Glicómica y glicoproteómica.

 

Grupo de trabajo

Dra. Alicia Couto – Profesora Titular – Investigadora Principal CONICET.

Dra. Casabuono, Adriana –  Jefe de Trabajos Prácticos.

Dra. Malena Landoni – Jefe de Trabajos Prácticos – Investigadora asistente CONICET.

Lic. Gustavo Cavallero – Becario Doctoral CONICET

 

Resúmen

Los hidratos de carbono están muy distribuidos en la naturaleza tanto libres como conjugados formando glicoproteínas, glicolípidos y proteoglicanos. Las estructuras de los glicoconjugados son reguladas dinámicamente resultado de reacciones biosintéticas de compleja regulación y por lo tanto los glicanos que modifican un sitio individual son expresados como una mezcla de glicoformas. Esta diversidad multiplica la complejidad estructural y funcional de proteínas y lípidos. Esta expresión de patrones estructurales dinámicos combinados con los roles esenciales que cumplen, lleva a la necesidad de métodos analíticos específicos para su estudio. La espectrometría de masa se ha convertido en el método más apropiado para la caracterización de pequeñas cantidades de muestra y la determinación de modificaciones discretas, pero esenciales. Combinaciones de separaciones y análisis como HPLC-ESI o estudio de mezclas de oligosacáridos liberados, glicopéptidos o glicolípidos en forma directa por MALDI pueden definir estructuras. Nuestro laboratorio desarrolla dos líneas: a) Estudio de la vía biosintética de esfingolípidos en parásitos. Las enzimas del metabolismo de los esfingolípidos están íntimamente relacionadas, generando una red interconectada que sirve para regular los niveles de los lípidos bioactivos y sus inter-conversiones metabólicas. Nuestro grupo analiza glicoconjugados de Plasmodium falciparum y de Trypanosoma cruzi buscando información sobre los metabolismos parasitarios y sus diferencias con los hospederos mamíferos que podrían dar origen a nuevas rutas quimioterapéuticas. b) Estudio de glicoconjugados de bacterias: Las bacterias producen un arreglo de estructuras basadas en hidratos de carbono que incluyen cápsulas, lipopolisacáridos y proteínas glicosiladas que están involucradas en diversos roles del ciclo de vida. El análisis bioinformático unido a mutagénesis y análisis funcional de genes individuales son útiles, pero estos datos deben ser confirmados con el análisis estructural. Nuestro objetivo es el estudio de glicoconjugados de diversas bacterias y de mutantes naturales o construidas, con el fin de relacionar estructura con funcionalidad.

 

Abstract

Carbohydrates are widely distributed in nature both free and conjugated in glycoproteins, glycolipids and proteoglycans. The structures of the glycoconjugates are dynamically regulated as a result of biosynthetic reactions of complex regulation and therefore the glycans that modify an individual site are expressed as a mixture of glycoforms. This diversity multiplies the structural and functional complexity of proteins and lipids. This expression of dynamic structural patterns combined with the essential roles they fulfill leads to the need of specific analytical methods for their study. Mass spectrometry has become the most appropriate method for the characterization of small amounts of sample and the determination of discrete but essential modifications. Combinations of separations and analyzes such as HPLC-ESI or study of mixtures of released oligosaccharides, glycopeptides or glycolipids directly by MALDI can define structures. Our laboratory develops two lines: a) Study of the biosynthetic pathway of sphingolipids in parasites. The enzymes of sphingolipid metabolism are closely related, generating an interconnected network that serves to regulate bioactive lipid levels and their metabolic inter-conversions. Our group analyzes Plasmodium falciparum and Trypanosoma cruzi glycoconjugates for information on parasite metabolisms and their differences with mammalian hosts that could give rise to new chemotherapeutic routes. B) Study of bacterial glycoconjugates: Bacteria produce an array of carbohydrate-based structures that include capsules, lipopolysaccharides and glycosylated proteins that are involved in various life cycle roles. Bioinformatic analysis linked to mutagenesis and functional analysis of individual genes are useful, but these data should be confirmed with structural analysis. Our objective is the study of glycoconjugates of different bacteria and of natural or constructed mutants, in order to relate structure with functionality.

 

Publicaciones seleccionadas/Selected publications

In-depth N-glycoproteomics reveals new glyco-features in chicken egg white. Gustavo J. Cavallero, Malena Landoni, Alicia S. Couto.  Food Bioscience (2019) en prensa.

Bordetella bronchiseptica glycosyltransferase core mutants trigger changes in lipid a structure.  C. Casabuono, F.Sisti, J. Fernández, D. Hozbor and A. S. Couto.  Am.Soc.for Mass Spectrometry 30, 1679–1689 (2019)

Trypanosoma cruzi serinecarboxipeptidase is a sulfated glycoprotein, and a minor antigen in human Chagas disease infection. L. Soprano, J. E. Parente, M.Landoni, A. S. Couto, V. G. Duschak.  Medical Microbiology and Immunology 207(2), 117-128 (2018)

Effect of Tamoxifen on the sphingolipid biosynthetic pathway in the different in intraerythrocytic stages of the apicomplexa Plasmodium falciparum. T. A Piñero, M. Landoni, V. G. Duschak, A. M Katzin, A. S.Couto. Biochem. Biophys. Res. Comm. 497, 1082-1088 (2018)

New features in the Lipid A structure of Brucella suis and Brucella abortus lipopolysaccharide.  C. Casabuono, C. Czibener, M. G. Del Giudice, E, Valguarnera, J.E. Ugalde, A. S. Couto.  Am. Soc. Mass Spectrom. 28(12), 2716-2723 (2017)

A glycoproteomic approach reveals that the S-layer glycoprotein of Lactobacillus kefiri strain 8111 is O– and N-glycosylated. G.J. Cavallero, M. Malamud, A. C. Casabuono, M. de los Á. Serradell, A. S. Couto.   J. Proteomics. 162, 20-29 (2017)

High molecular weight components containing N-linked oligosaccharides of Ascaris suum extract inhibit the dendritic cells activation through DC-SIGN and MR.  B.C. Favoretto; A. C. Casabuono; J A. Portes-Junior; J.F. Jacysyn; A. S. Couto ; E. L. Faquim-Mauro.  Molecular Immunology. 87, 33–46 (2017)

Deletion of pilA, a minor pilin-like gene, from Xanthomonas citri   subsp. citri influences bacterial physiology and pathogenesis.  Petrocelli, M.R. Arana, M.N. Cabrini, A. C. Casabuono, L. Moyano, M.Beltramino, L. M. Moreira, A.S. Couto, E. G. Orellano.  Curr Microbiol 73, 904–914 (2016)