Гликоинформатика
Гликоинформатика — это область биоинформатики , которая занимается изучением углеводов, участвующих в посттрансляционной модификации белков . В широком смысле оно включает (но не ограничивается) разработку баз данных , программного обеспечения и алгоритмов для изучения структур углеводов , гликоконъюгатов , ферментативного углеводов синтеза и расщепления , а также взаимодействий углеводов . Традиционное использование этого термина в настоящее время не включает в себя лечение углеводов с точки зрения более известного пищевого аспекта.
Вопросы для рассмотрения
[ редактировать ]
Несмотря на то, что гликозилирование является наиболее распространенной формой модификации белков с очень сложной углеводной структурой, биоинформатика гликомов все еще очень скудна. [2] [3]
В отличие от белков и нуклеиновых кислот, которые являются линейными, углеводы часто являются разветвленными и чрезвычайно сложными. [4] Например, всего четыре сахара можно соединить вместе, образуя более 5 миллионов различных типов углеводов. [5] или девять различных сахаров могут быть собраны в 15 миллионов возможных цепей из четырех сахаров. [6]
Кроме того, количество простых сахаров , входящих в состав гликанов, больше, чем количество нуклеотидов , входящих в состав ДНК или РНК. Следовательно, оценка их структур требует более вычислительных затрат. [7]
Одним из основных ограничений гликоинформатики является сложность представления сахаров в форме последовательности, особенно из-за их разветвленной природы. [6] Из-за отсутствия генетической программы углеводы не имеют «фиксированной» последовательности. Вместо этого последовательность во многом определяется наличием множества ферментов, их кинетическими различиями и вариациями биосинтетического микроокружения клеток. Это увеличивает сложность анализа и экспериментальную воспроизводимость интересующей углеводной структуры. [8] Именно по этой причине углеводы часто называют «информационно бедными» молекулами.
Базы данных
[ редактировать ]Таблица основных гликобаз данных. [9] [10]
| База данных | Описание | URL-адрес |
|---|---|---|
| GlycomeDB (устаревший) | Портал для гликановых структур, которые были интегрированы из нескольких основных баз данных, связанных с гликанами. | http://www.glycome-db.org |
| GLYCOSCIENCES.de | Одна из самых ранних баз данных о структуре гликанов также включает данные ЯМР и ссылки на литературу. | https://web.archive.org/web/20180521104202/http://www.glycosciences.de/ |
| Консорциум функциональной гликомики (CFG) | Структуры гликанов, данные об аффинности связывания гликанов, данные профилирования гликанов на основе анализа MALDI-TOF, данные фенотипа нокаутных мышей и данные экспрессии гликоферментов. | http://www.functionalglycomics.org |
| База данных Японского консорциума гликобиологии и гликотехнологии (JCGGDB) | Комплексный портал баз данных для основных баз данных, связанных с гликогеном, в Японии, включая масс-спектральные данные профилей гликанов, данные массива лектинов, данные о гликопротеинах, информацию о гликогене, включая информацию о заболеваниях и т. д. | http://jcggdb.jp |
| КЕГ ГЛИКАН | Структуры гликанов и данные об их путях, включая информацию о гликогене, организованную KEGGORTHOLOGY. | http://www.genome.jp/kegg/glycan/ |
| ГлиКоннект | Кураторская информация о гликомной и гликопротеомной структуре и сайтах на основе опубликованных данных в научном журнале. [11] | https://glyconnect.expasy.org |
| ЮниКарб-ДБ | Кураторские тандемные спектры МС со связанными гликановыми структурами. [12] | https://unicarb-db.expasy.org |
| ЮниКарб-ДР | Публичный репозиторий тандемных спектров МС со связанными гликановыми структурами для совместимого с MIRAGE представления данных о гликомике для дополнения публикаций по гликомике. [13] | https://unicarb-dr.glycosmos.org |
| ГлиГен | Получает информацию из нескольких международных источников данных, а также интегрирует и гармонизирует данные по гликоконъюгатам и углеводам. Веб-портал предоставляет пользователям легкую отправную точку для поиска информации о гликозилировании белков, распространении гликанов, гликозилировании при заболеваниях и т. д. | https://www.glygen.org/ |
| База данных структуры углеводов (CSDB) | Куратор структурных, библиографических, таксономических, ЯМР и других данных об углеводах прокариот, растений и грибов. | http://csdb.glycoscience.ru |
| ГлиТуКан | GlyTouCan — это международный репозиторий, который присваивает уникальные регистрационные номера структуре гликанов. [14] | https://glytoucan.org/ |
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Дервилли-Пинель Г. и др. (2004). Углеводные полимеры 55: 171–177.
