【预备知识】
- 糖蛋白质组学 (Glycoproteomics) #187
早期的糖蛋白质组学研究主要集中在糖基化位点的定位(mapping of glycosylation sites)上,被称为 de-glycoproteomics。这些研究通常进行去糖基化处理,再使用常规蛋白质组学方法分析样品。这种方法不提供糖基化位点上存在哪些聚糖结构的信息,因此不完全符合糖蛋白组学的范畴。
凭借 PNGase F 或 Endo F/Endo H 的作用,去 N-糖基化肽段通过共有序列中 Asn 转化为 Asp(肽段质量变化 +1 Da)或分别通过在 Asn 位点保留一个 GlcNAc(±Fuc) 而被质量标记。然后,这些先前糖基化的蛋白质可以进行标准胰蛋白酶消化和 LC-MS/MS 分析,并且可以针对蛋白质组学数据库搜索 MS/MS 数据,以快速鉴定胰蛋白酶肽段上的 N-糖基化位点。
这种方法可以与初始亲和或化学捕获糖蛋白组子集相结合,通过在糖蛋白和/或消化的糖肽水平使用凝集素,或通过肼捕获糖肽上氧化的聚糖,然后 PNGase F 释放捕获的含有 Asn 脱酰胺化为 Asp 的肽段。通过这种方式,现在可以在一个实验中常规鉴定数千个 N-糖基化位点并量化它们的相对占有率。依次使用 Endo H,然后使用 PNGase F,考虑到 Endo H 仅作用于寡甘露糖型聚糖且 PNGase F 不能去除附着在 Asn 上的剩余单个 GlcNAc,可以提供有关单个位点 N-聚糖类别的附加信息。
除了不能提供位点特异性糖型结构信息外,这种方法最常被批评的方面是由 Asn 自发脱酰胺化为 Asp 引入假阳性的可能性,这独立于 PNGase F 的作用。在重水中进行酶促去糖基化和/或使用 Endo F/H 是减少由这种自发脱酰胺化引起的假阳性鉴定数量的方法。
使用锌指核酸酶基因靶向技术,或使用 CRISPR/Cas9 敲除 C1GalT1 糖基转移酶基因(该基因通过阻止 O-GalNAc 核心延伸而损害 O-糖基化途径)的创新方法,导致了所谓的 SimpleCells 的产生,其中所有合成的粘蛋白型 O-糖蛋白仅携带单个 GalNAc 或唾液酸 GalNAc。将相同的方法应用于 O-甘露糖起始的聚糖,解决了关于O-甘露糖聚糖在脑组织中表观丰度的一个长期存在的问题,尽管当时仅确定了少数相对低丰度的蛋白质具有这种修饰。SimpleCell 技术极大地促进了数百甚至数千个 O-糖基化位点的实验鉴定,尽管在更自然和特定的生理状态下,实际位点和附着的 O-聚糖结构仍然未知。
- 位点特异性蛋白质糖基化的鉴定 #256