Nuevas estrategias para el estudio de glicoconjugados : glicómica, glicoproteómica

• Autores: Cavallero, Gustavo Javier
• Año de publicación: 2020
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Couto, Alicia Susana; Casabuono, Adriana Cristina
• Materia: GLICOMICA; GLICOPROTEOMICA; PSEUDOMONAS VERONII 2E; LACTOBACILLUS KEFIRI; GLYCOMICS; GLYCOPROTEOMICS; PSEUDOMONAS VERONII 2E; LACTOBACILLUS KEFIRI
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Los glicoconjugados constituyen un extenso universo de estructuras y funcionalidades y por lo tanto su estudio estructural representa un importante desafío. La caracterización de las estructuras de glicoconjugados es fundamental para desentrañar las diversas funciones que cumplen los hidratos de carbono en un dado sistema, esto hace que exista actualmente una demanda creciente de este tipo de análisis. El objetivo del presente trabajo consistió en avanzar en el desarrollo de nuevas metodologías que permitan caracterizar estructuralmente diferentes tipos de glicoconjugados, haciendo énfasis en el uso de técnicas de espectrometría de masa ESI-Orbitrap y MALDI-TOF-TOF. En este contexto, este trabajo se desarrolló en tres etapas: 1- El estudio estructural del exopolisacárido de Pseudomonas veronii 2E utilizando técnicas tradicionales y combinándolas con un estudio glicómico por espectrometría de masa MALDI-TOF-TOF. 2- El estudio de la glicosilación de la glicoproteína Capa-S de diferentes cepas de Lactobacillus kefiri avanzando en el desarrollo de técnicas glicoproteómicas utilizando nanoHPLC acoplado a espectrometría de masa ESI-Orbitrap. 3- El estudio de un sistema complejo de glicoproteínas mediante un abordaje N-glicoproteómico utilizando como modelo la clara de huevo, aplicando nanoHPLC acoplado a espectrometría de masa ESI-Orbitrap y herramientas bioinformáticas. Entre los resultados obtenidos más interesantes se destacaron los siguientes: 1- Se determinó la presencia de una subestructura en el exopolisacárido producido por Pseudomonas veronii 2E que consiste en el disacárido α-D-GlcpA-(1-3)-L-Fucp, ramificando la cadena principal del glucano. Además de la caracterización estructural de éste glicopolímero, se estudió también la capacidad de este material para la remoción de metales disueltos en agua obteniéndose destacable capacidad de biosorción, principalmente frente a Fe(II). 2- El estudio glicoproteómico de las proteínas de capa-S permitió identificar O-glicosilación y por primera vez la presencia de N-glicosilación en glicoproteínas de Lactobacillus. Fue interesante determinar que la presencia de N-glicosilación podría constituir un motivo estructural de diferenciación entre las proteínas capa-S de las cepas agregantes respecto de las no agregantes de L. kefiri. 3- El estudio del sistema glicoproteómico complejo de clara de huevo (Gallus gallus) permitió identificar nuevas glicoformas en la ovotransferrina, conteniendo fucosa y ácido siálico. Además, mediante la estrategia utilizada se describió por primera vez, la glicosilacion sitio específica en proteínas de baja abundancia, destacando la alta capacidad de análisis que se obtiene por medio de la metodología empleada.
The glycoconjugates constitute a large universe of structures and functionalities; therefore, nowadays their structural study represents an important challenge. The ability to characterize glycoconjugate structures is essential to unravel the various functions that carbohydrates fulfill in a given system; in consequence, there is currently a growing demand for this type of analysis. The aim of this work was the development of new methodologies that allow characterizing glycoconjugate structures from different sources, emphasizing the use of ESI-Orbitrap and MALDI-TOF-TOF mass spectrometry techniques. In this context, the study was developed in three stages: 1- The structural study of the exopolysaccharide produced by pseudomonas veronii 2E using traditional techniques and combining them with a glycomic study by MALDI-TOF-TOF mass spectrometry. 2- The glycosylation study of the S-layer glycoprotein obtained from different strains of Lactobacillus kefiri focusing on the development of glycoproteomic techniques using nanoHPLC coupled to ESI-Orbitrap mass spectrometry. 3- The study of a complex glycoprotein system through an N-glycoproteomic approach using egg white from Gallus gallus as model, applying nanoHPLC coupled to ESI-Orbitrap mass spectrometry and bioinformatics tools. Among the most interesting results obtained, it may be stand out: 1- The presence of a substructure in the expolysaccharide produced by Pseudomonas veronii 2E consisting of an α-D-GlcpA-(1-3)-L-Fucp disaccharide, branching the glucan backbone. Beyond the structural characterization of this glycopolymer, its functionality was also tested herein, revealing the capacity of this material for the removal of metals dissolved in water, obtaining remarkable biosorption capacity, mainly against Fe(II). 2- The glycoproteomic study of the S-layer proteins allowed to identify O-glycosylation and for the first time the presence of N-glycosylation in Lactobacillus glycoproteins. It was interesting to suggest that the presence of N-glycosylation may constitute a structural pivot for the differentiation among S-layer proteins from the aggregating and non-aggregating strains of Lactobacillus kefiri. 3- The study of the complex glycoproteomic system from chicken egg white (Gallus gallus) led to identify new glycoforms containing fucose and sialic acid in isolated ovotransferrin. In addition, the strategy used in this work enabled to characterize for the first time, the site specific and glycoform structures present in low abundant proteins, highlighting the high throughput analysis obtained using this methodology.
Fil: Cavallero, Gustavo Javier. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.