Surface plasmon resonance imaging coupled to on-chip mass spectrometry: a new tool to probe protein-GAG interactions

Autor: Cédric Przybylski, Els Saesen, Régis Daniel, Hugues Lortat-Jacob, Florence Gonnet
Přispěvatelé: Laboratoire Analyse, Modélisation et Matériaux pour la Biologie et l'Environnement (LAMBE - UMR 8587), Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CY Cergy Paris Université (CY), Institut Parisien de Chimie Moléculaire (IPCM), Chimie Moléculaire de Paris Centre (FR 2769), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de Chimie du CNRS (INC)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Analytical and Bioanalytical Chemistry
Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2020, ⟨10.1007/s00216-019-02267-2⟩
Analytical and Bioanalytical Chemistry, Springer Verlag, 2020, ⟨10.1007/s00216-019-02267-2⟩
ISSN: 1618-2650
1618-2642
DOI: 10.1007/s00216-019-02267-2
Popis: A biosensor device for the detection and characterization of protein-glycosaminoglycan interactions is being actively sought and constitutes the key to identifying specific carbohydrate ligands, an important issue in glycoscience. Mass spectrometry (MS) hyphenated methods are promising approaches for carbohydrate enrichment and subsequent structural characterization. In the study herein, we report the analysis of interactions between the glycosaminoglycans (GAGs) heparin (HP) and heparan sulfate (HS) and various cytokines by coupling surface plasmon resonance imaging (SPRi) for thermodynamic analysis method and MALDI-TOF MS for structural determination. To do so, we developed an SPR biochip in a microarray format and functionalized it with a self-assembled monolayer of short poly(ethylene oxide) chains for grafting the human cytokines stromal cell-derived factor-1 (SDF-1α), monocyte chemotactic protein-1 (MCP-1), and interferon-γ. The thermodynamic parameters of the interactions between these cytokines and unfractionated HP/HS and derived oligosaccharides were successively determined using SPRi monitoring, and the identification of the captured carbohydrates was carried out directly on the biochip surface using MALDI-TOF MS, revealing cytokine preferential affinity for GAGs. The MS identification was enhanced by on-chip digestion of the cytokine-bound GAGs with heparinase, leading to the detection of oligosaccharides likely involved in the binding sequence of GAG ligands. Although several carbohydrate array-based assays have been reported, this study is the first report of the successful analysis of protein-GAG interactions using SPRi-MS coupling.
Databáze: OpenAIRE