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Combining Ultrahigh-Resolution Ion-Mobility Spectrometry with Cryogenic Infrared Spectroscopy for the Analysis of Glycan Mixtures

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Ion-mobility spectrometry–mass spectrometry

Ion mobility spectrometry–mass spectrometry (IMS-MS) is an analytical chemistry method that separates gas phase ions based on their interaction with a collision gas and their masses. In the first step, the ions are separated according to their mobility through a buffer gas on a millisecond timescale using an ion mobility spectrometer. The separated ions are then introduced into a mass analyzer in a second step where their mass-to-charge ratios can be determined on a microsecond timescale.

Glycane

Un glycane est un polymère composé de monosaccharides reliés entre eux par une liaison glycosidique. Chez les bactéries et toutes les espèces vivantes, sous forme d'oligo ou de polysaccharides attachés à des glycolipides et glycoprotéines, ils jouent un rôle fondamental dans les membranes cellulaires et la communication intercellulaire. Ils sont une partie importante du glycome. Ils jouent un rôle important dans la cellule pour le bon repliement des protéines dans le réticulum endoplasmique, via les protéines chaperons.

Glycome

Le glycome désigne en biologie l'effectif total de sucres (ou glucides) d'une cellule (bactérie par exemple) ou d'un organisme, que ces sucres soient libres ou présents de manière polymérisée (amidon par exemple) dans des molécules complexes. Le glycome, omniprésent dans le vivant, est aux échelles nanométriques et microscopiques l'une des entités les plus complexes du monde nature, plus complexe et varié encore que le monde des protéines.

Glycomics

Glycomics is the comprehensive study of glycomes (the entire complement of sugars, whether free or present in more complex molecules of an organism), including genetic, physiologic, pathologic, and other aspects. Glycomics "is the systematic study of all glycan structures of a given cell type or organism" and is a subset of glycobiology. The term glycomics is derived from the chemical prefix for sweetness or a sugar, "glyco-", and was formed to follow the omics naming convention established by genomics (which deals with genes) and proteomics (which deals with proteins).

Tandem mass spectrometry

Tandem mass spectrometry, also known as MS/MS or MS2, is a technique in instrumental analysis where two or more mass analyzers are coupled together using an additional reaction step to increase their abilities to analyse chemical samples. A common use of tandem MS is the analysis of biomolecules, such as proteins and peptides. The molecules of a given sample are ionized and the first spectrometer (designated MS1) separates these ions by their mass-to-charge ratio (often given as m/z or m/Q).

Spectrométrie de masse

thumb|right|Spectromètre de masse La spectrométrie de masse est une technique physique d'analyse permettant de détecter et d'identifier des molécules d’intérêt par mesure de leur masse, et de caractériser leur structure chimique. Son principe réside dans la séparation en phase gazeuse de molécules chargées (ions) en fonction de leur rapport masse/charge (m/z). Elle est utilisée dans pratiquement tous les domaines scientifiques : physique, astrophysique, chimie en phase gazeuse, chimie organique, dosages, biologie, médecine, archéologie.

Glycoprotéine

Une glycoprotéine est une protéine portant un ou plusieurs groupements oligosides. C'est un hétéroside (composé de plusieurs oses différents) dont le premier motif glucidique est fixé de façon covalente à la chaine polypeptidique. Une glycoprotéine est synthétisée par la glycosylation d’une protéine, qui peut être de trois types (N-glycosylation, C-glycosylation et O-glycosylation) selon l’acide aminé utilisé, asparagine (NH2), tryptophane (en C2), sérine ou thréonine (OH).

Glycobiologie

La glycobiologie est une nouvelle discipline scientifique, alliant les fondements de la biochimie et de la biologie moléculaire, pour étudier et comprendre la structure, la biosynthèse, et la fonction biologique des glycanes. Les glycanes, polymères composés de monosaccharides (ou oses) reliés entre eux par une liaison osidique, sont des composants essentiels du vivant, distribués largement dans la nature. Il existe 4 grandes classes de macromolécules en biologie : l’ADN, Les protéines, les lipides et les glycanes ou glucides.

Glycan-protein interactions

Glycan-Protein interactions represent a class of biomolecular interactions that occur between free or protein-bound glycans and their cognate binding partners. Intramolecular glycan-protein (protein-glycan) interactions occur between glycans and proteins that they are covalently attached to. Together with protein-protein interactions, they form a mechanistic basis for many essential cell processes, especially for cell-cell interactions and host-cell interactions.

Ion source

An ion source is a device that creates atomic and molecular ions. Ion sources are used to form ions for mass spectrometers, optical emission spectrometers, particle accelerators, ion implanters and ion engines. Electron ionization Electron ionization is widely used in mass spectrometry, particularly for organic molecules. The gas phase reaction producing electron ionization is M{} + e^- -> M^{+\bullet}{} + 2e^- where M is the atom or molecule being ionized, e^- is the electron, and M^{+\bullet} is the resulting ion.