N-和 O-连接聚糖的 MS 谱分析 (MS Profiling of N- and O-Linked Glycans)
质谱分析的一个优点是可以一次通过它们的质量和诊断碎片离子识别不同的聚糖，从而提高糖组学分析的通量。然而，聚糖的质谱分析可能会错过潜在重要的不稳定修饰，例如硫酸化和 O-乙酰化，这取决于应用的样品制备和 MS 技术。由于构成多个具有相同分子质量的聚糖异构体的组成单糖单元的异构和有时是同重性质，MS 具有固有的挑战。
使用 MALDI- 或 ESI-MS 确定聚糖的分子质量给出了聚糖的分子分布图，并允许对样品之间的糖基化进行定量比较。
单糖单元数量有限的质量使得分子离子质量到单糖组成的组合翻译成为可能，尽管通常会残留一些模糊性。有可用的搜索引擎可以根据实验确定的质量提供建议的聚糖组成列表（例如，GlycoMod；第52章）。
然而，仅靠 MS 无法区分异构单糖，因此采用了通用单糖组成的命名法。例如，所有异构的含 6 碳的单糖，如葡萄糖、甘露糖和半乳糖，都被赋予了己糖 (Hex) 的统一名称。
表 51.1. 哺乳动物 N-和 O-连接聚糖中常见单糖家族。
| Name | Abbreviation | Symbol | Example | Monoisotopic mass (Da) |
|---|
| Hexose | Hex |  | glucose, Glc,  ； mannose, Man,  ； galactose, Gal,  | 162.0528 |
| N-acetylhexosamine | HexNAc |  | N-acetylglucosamine, GlcNAc,  ； N-acetylgalactosamine, GalNAc,  | 203.0794 |
| Deoxyhexose | dHex |  | fucose, Fuc,  | 146.0579 |
| Sialic acid | Sia |  | N-acetylneuraminic acid, Neu5Ac,  ； N-glycolylneuraminic acid, Neu5Gc,  | 291.0954；307.0903 |
阐明可变的连接构型和聚糖分支点是另一个分析挑战。
已经为 MS 分析开发了使用上述所有衍生化方法的通用糖组学工作流程。样品中的中性聚糖和唾液酸化聚糖都可以在全甲基化和 MALDI-MS 后进行分析，其中聚糖质量以单电荷碱离子加合物的形式在正离子模式下被检测（例如，作为 [M+Na]+ 离子或 [M+K]+ 离子）。负离子 ESI-MS 被广泛用于完整聚糖的糖醇形式的谱分析，其中中性和唾液酸化聚糖都以去质子化 [M−nH]n− 离子的形式被检测。电荷数 (n) 将随着聚糖的大小而增加，并且还取决于存在的酸性部分的数量（例如，唾液酸、硫酸盐和磷酸盐）。未进行全甲基化的正离子 MALDI-MS 通常需要如上所述对唾液酸残基进行衍生化，以防止它们在离子源中丢失。
为了在质量分析之前获得正交分离，ESI-MS 通常连接到 HPLC。HILIC 柱可用于分离还原端衍生化的聚糖，并根据亲水性（与聚糖大小相关）提供分离，并具有一些异构体结构分辨率。聚糖在此类柱上的保留主要基于与围绕 HILIC 固定相的水的氢键结合（分配）。使用另一种固定相，多孔石墨化碳 (PGC)，已显示出一种独特的能力，可以根据更复杂的保留机制清楚地分离释放的聚糖糖醇的异构体。如果聚糖经过全甲基化，增加的疏水性允许使用常规 C18 反相色谱进行分离。离子淌度也已被用于解析进入质谱仪的聚糖异构体。来自两种或更多方法的数据可用于增强结构分配的信心，并且可以通过允许自动化数据分析的软件来促进。
