Иммуноглобулин G N-Гликан Анализ ультра-производительность жидкой хроматографии
Summary
Иммуноглобулин G (IgG) N-гликанхарактеризуется с помощью гидрофильной взаимодействия хроматографии UPLC. Кроме того, структура IgG N-гликанчетко разделена. Представлено здесь введение в этот экспериментальный метод, так что он может быть широко использован в научно-исследовательских условиях.
Abstract
Glycomics является новой подспециализацией в исследованиях системы омики, которая предлагает значительный потенциал в открытии биомаркеров следующего поколения для восприимчивости к болезням, открытия целевых лекарственных средств и точной медицины. Альтернативные IgG N-гликаны были зарегистрированы в нескольких распространенных хронических заболеваний и предложил иметь большой потенциал в клинических приложениях (т.е., биомаркеры для диагностики и прогнозирования заболеваний). IgG N-гликанов широко характеризуется с помощью метода гидрофильной взаимодействия хроматографии (HILIC) ультра-производительности жидкой хроматографии (UPLC). UPLC является стабильной технологией обнаружения с хорошей воспроизводимостью и высокой относительной количественной точностью. Кроме того, структура IgG N-гликанчетко разделена, а гликановский состав и относительное изобилие в плазме характеризуются.
Introduction
N-гликозилирование человеческих белков является общей и важной посттрансляционной модификацией1 и может помочь предсказать возникновение и развитие заболеваний относительно точно. В связи со сложностью его структуры, ожидается, что Есть более чем 5000 гликановых структур, обеспечивая большой потенциал в качестве диагностических и прогностических биомаркеров для заболеваний2. N-гликанов, прикрепленных к иммуноглобулину G (IgG), как было показано, имеют важное значение для функции IgG, и IgG N-гликозилирование участвует в балансе между про- и противовоспалительными системами3. Дифференциальная IgG N-гликозилирование участвует в развитии и прогрессировании заболеваний, представляющих как предрасположенность, так и функциональный механизм, участвующий в патологии заболевания. Воспалительная роль IgG N-гликозилирования была связана со старением, воспалительными заболеваниями, аутоиммунными заболеваниями и раком4.
С развитием технологии обнаружения, наиболее широко используются следующие методы в гликомиксах высокой пропускной способности: гидрофильные взаимодействия хроматографии (HILIC) ультрапроизводительной жидкой хроматографии с обнаружением флуоресценции (UPLC-FLR), мультиплексного капиллярного геля электрофорекса с лазерным индуцированным Обнаружение флуоресценции (xCGE-LIF), матричной лазерной дезорпации/ионизации времени полета масс-спектрометрии (MALDI-TOF-MS) и жидкой хроматографии электроспрейной масс-спектрометрии (LC-ESI-MS) . Эти методы преодолели предыдущие недостатки низкого потока, нестабильные результаты, и низкая чувствительность специфичность5,6.
UPLC широко используется для изучения связи между IgG N-гликозилирование и некоторые заболевания (т.е. старение7, ожирение8, дислипидемия9, диабет II типа10, гипертония11, ишемический инсульт12, и болезнь Паркинсона13). По сравнению с другими тремя вышеупомянутыми методами, UPLC имеет следующие преимущества5,14. Во-первых, он обеспечивает относительный метод количественного анализа, а анализ данных, который включает в себя полное нормализацию площади, улучшает сопоставимость каждой выборки. Во-вторых, стоимость оборудования и требуемых знаний относительно невелики, что облегчает внедрение и преобразование биомаркеров гликозилирования в клинические приложения. Представлено здесь введение в UPLC, чтобы он мог быть более широко используется.
Protocol
Representative Results
Discussion
UPLC служит в качестве метода относительного количественного анализа5,15. Полученные результаты свидетельствуют о том, что UPLC является стабильной технологией обнаружения с хорошей воспроизводимостью и относительной количественной точностью. Количество ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана грантами Национального фонда естественных наук Китая (81673247 и 81872682) и Австралийско-китайский совместный грант (NH и MRC – APP11112767 -NSFC 81561128020).
