, protože pomáhají ještě lépe porozumět procesům uvnitř lidského těla. Kromě toho mohou hrát důležitou roli pro výzkum nemocí. Vědcům se podařilo identifikovat některá modifikovaná místa proteinů, která jsou spojována s různými onemocněními: objevili doteď neznámá N-glykosylovaná místa proteinů, která hrají důležitou roli u Alzheimerovy choroby, nejběžnějšího typu demence.

Protože je N‑glykosylace zahrnuta do několika nepříznivých procesů, které u Alzheimerovy nemoci probíhají, vědci se domnívají, že tento typ modifikace proteinů přímo způsobuje toto onemocnění nebo zásadně ovlivňuje jeho průběh. Z toho důvodu vědci z Max-Planckova institutu doufají, že by výsledky této studie mohly přispět k dalšímu výzkumu různých onemocnění, například Alzheimerovy choroby.

Autor: Dagmar Smětalová

Zdroje:

http://www.sciencedaily.com/releases/2010/05/100528093210.htm

D. Zielinska, F. Gnad, J. Wisniewski, M. Mann. Precision Mapping of an In Vivo N-Glycoproteome Reveals Rigid Topological and Sequence Constraints. Cell, 2010; 141 (5): 897, online: http://www.cell.com/abstract/S0092-8674(10)00386-7#Summary