分泌体系O-GalNAc修饰研究方法与应用进展

蛋白质O-GalNAc糖基化作为蛋白质翻译后修饰的一种重要形式,参与重要的生理和病理过程.在血浆及其他分泌体系中,O-GalNAc修饰的异常改变可能作为疾病预警的标志分子.鉴于O-GalNAc结构的多样性,系统性分析O-GalNAc修饰具有极大的挑战.随着富集方法、质谱分析技术以及数据解析工具的发展,近年来O-GalNAc修饰的研究取得了一系列进展,促进了对蛋白O-GalNAc糖基化在人类健康中所起作用的深入理解.本文主要介绍近年来分泌体系中的O-糖基化蛋白、O-糖链以及O-糖基化位点的富集与鉴定方法和最新进展.     

代谢性标记结合二维电泳寻找O-糖基化蛋白的研究

蛋白质的O-糖基化(O-glycosylation)是一种重要的翻译后修饰,参与诸多生理和病理过程。目前,对于蛋白质的O-糖基化的研究进展仍非常缓慢,一个重要的原因就是缺乏高效的对O-糖基化蛋白进行分离和鉴定的技术。创新性地将点击化学反应、二维电泳和质谱技术结合,对寻找细胞内O-糖基化蛋白进行了技术探索性研究。首先利用代谢性标记手段,在人肝癌细胞HCCLM6培养基中加入四乙酰化叠氮半乳糖胺(Ac4GalNAz),对细胞内O-GalNAc糖基化蛋白进行标记;其次通过点击化学将炔基荧光基团连接至标记的O-糖基化蛋白的叠氮基团;应用二维电泳技术对标记蛋白进行分离,并找到13个具有荧光信号的蛋白点;最后对具有荧光信号的蛋白进行质谱鉴定,成功鉴定到7种蛋白,经软件预测后,GRP78蛋白和ANXA1蛋白均具有潜在的O-糖基化位点。这为寻找细胞或生物体中的O-糖基化蛋白奠定了基础,并为高通量筛选O-糖基化蛋白提供技术平台。     

生物质谱研究方法与应用新进展

正本期的生物质谱专辑结集出版了国内生物质谱领域关于研究方法与应用的14篇评述文章和研究论文.7篇评述文章中两篇涉及O-GalNAc糖基化,一篇偏重于介绍糖基化位点、糖型鉴定和生理功能研究取得的一系列重大进展[1],一篇偏重于在分泌体系中的O-糖基化蛋白、O-糖链以及O-糖基化位点的富集与鉴定方法和最新进展[2].另一篇与修饰相关的评述是关于4-羟基壬烯醛(4-hydroxynonenal,HNE)修饰.该文介绍了目前富集     

疾病及发育中多肽:N-乙酰氨基半乳糖转移酶ppGalNAc-T的重要性

蛋白质的O-GalNAc糖基化是生物体内广泛存在的一种重要的蛋白质翻译后修饰,参与了众多生命活动过程。多肽:N-乙酰氨基半乳糖转移酶(ppGalNAc-T酶)是调控蛋白质O-GalNAc糖基化修饰的起始糖基转移酶,它催化N-乙酰氨基半乳糖(GalNAc)共价结合到蛋白质丝氨酸或苏氨酸的侧链羟基上,形成Tn糖链抗原结构。人体内ppGalNAc-T酶家族共有20个成员,各成员在不同的组织和细胞中的表达具有时空特异性,同时对其修饰的底物蛋白存在选择性。ppGalNAc-T酶的异常表达与组织器官发育,以及肿瘤、家族性钙质沉积、冠心病、阿尔兹海默症、先天性心脏病等复杂性疾病的发生发展密切相关。该文总结了近年来关于ppGalNAc-T酶在组织器官发育过程以及复杂性疾病发生发展中的研究概况,为深入理解ppGalNAc-T酶及O-糖基化的功能及其生物学意义提供参考。     

