Angew|N-连接、黏蛋白型O-连接和O-GlcNAc修饰完整糖肽的同时富集及分析策略(Click-iG)

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分享的是近期发表在Angew上的一篇文章,本文通讯作者为北京大学化学与分子工程学院的陈兴教授。蛋白质糖基化作为一种真核生物中广泛存在的翻译后修饰,在许多生命活动中发挥重要作用。异常的糖基化修饰已被报道参与了多种癌症的发生发展,因此,针对糖蛋白和聚糖的鉴定及分析对于理解糖基化修饰在肿瘤在内的多种疾病的发病机制中至关重要。目前已开发的鉴定方法,例如HILIC亲水富集及位点特异性糖蛋白质组学策略用于N-糖蛋白的分析,结合化学酶法标记对O-GlcNAc修饰蛋白的分析等;但在很大程度上受限于单类型的糖蛋白质组学分析。本文中,作者开发了一种基于非天然糖代谢标记结合点击化学实现对N-连接、黏蛋白型O-连接和O-GlcNAc修饰完整糖肽的同时富集及分析策略(Click-iG)。

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首先,作者通过非天然糖代谢标记在糖蛋白上引入叠氮基团,结合CuAAC法的点击化学反应在目标蛋白的糖链上引入可在紫外光下释放的生物素基团,然后再利用胰酶将蛋白质切成肽段,随后通过链霉亲和素与生物素的结合作用富集目标肽段,在365nm的紫外光处理条件下,释放富集到的完整糖肽;并利用LC-MS/MS和sceHCD-pd-EthcD碎裂方式对目标完整糖肽进行了质谱鉴定。同时,通过将N-(4-氨基甲基)三唑基乙酰基己糖胺(HexNAt)取代的HexNAc的新聚糖添加到原始数据库中,构建了修饰后的聚糖数据库;并利用pGlyco3进行搜库,实现了对N-连接、黏蛋白型O-连接和O-GlcNAc修饰完整糖肽的组学分析。

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接下来,作者利用Click-iG策略对HeLa细胞核质分离及全细胞裂解液中的蛋白质糖基化进行了大规模分析,成功实现了完整N-连接糖肽,黏蛋白型O-连接糖肽及O-GlcNAc糖肽的精确鉴定,同时获得了基于完整糖肽分析的糖基化位点及糖组成信息。此外,该方法还成功实现了活体小鼠中心脏,肺及脾脏器官的完整糖肽鉴定分析,进一步拓展了Click-iG策略的应用。

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综上,本文中,作者开发了一种基于非天然糖代谢标记结合点击化学实现对N-连接、黏蛋白型O-连接和O-GlcNAc修饰完整糖肽的同时富集及分析策略(Click-iG);实现了完整糖肽水平下,活细胞及活体动物中蛋白质糖基化的组学分析。未来,Click-iG策略可以辅助解析更多疾病体系下蛋白质糖基化修饰的异常改变,为开发疾病诊断的新型糖类标志物提供了新的思路。


文章作者:MXF

原文引用:10.1002/anie.202303410

责任编辑:LD


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