分享一篇Nature Communications上的文章“Cell-specific bioorthogonal tagging of glycoproteins”，通讯作者是来自伦敦帝国理工学院化学系的Benjamin Schumann，其主要研究兴趣是开发用于研究活细胞内糖调控过程的工具。

癌症发展的结果之一是糖蛋白表达的改变，但在研究这些变化时研究者受到细胞模型系统的限制，如肿瘤和宿主之间复杂的相互作用无法在肿瘤细胞系的单一培养体系中充分概括。在这里，作者报告了一种名为BOCTAG（Bio-Orthogonal Cell line-specific Tagging of Glycoproteins，生物正交细胞系特异性糖蛋白标记）的策略，细胞通过转染人工生物合成途径，将生物正交标记的糖转化为相应的核苷酸糖，这样即使存在非转染细胞，也只有转染细胞能特异性地将生物正交标记合并到糖蛋白中。

人类细胞中GalNAc代谢途径由激酶GALK2和AGX1/2组成，二者将GalNAc逐级转化为GalNAc-1-磷酸及UDP-GalNAc。考虑到GALK2和AGX1/2较难适应GalNAc的N-酰基部分的化学修饰，作者设计了一种人工生物合成途径，将带有炔基修饰的GalN6yne和GalNAlk作为GalNAc类似物，工程改造后细胞内的酶NahK和突变体AGX-1可以将化学标记的GalNAc类似物转化为相应的糖-1-磷酸和UDP-糖。随后CuAAC等生物正交反应即可追踪该类糖及其缀合物。

接下来作者评估了该代谢标记方法选择性标记转染活细胞中蛋白质组的效果。通过SILAC定量蛋白质组学方法，发现来自85种蛋白质的肽在NahK / mut-AGX1转染细胞中被显著富集，且超过98%（84/85）的蛋白质先前已被注释在先前的数据库中，证实了标记糖蛋白的方法的有效性。

随后，作者将人工生物合成途径NahK / mut-AGX1用于BOCTAG细胞类型特异性糖蛋白标记技术。在用荧光显微镜可视化评估了其适用性后，作者测试了体内糖蛋白的生物正交细胞特异性标记。作者构建了小鼠体内的肿瘤混合模型，两种4T1细胞分别含有表达GFP和BOCTAG-T2的质粒或空载质粒，小鼠腹膜内注射Ac4GalN6yne或Ac4ManNAlk。随后肿瘤被收集，均质，在CuAAC条件下用生物素-吡啶叠氮处理，并用链霉亲和素印迹分析标记。结果中发现，在使用Ac4GalN6yne治疗的BOCTAG-T2肿瘤中观察到强烈的信号，相比之下，转染空质粒的肿瘤显示出非常微弱的标记信号；而所有经阳性对照Ac4ManNAlk处理的样品均显示出强烈的荧光信号。这些数据表明，当NahK/mut-AGX1/BH-T2在肿瘤中表达时，糖蛋白在相应细胞中被选择性标记。

总的来说，本文开发了一种名为BOCTAG的代谢标记方法，可编程细胞内糖蛋白标记，有望研究者未来在蛋白质糖基化背景下进一步理解肿瘤-宿主相互作用。