疾病及发育中多肽:N-乙酰氨基半乳糖转移酶ppGalNAc-T的重要性

蛋白质的O-GalNAc糖基化是生物体内广泛存在的一种重要的蛋白质翻译后修饰,参与了众多生命活动过程。多肽:N-乙酰氨基半乳糖转移酶(ppGalNAc-T酶)是调控蛋白质O-GalNAc糖基化修饰的起始糖基转移酶,它催化N-乙酰氨基半乳糖(GalNAc)共价结合到蛋白质丝氨酸或苏氨酸的侧链羟基上,形成Tn糖链抗原结构。人体内ppGalNAc-T酶家族共有20个成员,各成员在不同的组织和细胞中的表达具有时空特异性,同时对其修饰的底物蛋白存在选择性。ppGalNAc-T酶的异常表达与组织器官发育,以及肿瘤、家族性钙质沉积、冠心病、阿尔兹海默症、先天性心脏病等复杂性疾病的发生发展密切相关。该文总结了近年来关于ppGalNAc-T酶在组织器官发育过程以及复杂性疾病发生发展中的研究概况,为深入理解ppGalNAc-T酶和O-糖基化的功能及其生物学意义提供参考。     

糖蛋白质组学的信息学资源和方法

糖基化修饰是生物体内最常见、最重要的蛋白质翻译后修饰之一.哺乳动物体内超过50%的蛋白质都会发生糖基化修饰.糖蛋白广泛分布于各种组织的细胞膜表面,执行着重要的生物学功能.随着高通量、高灵敏度和高分辨率的蛋白质组学时代的来临,许多基于串级质谱技术解析糖链结构的生物数据库和分析软件也亦应运而生.本文综述了目前文献中最常用的糖类生物信息学资源,包括各种糖蛋白的数据库以及质谱解析糖类的相关工具和新技术、新方法.     

糖基化对蛋白质稳定性的影响研究进展

蛋白质的糖基化修饰是广泛存在于真核细胞中的蛋白修饰形式之一,在决定蛋白质的多种生物学功能并且能保护蛋白质免受热力学降解方面发挥重要作用。蛋白质的糖基化修饰包括N-糖基化和O-糖基化,本文简要介绍体内糖基化的过程,并结合近几年文献就糖基化对蛋白质稳定性的影响做一综述。     

植物凝集素串联法富集纯化血清多个亚糖蛋白质组

蛋白质糖基化修饰是哺乳动物中最为常见的一种翻译后修饰,蛋白质的寡糖侧链具有重要的生物学意义,如蛋白质分子间及细胞间相互作用、识别、肿瘤侵袭与转移等.本实验应用寡甘露糖型亲合层析柱、唾液酸型层析柱和O-连接糖蛋白亲合层析柱从血清中序列性提取寡甘露糖型、唾液酸型的N-连接糖蛋白及O-连接的糖蛋白,一维和二维电泳图谱显示血清...     

蛋白分子O-糖基化的研究进展

蛋白分子的氧连接糖基化（O-糖基化）修饰是生物体内必不可少的转录后化学修饰之一,其作用方式类似磷酸化,并且两者之间相互作用,共同调节生物大分子的活性。O-糖基化修饰在生物体的转录、翻译、核运输、细胞骨架的形成以及调节细胞器的功能中发挥着重要的作用。通过影响细胞信号的传导,在细胞吞噬、炎性细胞的迁移以及细胞内大分子物质的循环中也起着重要作用。该文主要通过介绍蛋白分子O-糖基化修饰的基础理论以及。一糖基化修饰作用的几个方面,来简要阐述O-糖基化修饰在生物体内发挥的作用。     

放线菌蛋白O-甘露糖基化的研究进展

蛋白质糖基化作为一种翻译后修饰方式不仅在真核生物中广泛存在,而且在原核生物中尤其是放线菌中也存在。本文针对放线菌中的分枝杆菌属、链霉菌属和棒状杆菌属存在的O-甘露糖基化蛋白的聚糖链结构、糖基化过程以及生物学意义加以论述。     

糖蛋白质组定量技术进展

蛋白质的糖基化是最重要和最普遍的蛋白质翻译后修饰之一,在生物体内起着极为重要的作用。糖蛋白质的量和（或）糖基化程度的改变以及糖链结构的改变等与许多疾病密切相关,因此定量糖蛋白质组研究已经成为一个新的热点。然而由于糖基化蛋白质所具有的独特特征,其定量面临严峻的挑战。糖蛋白质组学定量方法和技术的发展将为更好地研究糖基化蛋白质生物学功能起到重要作用。综述了基于生物质谱的糖蛋白质组定量研究的技术和方法,及其优缺点和未来的发展趋势。     

