Glykobioinformatika
Databáze a nástroje
Aplikovaná bioinformatika, Jaro 2014

SACHARIDY – KÓDY A GRAFICKÁ ZNÁZORNĚNÍ
•Základní jednotky sacharidů (glykanů) jsou monosacharidy.
•
•NA/proteiny – základní jednotky (nukleotidy, aminokyseliny) jsou jasně definovány a jejich počet
není velký.
•
•Monosacharidů je příliš mnoho, nelze (obecně) použít jednopísmenný kód.

•Jen pro omezenou skupinu sacharidů.
•Problém: modifikace, vazby, větvení.
•Ani „lineární“ kód není jednopísmenný.
•
•

•Jen pro omezenou skupinu sacharidů.
•Problém: modifikace, vazby, větvení.
•Ani „lineární“ kód není jednopísmenný.
•
•




IUPAC NÁZVOSLOVÍ
UNION OF PURE AND APPLIED CHEMISTRY
•http://www.chem.qmul.ac.uk/iupac/2carb/
•
•Systematické názvy/zkrácené názvy (kódy)/triviální názvy
•
•Grafické znázornění (větvení)
•

IUPAC NÁZVOSLOVÍ
UNION OF PURE AND APPLIED CHEMISTRY


IUPAC NÁZVOSLOVÍ
UNION OF PURE AND APPLIED CHEMISTRY
•Tři IUPAC způsoby jak pomocí kódů znázornit oligosacharid.
•Existuje jich více!
•

SACHARIDY – KÓDY A GRAFICKÁ ZNÁZORNĚNÍ
KÓDY A GRAFICKÁ ZNÁZORNĚNÍ – existuje mnoho způsobů a všechny jsou používány!


http://www.glycopedia.eu/
http://www.glycopedia.eu/Abstract





http://www.unicarbkb.org/builder
GLYCAN BUILDER


http://code.google.com/p/glycoworkbench/



GLYCAM BIOMOLECULE BUILDER
http://glycam.ccrc.uga.edu/ccrc/biombuilder/biomb_index.jsp


DATABÁZE
•Databáze obsahující informace o proteinech (součást glykoproteinů, lektiny).
•
•Vlastní databáze glykanů (struktury).
•
•Databáze enzymů a drah účastnících se syntéz a odbourávání glykanů (sacharidů).
•
•Informace o interakcích protein-sacharid
•
•„Glykocentra“ – sdružené databáze, více databází, analytické nástroje

DATABÁZE
Glyco3D
http://www.cermav.cnrs.fr/en
http://glyco3d.cermav.cnrs.fr/

http://glyco3d.cermav.cnrs.fr/



http://glyco3d.cermav.cnrs.fr/



RESEARCH CENTER FOR MEDICAL GLYCOSCIENCE
https://unit.aist.go.jp/rcmg/cie/index_e.html


DATABÁZE
LEKTINY
http://jcggdb.jp/rcmg/glycodb/LectinSearch







DATABÁZE
„GLYKOGENY“
http://jcggdb.jp/rcmg/ggdb/

CONSORTIUM FOR FUNCTIONAL GLYCOMICS
cfg_data
http://glycan-dev.mit.edu/static/consortium/consortium.shtml







http://www.unicarbkb.org/



http://www.unicarbkb.org/



http://www.cazy.org/
http://csdb.glycoscience.ru/bacterial/
http://www.proglycprot.org/

SOFTWAROVÉ NÁSTROJE PRO ANALÝZU GLYKANŮ
•Charakterizace glykanů: hmotnostní spektroskopie (MS), vysokoúčinná kapalinová chromatografie
(HPLC), nukleární magnetická rezonance (NMR).
•
•Velká část softwarových nástrojů je zaměřena         na zpracování a interpretaci experimentálních
dat,   tj. analýza glykanů je bez využití bioinformatiky velmi obtížná (prakticky nemožná)...
•




Chcete vědět víc?
C7250 Charakterizace proteinů hmotnostní spektrometrií


GlycoMod Tool
http://web.expasy.org/glycomod/
NÁSTROJE PRO INTERPRETACI MS DAT
http://www.glyco-peakfinder.org/

NÁSTROJE PRO INTERPRETACI MS DAT
[USEMAP]
http://www.chemres.hu/ms/glycominer/
http://code.google.com/p/glycoworkbench/

3D STRUKTURA SACHARIDŮ
•RTG krystalografie – struktury glykoproteinů a sacharidů v komplexu s proteiny (lektiny, enzymy,
protilátky). Problém: velká flexibilita sacharidů (ve struktuře je viditelná jen část glykanu,
změny přirozených konformací).
• Problém: Kvalita 3D struktur sacharidů v PDB může být nízká...
•
•Usnadnění vyhledávání „glykostruktur“ v PDB:
• Glycoconjugate Data Bank (http://www.glycostructures.jp/)
• Glycosciences.de (http://www.glycosciences.de/database/index.php)
•

Glycan Structure Search
3GVK


[USEMAP]



3D STRUKTURA SACHARIDŮ
•Určení struktury komplexních sacharidů je obecně problém.
• RTG – velká flexibilita, problémy s krystalizací.
• NMR – tradiční metoda pro určení struktury oligosacharidů (práce v roztoku), problémy s
přiřazením signálů a vyhodnocením dat (malé rozdíly mezi jednotlivými jádry).
•
•Molekulové modelování sacharidů je často nezbytnou součástí interpretace experimentálních dat.

[USEMAP]
http://www.glycosciences.de/modeling/sweet2/doc/index.php


PREDIKCE GLYKOSYLACE
m_logo
http://www.cbs.dtu.dk/services/

CHCETE VĚDĚT VÍC?