Glicómica y glicoproteómica.

Grupo de trabajo

Dra. Alicia Couto –  Investigadora Principal CONICET - Profesora asociada (DE) DQO, FCEN, UBA.

Dra. Malena Landoni –  – Investigadora asistente CONICET - Jefe de Trabajos Prácticos (DE) DQO, FCEN, UBA.  CV ML 2021

Dra. Casabuono, Adriana –  Jefe de Trabajos Prácticos (DE) DQO, FCEN, UBA.

Lic. Maximiliano Rodriguez – Becario Doctoral ANPCYT

Tamara Jimena Vazquez - Becario Estimulo - Ay. 2da. DQO, FCEN, UBA.

Resúmen

Los hidratos de carbono están muy distribuidos en los sistemas biológicos tanto libres como conjugados formando glicoproteínas, glicolípidos y proteoglicanos. Las estructuras de los glicoconjugados son reguladas dinámicamente como resultado de reacciones biosintéticas de compleja articulación Dado que muchas de dichas reacciones no llegan a completarse, los glicanos que modifican un sitio individual son expresados como una mezcla de glicoformas. Esta diversidad multiplica su complejidad estructural y funcional. 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 de glicopéptidos o glicolípidos analizados en forma directa por espectrometría de masa MALDI-TOF pueden resultar muy útiles para definir estructuras. Existe actualmente un gran aumento de la demanda del análisis estructural de glicoconjugados con el fin de relacionar estructura y funcionalidad, y nuestro
grupo de trabajo ha adquirido experiencia en el uso de estas metodologías de última generación.
Por lo tanto los esfuerzos de nuestro grupo están orientados para avanzar en la generación de nuevas metodologías analíticas para caracterizar estructuralmente diferentes tipos de glicoconjugados haciendo énfasis en el uso de técnicas de espectrometría de masa HPLC-ESI-Orbitrap y MALDI-TOF-TOF. Nuestro objetivo es determinar el glicoproteoma completo de diferentes bacterias y parásitos tratando de incorporar metodologías de ingeniería metabólica para el seguimiento de los glicoconjugados con sondas fluorescentes de forma de establecer nuevos protocolos que sean de utilidad para el estudio de la influencia de diferentes factores en el crecimiento/virulencia que involucren a los hidratos de carbono.

Abstract

Carbohydrates are widespread in biological systems. They may be present free or conjugated as part of glycoproteins, glycolipids or proteoglycans. Glycoconjugate structures are dynamically regulated due to a complex articulation of biosynthetic reactions. As many of these reactions are not completed, glycans modifying an individual site are expressed as a mixture of glycoforms. This diversity multiplies the structural and functional complexity of glycoconjugates. Mass spectrometry is considered nowadays the best methodology for characterizing small quantities of samples and to determine discrete but essential modifications. Combination of analysis and fractionation as HPLC-ESI or the study of mixtures of oligosaccharides released from glycopeptides or glycolipids directly analyzed by MALDITOF mass spectrometry are very useful to define structures. In the last years, the demand of glycoconjugate structural analysis has increased due to the necessity of determining structure/ function relationship. Our group has acquired a lot of experience in the use of these new analytic methodologies to characterize different types of glycoconjugates using different techniques of mass spectrometry as HPLC-ESI-Orbitrap and MALDI-TOF-TOF. Our aim is to determine the complete glycoproteome of different bacteria and parasites, trying to introduce new methodologies of metabolic engineering to facilitate glycoconjugate trazability with fluorescent tags in order to establish new protocols that will allow the study of the effect of different factors during the growth /virulence of the bacteria/parasite involving carbohydrates.

Publicaciones seleccionadas/Selected publications

- Immunostimulation by Lactobacillus kefiri S-layer proteins with distinct glycosylation patterns
requires different lectin partners. M. Malamud, G. Cavallero, A. C. Casabuono, B. Lepenies, M de los A. Serradell and A S. Couto. J. Biol. Chem 295(42)1, 4430-14444 (2020)

- In-depth N-glycoproteomics reveals new glyco-features of chicken egg white. Gustavo J. Cavallero, Malena Landoni, Alicia S. Couto. Food Bioscience 35, 100590 (2020).

- Structural characterization and metal biosorptive activity of the major polysaccharide
produced by Pseudomonas veronii 2E. G. J. Cavallero, M. L. Ferreira, A. C. Casabuono, S. A. Ramírez, D. L. Vullo, A. S. Couto. Carbohydrate polymers 245, 16458-116469 (2020)

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

- 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).

- 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. of Proteomics 162, 20-29 (2017)

- Metabolic oligosaccharide engineering of Plasmodium falciparum intraerythrocytic stages
allows direct glycolipid analysis by mass spectrometry. T. Piñero, V.J. Peres, A. Katzin, A.S. Couto. Mol Biochem Parasitol 182, 88– 92 (2012)

- UV-MALDI mass spectrometry analysis of NBD-glycosphingolipids without an external matrix. M. Landoni, V.G. Duschak, R. Erra-Balsells and A.S. Couto. Journal of the American Society for Mass Spectrometry 19, 923–926 (2008)