ไกลโคโปรติโอมิคส์ (Glycoproteomics)

Abstract

ไกลโคโปรติโอมิคส์ (Glycoproteomics) คือการศึกษาการปรับแต่งโปรตีนด้วยการเติมโมเลกุลคาร์โบไฮเดรต เป็นสาขาหนึ่งของโปรติโอมิคส์ (Proteomics) โดยงานด้านโปรติโอมิคส์มีขอบเขตที่กว้าง เนื่องจากเป็นการศึกษาทั้งในเชิงโครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีนภายในเซลล์ เนื้อเยื่อ หรือร่างกายของสิ่งมีชีวิต และครอบคลุมการศึกษาคุณสมบัติด้านต่างๆ ของโปรตีน รวมไปถึงกระบวนการปรับแต่งหลังแปรรหัสทางพันธุกรรม (post-translational modifications, PTM) ในการสังเคราะห์โปรตีนด้วย ซึ่งการปรับแต่งโปรตีนที่เกิดขึ้นมักจะมีความสำคัญต่อหน้าที่ของโปรตีนในกระบวนทางชีวภาพ โดยการปรับแต่งโครงสร้างของโปรตีนเกิดขึ้นได้หลายแบบ ตัวอย่างเช่น การเติมหมู่เมทิล (methylation) และ การเติมหมู่ฟอสเฟต (phosphorylation) ซึ่งในการปรับแต่งโปรตีนแบบต่างๆ พบว่าการเติมโมเลกุลคาร์โบไฮเดรต (glycosylation) ได้รับความสนใจในการศึกษาวิจัยเป็นพิเศษ ทั้งนี้เนื่องจากคาร์โบไฮเดรตเป็นกลุ่มสารประกอบที่มีความหลากหลายของโครงสร้างที่พบในธรรมชาติมากที่สุด และเนื่องจากความหลากหลายของโครงสร้างนี้เองทำให้การศึกษาคาร์โบไฮเดรตเป็นงานที่ท้าทายอย่างมาก นอกจากนี้ยังมีการรายงานอย่างแพร่หลายว่าคาร์โบไฮเดรตมีบทบาทสำคัญในระบบต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต เช่น การเจริญเติบโตของเซลล์ และระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย เป็นต้น ซึ่งบทความฉบับนี้ได้ทำการรวบรวมและนำเสนอกระบวนการศึกษาเกี่ยวกับไกลโคโปรติโอมิคส์ โดยมีการใช้เทคนิคการตรวจวัดมวล (mass spectrometry) เป็นเครื่องมือหลักในการวิเคราะห์ เพื่อให้ได้ข้อมูลที่สามารถใช้ในการอธิบายความสำคัญของการเติมโมเลกุลคาร์โบไฮเดรต หรือตอบคำถามเกี่ยวกับตำแหน่งและโครงสร้างของโมเลกุลคาร์โบไฮเดรตบนโปรตีนได้Glycoproteomics, the study of protein glycosylation, is a branch of proteomics which covers a wide range of protein study including the study of structures and functions of proteins within a cell, tissue or organism. In addition, post-translational modifications (PTMs) are also included. The modifications of proteins play fundamental roles in controlling various biological processes. Since many different protein modifications have been presented, the specific terms of each PTM were proposed such as hydroxylation, methylation and phosphorylation. Among PTMs, glycosylation is of particular interest, because carbohydrates are the compounds which have the highest diversity of structures found in nature, with their enormous structural diversity making a comprehensive study hugely challenging. In addition, there are many evidences showing that glycans play important roles in many systems such as cell growth and immune recognition/response etc. This paper reviews glycoproteomics using mass spectrometry-based techniques to answer a wide range of biological questions such as an importance of glycosylation on certain glycoproteins, or position and structure of carbohydrates attached to the glycoproteins.