Natl. Sci. Rev. | 一种快速、大规模且适用于多种糖基化类型的富集策略

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推荐一篇发表在NSR的论文,题目为“Rapid and large-scale glycopeptides enrichment strategy based on chemical ligation”,通讯作者是来自复旦大学的包慧敏教授和陆豪杰教授,陆豪杰/包慧敏团队的研究兴趣是基于生物质谱的蛋白质组学新技术新方法建立与应用研究。


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蛋白质糖基化是最普遍的翻译后修饰,调节着蛋白质折叠、运输、信号转导和代谢等基本细胞过程。其类型包括N-糖基化和O-糖基化。近年来,LC-MS/MS成为糖基化研究的强大工具,但由于糖蛋白的低丰度和糖链的异质性,开发富集方法显得尤为重要。HILIC适用于N-糖肽的富集,大规模的O-糖蛋白组分析仍然面临挑战,现有方法通常局限于富集单一类型的糖基化,且各自的实验条件不同。这种局限性可能导致操作和技术差异,从而产生不一致的数据。因此,亟需一种通用且大规模适合多种糖基化类型的富集策略。


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在本文中,作者使用trypsin识别切割的肽段作为linker将炔基与固相载体进行偶联,将对应的炔基肽段与醛基beads通过还原胺化的方式来制备富集糖肽的材料。然后作者通过加入非天然糖(GalNAz)进行代谢标记, GalNAz可以通过相应的代谢途径转化为UDP-GalNAz,而UDP-GalNAz与UDP-GlcNAz也可以相互转化,从而可以实现将叠氮分别引入O-糖基化和N-糖基化。接下来,将代谢标记的细胞进行酶切从而获得肽段样本,通过CuAAC反应将标记糖肽进行富集。在释放步骤中,作者首先在重氧水(H₂¹⁸O)中进行PNGase F的酶解,以释放含有N-糖位点的肽段样本;随后,通过trypsin切割释放O-糖位点的肽段样本。此外,值得注意的是,N-糖修饰的糖基化部分被PNGase F水解后仍然偶联在beads上,再通过trypsin切割也可以从固相载体上释放下来,基于作者前期开发的棉球富集策略能够高效富集N糖修饰的糖型信息。


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基于该策略,作者从膜样本中能够鉴定到794 N-糖基化位点,85种糖型,从核样本中鉴定到1607 O-糖基化位点。经过分析,发现大多数N糖基化,每个蛋白有一个N-糖基化修饰位点,而25%的O-糖基化蛋白,每个蛋白至少有五个O-糖基化修饰位点。

总之,本文发展了一种快速、大规模糖肽富集策略,通过两步酶促释放策略同时识别N-糖基化位点、O-GlcNAc位点、O-GalNAc位点和N-糖组信息,为糖蛋白组和糖组分析提供了一种便捷而强大的工具。


本文作者:ZJ
责任编辑:ZF
原文链接:https://doi.org/10.1093/nsr/nwae341
DOI: https://doi.org/10.1093/nsr/nwae341




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