Nat. Methods | MSFragger-Glyco:糖基化修饰的快速全面分析手段

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为大家推荐一篇来自Nature Methods 上的文章,文章的通讯作者是来自密歇根大学的Alexey I. Nesvizhskii教授,他的实验室致力于开发新的质谱数据分析手段。

      糖基化是一种细胞内非常重要的翻译后修饰,它参与了很多细胞关键的生命活动。准确鉴定细胞内糖基化的位点和糖型对于治疗癌症等疾病也有着重要的意义,但目前还存在很多挑战,如糖型的复杂程度高和糖基化修饰数量少等等。富集手段和质谱技术的不断进步带来了大量高质量的糖蛋白组学数据,对这些数据快速深入的分析就尤为重要。目前常规的糖基化修饰手段存在两个问题,一是在O糖修饰中复杂的糖型带来了大量可能的谱型,使得谱图比对更为困难;二是在糖基化分析的过程中使用的不同种类的离子化模式带来了复杂的离子类型。目前多种以open search为基底的分析手段或多或少都有一些缺陷。本篇文章就是利用MSFragger并使用Mass offset的策略来对糖基化蛋白质组进行分析。他们将这一流程称为MSFragger-Glyco。

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      MSFragger-Glyco是以已知固定氨基酸位置的open search为基础开发的方法。这种方法本身可以执行任意质量的搜索,但也可以针对使用者提供的糖型质量进行更高灵敏度的搜索。为了更多的比对到带有糖基化修饰的肽段,这一方法中不仅仅考虑了带有糖修饰的离子,或者脱除糖修饰的离子,还考虑了糖型在碎裂过程中发生改变的Y离子。并且在分析的过程中只分析带有潜在糖基化修饰位点的肽段,而其他肽段只进行常规的比对。在整个流程中他们还会使用ProteinProphet对结果进行校正和评估。

      在开发了这一分析手段后,他们首先利用MSFragger-Glyco的方法对Riley等人之前HCD和ETD联用得到的小鼠脑部N糖修饰的数据进行了重新的分析,他们发现MSFragger-Glyco确实可以有效的鉴定到各种不同形式的离子信号并将其成功归类为糖基化修饰。利用这一流程重新分析质谱数据使得注释的糖肽谱匹配数据得到了大幅度的提高。他们还将这一新方法与之前的两种糖基化修饰专用的搜索方法进行了比较,发现MSFragger-Glyco很好的覆盖了之前方法鉴定到的数据并且能够指认更多的糖基化修饰肽段。

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      接着,他们利用MSFragger-Glyco对更为复杂的O糖修饰进行了探索。他们首先是针对糖基化进行了搜索,得到的肽段数是之前数据的2倍左右,而当他们将所有修饰都包括进去的时候,MSFragger-Glyco也要比之前使用的方法有更为优异的表现。扩大的搜索范围还显示了许多硫酸化和复杂的聚糖,它们仍然保留在原始搜索范围内。这些结果证明MSFragger-Glyco可以很好的对N糖和O糖修饰进行快速分析,并且能够提供更为详尽的信息。

      总而言之,本篇文章以固定位置的open search思路利用MSFragger平台开发出了一个可以快速全面分析糖基化的方法MSFragger-Glyco,这一方法可以有效的指认N糖修饰和O糖修饰的肽段,并提供详细的修饰信息,有望能够为糖基化研究注入新的活力。

 

本文作者;LZH

责任编辑:LZH

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41592-020-0967-9

原文引用:DOI:10.1038/s41592-020-0967-9

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