- ^ Хелениус А, Эби М (2001) ВнутриклеточныйФункции N-связанных гликанов. Наука 291: 2364–2369.
- ^ Кикучи Н. и др. (2005). Биоинформатика 21: 1717–1718. http://bioinformatics.oxfordjournals.org/cgi/content/full/21/8/1717
- ^ Сибергер PH (2005). Природа 437:1239.
- ^ Служба РФ (2001). Наука 291:805-806. http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/291/5505/805a
- ^ Перейти обратно: а б Голубь А (2001). Природная биотехнология 19:913-917. http://www.columbia.edu/cu/biology/courses/w3034/LACpapers/bittersweetNatBiot01.pdf. Архивировано 29 июня 2010 г. в Wayback Machine.
- ^ фон дер Лит CW и др. (2011). EUROCarbDB: платформа открытого доступа для гликоинформатики. Гликобиология 21:4:493–502.
- ^ Люттеке Т. (2012). Применение гликоинформатики в гликохимии. Байльштейн Дж. Орг. хим. 8:915–929. дои: 10.3762/bjoc.8.104
- ^ Аоки-Киношита К.Ф. (2011). Введение в гликоинформатику и вычислительные приложения . Институт Байльштейна. (PDF, 1,57 МБ)
- ^ Егорова К.С., Тукач Ф.В. (2018). Гликоинформатика: соединение изолированных островов в море данных. Angewandte Chemie International Edition 57:14986-14990 | doi:10.1002/anie.201803576
- ^ Алоччи, Давиде; Мариетоз, Жюльен; Гастальделло, Алессандра; Гастайгер, Элизабет; Карлссон, Никлас Г.; Коларич, Дэниел; Пакер, Николь Х.; Лисачек, Фредерик (февраль 2019 г.). «GlyConnect: гликопротеомика становится визуальной, интерактивной и аналитической» . Журнал исследований протеома . 18 (2): 664–677. doi : 10.1021/acs.jproteome.8b00766 . hdl : 10072/382780 . ISSN 1535-3893 . ПМИД 30574787 . S2CID 58570954 .
- ^ Лисачек, Фредерик; Мариетоз, Жюльен; Алоччи, Давиде; Радд, Полин М.; Абрахамс, Джоди Л.; Кэмпбелл, Мэтью П.; Пакер, Николь Х.; Столе, Йонас; Видмальм, Йоран (2017), Лаук, Гордан; Вурер, Манфред (ред.), «Базы данных и сопутствующие инструменты для гликомики и гликопротеомики» , High-Throughput Glycomics and Glycoproteomics , vol. 1503, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer New York, стр. 235–264, doi : 10.1007/978-1-4939-6493-2_18 , ISBN. 978-1-4939-6491-8 , PMID 27743371 , получено 5 февраля 2021 г.
- ^ Рохас-Масиас, Мигель А.; Мариетоз, Жюльен; Андерссон, Питер; Цзинь, Чуньшэн; Венкатакришнан, Винеш; Аоки, Нобуюки П.; Шинмати, Дайсуке; Эшвуд, Кристофер; Мадунич, Катарина; Чжан, Тао; Миллер, Ребекка Л. (декабрь 2019 г.). «На пути к стандартизированной инфраструктуре биоинформатики для N- и O-гликомики» . Природные коммуникации . 10 (1): 3275. Бибкод : 2019NatCo..10.3275R . дои : 10.1038/s41467-019-11131-x . ISSN 2041-1723 . ПМК 6796180 . ПМИД 31332201 .
- ^ Тимейер, Майкл; Аоки, Казухиро; Полсон, Джеймс; Каммингс, Ричард Д.; Йорк, Уильям С.; Карлссон, Никлас Г.; Лисачек, Фредерик; Пакер, Николь Х.; Кэмпбелл, Мэтью П.; Аоки, Нобуюки П.; Фудзита, Акихиро (2017). «GlyTouCan: доступное хранилище структур гликанов» . Гликобиология . 27 (10): 915–919. дои : 10.1093/гликоб/cwx066 . ISSN 1460-2423 . ПМЦ 5881658 . ПМИД 28922742 .