基于超滤膜辅助的糖蛋白全O-连接糖链的富集和MALDI-TOF/TOF质谱结构解析

哺乳动物中约有50%以上的蛋白质都发生了糖基化修饰.连接在丝氨酸或苏氨酸上的O-连接糖链是常见的蛋白质糖基化修饰方式之一,其主要功能是维持与其连接的蛋白质部分的空间构象,保护其免受蛋白酶水解及覆盖某些抗原决定簇.糖链结构的解析有助于更清楚地认识糖蛋白及其功能.本研究建立了一种基于超滤膜辅助(FASP)富集细胞、血清和尿液中糖蛋白全O-连接糖链的方法,根据糖蛋白与其糖链结构之间的分子质量差异,利用10 KD超滤膜富集蛋白质样品中由β消除反应释放的全O-连接糖链,将糖链甲基化修饰后再使用MALDI-TOF/TOF-MS进行解析,同时利用二级质谱进行结构确认.通过上述方法可从标准糖蛋白mucin、细胞、血清和尿液样本中分别鉴定到83、29、33和85种O-连接糖链结构,利用该方法可以从复杂样品中富集和解析糖蛋白全O-连接糖链,实现快速、高效、高通量地解析糖蛋白O-连接糖链的目的.     

翻译后修饰蛋白质组学研究的技术策略

 蛋白质组学早期研究的绝大部分工作是在关注细胞不同生长时期或是疾病、分裂素刺激下的蛋白质表达水平变化.然而,许多至关重要的生命进程不仅由蛋白质的相对丰度控制,更重要的是被那些时空特异分布的可逆翻译后修饰控制的,揭示翻译后修饰发生规律是理解蛋白质复杂多样的生物功能的一个重要前提.由于翻译后修饰蛋白质在样本中含量低且动态范围广,其相关研究极具挑战性,亲和富集、多维分离等技术与生物质谱的结合为翻译后修饰蛋白质组学的发展提供了契机,目前,已进行规模化研究的蛋白质翻译后修饰主要有四大类,其中磷酸化和糖基化研究较多.本文针对大规模翻译后的修饰蛋白质的分析策略和技术路线,如蛋白质的磷酸化修饰, 糖基化修饰, 泛素化修饰,基于蛋白质氧化还原状态进行的氧化还原修饰和其它修饰像乙酰化、甲基化、脂基化修饰等进行了综述.     

表皮生长因子样重复序列糖基化对Notch信号通路的作用

Notch受体是一类存在于多细胞生物中进化上高度保守的跨膜蛋白受体,其介导的信号通路在组织器官的生长发育中起重要作用。糖基化修饰是一类重要的影响多信号通路的蛋白翻译后修饰。Notch受体胞外域的表皮生长因子样重复序列（EGF-R）存在多种糖基化修饰如O-葡聚糖、O-岩藻糖聚糖、O- N-乙酰氨基葡萄糖,这些糖基化修饰可以促进或抑制Notch信号通路。本文主要阐述表皮生长因子样重复序列（EGF-R）的主要糖基化以及对Notch信号通路的影响和其异常导致相关的疾病。     

糖基化蛋白质组学:结构、功能和研究方法

蛋白质糖基化修饰结构多样、分布广泛,以N-糖基化、O-Gal NAc糖基化和O-Glc NAc糖基化等不同修饰形式存在。糖修饰以各种方式广泛参与基本生物学过程,包括基因转录、蛋白质翻译、信号转导、细胞-细胞间以及宿主-病原体相互作用等。糖基化修饰的异常变化与多种重要疾病的发生发展相关,包括免疫性疾病、肿瘤、先天性糖缺陷等。该文系统展示几种常见糖修饰的结构、参与的生理病理过程,以及最新的研究方法,尤其是糖修饰蛋白质或肽段的特异性富集方法和基于质谱的序列分析方法进展,以期丰富糖修饰蛋白质的研究手段,为糖蛋白质功能机制研究、疾病治疗靶标或候选标志物的发现提供新视角。     

