【基础】
在过去近 20 年中,开发用于绘制 O-GlcNAc 糖蛋白组的工具一直是糖生物学界的关键研究重点。
这导致建立了多种 O-GlcNAc 富集技术,用于从体外和体内样本中分离这些低化学计量比事件。
尽管 O-GlcNAc 糖蛋白组研究一直主要由代谢标记法和化学酶法策略主导,但也已开发出使用新型 O-GlcNAc 亲和试剂和**邻近标记(proximity labelling)**的替代富集方法。
富集
代谢策略
即使是代谢标记方法——作为 O-GlcNAc 糖蛋白组中最古老且最精炼的方法之一——仍在不断发展,出现了新的具有改进选择性的非天然单糖,如 1,3-di-O-propionylated GalNAz 和 1,3-di-O-acetylated GalNAz。
这些新的代谢标记单糖克服了先前糖类代谢标记体系中发现的问题:由于半胱氨酸标记导致的 S-糖基化(S-glycosylation) 事件产生的高背景信号 [Angew Chem 2018, 57:1817-1820]。
虽然 S-糖基化可能是一个令人困惑的假象,但应强调,早期代谢标记体系中使用的非天然单糖在结合互补验证方法确认糖基化位点时,仍然是研究 O-GlcNAc 修饰的强大工具。
2020. Matthew R. Pratt. Front Chem.
O-Acetylated Chemical Reporters of Glycosylation Can Display_10.3389fchem.2020.00318
该论文指出,尽管早期代谢标记使用的非天然单糖存在非特异性标记问题,但它们仍然是强有力的工具。作者有力地论证,应使用正交验证方法确认蛋白修饰,从而使非特异性标记易于识别。
2003. Bertozzi. PNAS.
A chemical approach for identifying O-GlcNAc-modified proteins in cells_10.1073pnas.1632821100.pdf
2011. Bertozzi. PNAS.
Metabolic cross-talk allows labeling of O-linked -N-acetylglucosamine-modified_10.1073pnas.1010045108.pdf
2015. Bertozzi. Nat Methods.
Isotope-targeted glycoproteomics (IsoTaG) - a mass-independent platform for_10.1038nmeth.3366
2018. Christina M. Woo. MCP.
Mapping and Quantification of Over 2000 O-linked Glycopeptides in Activated_10.1074mcp.RA117.000261.pdf
展示了 IsoTag 方法 如何以最少样本量定量追踪数千个 O-GlcNAc 事件。
2020. Xing Chen. JACS.
Protein S-Glyco-Modification through an Elimination–Addition Mechanism_10.1021jacs.0c02110.pdf
证明了在 Ac4HexNAz 标记过程中发生的 S-糖基化 是由于碱促进的 β-消除反应,生成了可与巯基反应的糖类醛基中间体所致。
化学酶法策略
2019. Gerald W. Hart. AC.
O-GlcNAc Site Mapping by Using a Combination of Chemoenzymatic Labeling,_10.1021acs.analchem.8b05688.pdf
2008. Linda C. Hsieh-Wilson. JACS.
Direct In-Gel Fluorescence Detection and Cellular Imaging of O-GlcNAc-Modified_10.1021ja8030467.pdf
O-GlcNAc 亲和试剂
Selvan N, Williamson R, Mariappa D, Campbell DG, Gourlay R, Ferenbach AT et al.:
A mutant O-GlcNAcase enriches Drosophila developmental regulators. Nat Chem Biol 2017, 13:882-887.
Vosseller K, Trinidad JC, Chalkley RJ, Specht CG, Thalhammer A, Lynn AJ et al.:
O-linked N-acetylglucosamine proteomics of postsynaptic density preparations using lectin weak affinity chromatography and mass spectrometry. Mol Cell Proteomics 2006, 5:923-934.
Teo CF, Ingale S, Wolfert MA, Elsayed GA, Not LG, Chatham JC et al.:
Glycopeptide-specific monoclonal antibodies suggest new roles for O-GlcNAc. Nat Chem Biol 2010, 6:338-343.
邻近标记
2017. Natasha E. Zachara. JBC.
Fatty acid synthase inhibits the O-GlcNAcase during oxidative stress_10.1074jbc.M116.760785.pdf
BioID 方法