分享一篇发表在Angew上的文章：Endo-M Mediated Chemoenzymatic Approach Enables Reversible Glycopeptide Labeling for O-GlcNAcylation Analysis，三位通讯作者分别是：大连化学物理研究所的秦洪强研究员，课题组研究方向是蛋白质翻译后修饰和糖基化；中国科学院大学的黄蔚研究员，课题组研究方向是抗体药物、天然产物、药物受体、细胞表面糖基化；大连化学物理研究所的叶明亮研究员，课题组研究方向是蛋白质质谱、复杂生物样品预处理等。
O-GlcNAc是一种重要的蛋白质翻译后修饰，参与转录、信号转导等多种生物功能。目前在基于LC-MS/MS的糖肽分析中，常用的糖肽富集方法是化学标记法，即通过化学酶法或者非天然糖代谢标记引入生物正交基团。然而，化学酶法不可避免地在糖肽上引入大质量标签(>300 Da)，这些标签抑制了肽在质谱中的电离，使质谱谱图复杂化，影响了鉴定效率。众所周知，N-糖修饰肽段可以通过亲水相互作用液相色谱(HILIC)实现选择性富集。然而，对于O-糖修饰肽段而言，因为聚糖结构较小，亲水性较低，所以HILIC并不适用。在本文研究中，作者希望利用化学酶法延长肽段中的O-GlcNAc聚糖，并像N-糖基化肽段那样利用亲水相互作用液相色谱进行分离和富集。
据文献报道，Endo-M是一种endo-β-N-乙酰葡糖胺糖苷酶，这种酶的独特之处在于它可以将N-聚糖的寡糖整体转移到不同的受体上，从而产生多种糖缀合物。此外，Endo-M的突变体Endo-M N175Q却具有更强的糖合成酶活性，水解活性显著降低。作者首先使用了人工合成的O-糖基化修饰肽段（SGP1, NNLEES(GlcNAc)LLKLE）来评价Endo-M N175Q的酶活性。MALDI-TOF MS的结果表明，SGP1在经过Endo-M N175Q和N-glycan恶唑啉（CT-ox）共处理后， SGP1能被CT-ox标记，转化效率高达95.8%。随后，作者利用HILIC实现了对标记后SGP1的分离。在实现O-糖基化肽段富集后，作者又利用野生型Endo-M将添加的聚糖分子可逆去除，生成的无标记O-糖基化肽段用于后续的LC-MS/MS分析。与经典的化学酶标记相比，该方法实现了无标签的富集，消除了大标签对糖肽检测的干扰。
在成功建立了O-糖基化肽段可逆标记和富集的方法后，作者将其应用到细胞核糖蛋白质组研究上，并从133 μg样品中鉴定到73个糖蛋白，包括120条非冗余糖肽，而没有经过Endo-M处理的样品只能鉴定到10%的糖肽，说明该方法能显著提高O-GlcNAcylation的鉴定覆盖度。综上所述，本文发展了一种从复杂样品中富集O-GlcNAc肽段的方法，提高了O-糖肽的鉴定效率。
本文作者：MB
责任编辑：JGG
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202117849
文章引用：DOI：10.1002/anie.202117849
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