Materials
| 2-aminobenzamide, 2-AB | Sigma, China | ||
| 96-well collection plate | AXYGEN | ||
| 96-well filter plate | Pol | 0.45 um GHP | |
| 96-well monolithic plate | BIA Separations | ||
| 96-well plate rotor | Eppendorf Co., Ltd, Germany | T_1087461900 | |
| Acetic acid | Sigma, China | ||
| Acetonitrile | Huihai Keyi Technology Co., Ltd, China | ||
| Ammonium bicarbonate | Shenggong Biological Engineering Co., Ltd, China | ||
| Ammonium formate | Beijing Minruida Technology Co., Ltd. | ||
| Constant shaking incubator/rocker | Zhicheng analytical instrument manufacturing co., Ltd, China | ZWY-10313 | |
| Dextran Calibration Ladder/Glycopeptide column | Watts technology Co., Ltd, China | BEH column | |
| Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sigma, China | ||
| Disodium phosphate | Shenggong Biological Engineering Co., Ltd, China | ||
| Electric ovens | Tester instruments Co., Ltd | 202-2AB | |
| Empower 3.0 | Waters technology Co., Ltd, America | ||
| Ethanol | Huihai Keyi Technology Co., Ltd, China | ||
| Formic acid | Sigma, China | ||
| GlycoProfile 2-AB Labeling kit | Sigma, China | ||
| HCl | Junrui Biotechnology Co., Ltd, China | ||
| High-speed centrifuge | Eppendorf Co., Ltd, Germany | 5430 | |
| Igepal | Sigma, China | ||
| Low temperature centrifuge | Eppendorf Co., Ltd, Germany | ||
| Low temperature refrigerator | Qingdao Haier Co., Ltd | ||
| Manifold 96-well plate | Watts technology Co., Ltd, China | 186001831 | |
| Methanol | Huihai Keyi Technology Co., Ltd, China | ||
| Milli-Q pure water meter | Millipore Co., Ltd, America | Advantage A10 | |
| NaOH | Shenggong Biological Engineering Co., Ltd, China | ||
| PH tester | Sartorius Co., Ltd, Germany | PB-10 | |
| Phosphate buffered saline, PBS | Shenggong Biological Engineering Co., Ltd, China | ||
| Pipette | Eppendorf Co., Ltd, Germany | 4672100, 0.5-10μl & 10-100μl & 20-200μl & 1000μl | |
| PNGase F enzyme | Sigma, China | ||
| Potassium dihydrogen phosphate | Shenggong Biological Engineering Co., Ltd, China | ||
| Propan-2-ol | Huihai Keyi Technology Co., Ltd, China | ||
| SDS | Sigma, China | ||
| Sodium chloride | Shenggong Biological Engineering Co., Ltd, China | ||
| Sodium cyanoborohydride (NaBH3CN) | Sigma, China | ||
| Spectrophotometer | Shanghai Yuanxi instrument Co., Ltd | B-500 | |
| Transfer liquid gun | Smer Fell Science and Technology Co., Ltd, China | 4672100 | |
| Tris | Amresco, America | ||
| Ultra-low temperature refrigerator | Thermo Co., Ltd, America | MLT-1386-3-V; MDF-382E | |
| Ultra-performance liquid chromatography | Watts technology Co., Ltd, China | Acquity MLtraPerformance LC | |
| Vacuum Pump | Watts technology Co., Ltd, China | 725000604 | |
| Volatilizing machine/Dryer | Eppendorf Co., Ltd, Germany | T_1087461900 | |
| Vortex | Changzhou Enpei instrument Co., Ltd, China | NP-30S | |
| Water-bath | Tester instruments Co., Ltd | DK-98-IIA | |
| Weighing balance | Shanghai Jingke Scientific Instrument Co., Ltd. | MP200B |
References
- Kolarich, D., Lepenies, B., Seeberger, P. H. Glycomics, glycoproteomics and the immune system. Current Opinion in Chemical Biology. 16, 214 (2012).
- Cummings, R., Pierce, J. M. The Challenge and Promise of Glycomics. Chemistry Biology. 21 (1), (2014).
- Shade, K. T. C., Anthony, R. M. Antibody Glycosylation and Inflammation. Antibodies. 2, 392 (2013).
- Gudelj, I., Lauc, G., Pezer, M. Immunoglobulin G glycosylation in aging and diseases. Cellular Immunology. 333, 65 (2018).
- Huffman, J. E., et al. Comparative performance of four methods for high-throughput glycosylation analysis of immunoglobulin G in genetic and epidemiological research. Molecular Cellular Proteomics. 13, 1598 (2014).
- Stockmann, H., Adamczyk, B., Hayes, J., Rudd, P. M. Automated, high-throughput IgG-antibody glycoprofiling platform. Analytical Chemistry. 85, 8841 (2013).
- Kristic, J., et al. Glycans are a novel biomarker of chronological and biological ages. Journals of Gerontology. Series A, Biological Sciences Medical Sciences. 69, 779 (2014).
- Nikolac, P. M., et al. The association between galactosylation of immunoglobulin G and body mass index. Progress in Neuropsychopharmacology Biological Psychiatry. 48, 20 (2014).
- Liu, D., et al. The changes of immunoglobulin G N-glycosylation in blood lipids and dyslipidaemia. Journal of Translational Medicine. 16, 235 (2018).
- Lemmers, R., et al. IgG glycan patterns are associated with type 2 diabetes in independent European populations. Biochimica Biophysica Acta General Subjects. 1861, 2240 (2017).
- Wang, Y., et al. The Association Between Glycosylation of Immunoglobulin G and Hypertension: A Multiple Ethnic Cross-Sectional Study. Medicine (Baltimore). 95, e3379 (2016).
- Liu, D., et al. Ischemic stroke is associated with the pro-inflammatory potential of N-glycosylated immunoglobulin G. Journal of Neuroinflammation. 15, 123 (2018).
- Russell, A. C., et al. The N-glycosylation of immunoglobulin G as a novel biomarker of Parkinson’s disease. GLYCOBIOLOGY. 27, 501 (2017).
- Bones, J., Mittermayr, S., O’Donoghue, N., Guttman, A., Rudd, P. M. Ultra performance liquid chromatographic profiling of serum N-glycans for fast and efficient identification of cancer associated alterations in glycosylation. Analytical Chemistry. 82, 10208 (2010).
- Pucic, M., et al. High throughput isolation and glycosylation analysis of IgG-variability and heritability of the IgG glycome in three isolated human populations. Molecular Cellular Proteomics. 10, M111 (2011).
- Berruex, L. G., Freitag, R., Tennikova, T. B. Comparison of antibody binding to immobilized group specific affinity ligands in high performance monolith affinity chromatography. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 24, 95 (2000).
- Ren, S., et al. Distribution of IgG galactosylation as a promising biomarker for cancer screening in multiple cancer types. Cell Research. 26, 963 (2016).