蛋白质糖基化分析方法及其在蛋白质组学中的应用

作为一种普遍存在的翻译后修饰,糖基化对蛋白质的结构和功能有着重要影响。弄清糖基化发生发展的规律是理解蛋白质复杂多样的生物功能的一个重要前提。糖基化发生的特点决定了糖基化相关研究是对分析技术的一大挑战。作为蛋白质组学研究的重要组成部分,目前蛋白质糖基化研究的重点和难点主要集中于糖蛋白／糖肽的分离富集和糖蛋白的鉴定／糖基化位点的确定2个方面,相关技术已用于蛋白质组学水平的糖基化研究,但都还不够成熟。以生物质谱为核心、多学科交叉的蛋白质组学技术始终处于不断发展之中。基于糖基化发生规律的富集检测技术的发展、移动质子理论的提出及电子捕获裂解技术的应用必将极大地促进包括糖基化在内的翻译后修饰研究。蛋白质糖基化的研究有助于从基因组-蛋白组-糖组这样一个宏观的综合的水平观察分析生命现象,从而达到对生命现象更本质的认识。     

蛋白质O-GlcNAc糖基化的探针

生物大分子包括蛋白质、核酸、糖脂等的动态化学修饰与病理变化的关系,是当今生物医学研究最为重要的前沿领域之一。细胞内蛋白质丝氨酸和苏氨酸侧链羟基的O连N-乙酰葡糖胺(O-GlcNAc)糖基化修饰,参与了基因表达、信号转导、细胞周期等关键生物学过程的精密调控。异常的O-GlcNAc糖基化与肿瘤、糖尿病、神经退行性疾病等慢性疾病的发生发展密切相关。随着质谱检测技术和蛋白质组学的快速发展,目前已经有大量O-GlcNAc糖基化修饰靶蛋白质和位点得到鉴定。而其中多数蛋白质O-GlcNAc糖基化修饰的生理功能亟需通过探针进一步研究。本文对基于抗体、凝集素、代谢途径、化学酶法的O-GlcNAc糖基化探针研究进行归纳总结,发现未来对O-GlcNAc糖基化的研究急需开发针对特定位点的动态化研究探针,其对进一步揭示O-GlcNAc在疾病发生发展过程中的作用至关重要,也是实现临床分子诊断并进行靶向干预的关键。     

从蛋白质糖基化的结构到功能:以丝氨酸/苏氨酸O-(N-乙酰)葡糖胺修饰为例

糖基化作为一种重要的翻译后修饰广泛存在于蛋白质上,对蛋白质的结构和功能具有重要的调控作用。这些糖基化可以发生在各种氨基酸侧链上,且具有很高的结构多样性。然而,在生命科学与化学生物学相关学科的本科生教学中,蛋白质的糖基化修饰却常常被忽略。基于对丝氨酸/苏氨酸O-(N-乙酰)葡糖胺修饰愈发深入的了解,本文将从该修饰的发生、特性和生物学功能等方面进行阐述,通过与磷酸化修饰这一普遍存在的修饰模式的比较,阐明其对于教学和科研的重要性。     

磷酸化蛋白质组学的新进展及其在肝脏生理和病理机制中的应用

蛋白质磷酸化是最常见的蛋白质翻译后修饰形式。由于蛋白质的磷酸化形式可以被磷酸酶和磷酸激酶进行可逆的调控,所以在众多的生命活动过程中蛋白质的磷酸化修饰起着重要的调控作用,因此对生物体内蛋白质磷酸化修饰的系统研究对于揭示生命科学的奥秘显得十分重要。近年来,随着质谱技术和生物信息学软件以及磷酸化肽段富集方法的发展,利用质谱对生物体内蛋白质磷酸化修饰研究的技术逐渐成熟。肝脏作为人体最重要的代谢和免疫器官,深入研究肝脏细胞内蛋白质磷酸化修饰形式对于理解其功能具有重要指导意义。目前,迅速发展的磷酸化蛋白质组学技术已经被广泛应用到肝脏功能的生物学研究中。这些研究加深了人们对肝脏的生理及病理状态的分子生物学机制的了解。本文综述了当前磷酸化蛋白质组学的研究进展和磷酸化蛋白质组学在肝脏中的研究。     

原核生物糖基转移酶PglL的研究进展

原核生物蛋白质糖基化修饰系统包括N-糖基化和O-糖基化两种,其中O-糖基化修饰系统中的寡糖基转移酶PglL对底物和糖链的特异性更低,在利用蛋白糖基化制备多糖结合疫苗中应用范围更广。简要综述了PglL的基本结构及其在糖基化反应中的特异性,为以后PglL的应用提供初步指导。