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.     

红曲霉葡萄糖淀粉酶N-连接糖链的初步研究

 在加强了的碱性条件下对红曲霉葡萄糖淀粉酶进行β-消除反应,分离未发生消除的级分。对反应前后的样品进行糖组成及甲基化分析,证实了红曲霉葡萄糖淀粉酶上确有对β-消除有抵抗的含GlcNAc的糖链存在。     

铁过载引发人肝细胞HH4 N-糖链表达差异研究

肝脏铁过载是血液系统疾病患者进行骨髓移植后的典型并发症之一,长期铁过载可引发肝脏细胞凋亡和器官损坏,然而铁过载的分子调控机理迄今仍不清楚。以培养的枸橼酸铁铵过载人肝细胞HH4和正常人肝细胞HH4为研究对象,细胞裂解提取总蛋白,分子筛超滤管分离获得总糖肽,PNGase F酶解释放出N-糖链,Sepharose 4B除盐纯化N-糖链,再利用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF/TOF-MS)技术比较N-糖链变化情况。同时,采用荧光细胞凝集素免疫组化方法验证糖链分析结果。结果在铁过载人肝细胞和正常细胞中均检测到16种N-糖链,但糖链丰度存在明显差异。与正常人肝细胞相比,铁过载人肝细胞中高甘露糖型糖链的含量降低,而杂合型、复杂型、平分型、岩藻糖化和唾液酸化糖链的含量明显升高。凝集素免疫组化结果显示铁过载后细胞对凝集素Con A的亲和作用减弱,而对PHA-E、AAL、LCA和MAL-II的亲和作用增强,与糖链质谱分析结果相一致。研究为进一步探索人肝细胞铁过载模式下N-糖链表达差异的分子机理提供了技术支持。     

视黄酸对皮肤上皮基底培养细胞表面膜糖蛋白N-连接型糖链结构的影响

维生素A类化合物对糖蛋白N-连接型糖链(简称N-糖链)结构的影响,近年来在研究其作用机制中颇受重视。本文研究视黄酸(RA)对大鼠皮肤上皮基底培养细胞表面膜糖蛋白糖链结构作用,发现RA促进N-糖链合成,使~3H-甘露糖掺入糖链量增加43.5％,RA可改变N-糖链的类型,促进复杂型N-糖链合成,表现为增加三、四天线复杂型N-糖链合成而不是二天线;RA还使含分叉性GIeNAc和核心Fuc的百分比上升。本文还用细胞电泳方法研究膜表面唾液酸相对量,发现RA可引起唾液酸含量下降。结果提示RA对N-糖链结构的影响,是其多种生物学作用的可能途径之一。     

不同转移潜能膀胱癌细胞糖组相对定量分析

膀胱癌是发生在膀胱黏膜组织上的一种恶性肿瘤,是泌尿系统中最常见的恶性肿瘤,早期(非肌层浸润型膀胱癌)阶段的诊断和治疗是降低膀胱癌死亡率的最有效方式.肿瘤的发生过程与糖链表达的改变有着密切的关系,而定量分析膀胱癌发生过程中糖链的表达变化尚未有研究.本研究以2株人膀胱正常上皮细胞系(HCV29、HUCV1),1株非肌层浸润性膀胱癌细胞系(KK47),和3株浸润性膀胱癌细胞系(YTS1、J82、T24)为研究材料,应用本室建立的利用乙酰肼修饰糖链唾液酸,以及[12C6]-和[13C6]-苯胺同位素修饰糖链还原性末端技术,然后利用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS),进行膀胱上皮细胞不同病理状态的糖组相对定量分析.从6株细胞中共鉴定出52种N-连接糖链结构,并定量分析了不同类型的糖链在不同细胞中的分布差异,发现唾液酸化、岩藻糖化的N-连接糖链在膀胱癌肿瘤细胞恶化过程中呈现显著升高的趋势,同时平分型糖链和高甘露糖型N-连接糖链也呈表达升高趋势,说明这些糖链结构的表达变化与膀胱癌发生关系密切,从而有助于进一步阐明膀胱癌发生过程中糖链相关的分子机理.     

基于FFPE组织切片的膀胱癌N-连接糖链原位酶解及分析

目的 研究膀胱癌FFPE组织切片的N-连接糖链,发现膀胱癌FFPE肿瘤组织的异常N-连接糖链修饰情况。方法 发展基于FFPE组织切片原位提取N-连接糖链的实验流程。通过PNGase F酶切FFPE组织解释放N-连接糖链。对N-连接糖链自由端进行全甲基化修饰。通过MALDI-TOF/TOF-MS检测N-连接糖链的相对含量。进行数据库匹配,确定N-连接糖链的可能糖型。ROC分析用于预测显著差异N-连接糖链作为预测膀胱癌生物标志物的准确度。结果 MALDI-TOF/TOF-MS检测泛甲基化修饰N-连接糖链的数据显示,在16例膀胱癌患者的肿瘤和癌旁组织的3次重复实验中,肿瘤组织中蛋白质高甘露糖型N2H6、N2H7、N2H8、N2H9和复杂型N5H6F1糖链修饰水平显著上升,同时高甘露糖型N2H5、杂合型N3H5以及复杂型N3H4、N4H4、N5H6F1S2糖链修饰水平显著下降。ROC分析显示,双天线型N-连接糖链N3H4（AUC=0.90）和N4H4（AUC=0.91）在单独或者共同区分膀胱癌患者肿瘤组织和癌旁组织中都具有很好的可靠性,可能成为膀胱癌的潜在生物标志物。结论 膀胱癌FFPE肿瘤组织中存在蛋白质异常N-糖基化修饰,N-连接糖链N3H4和N4H4或可成为膀胱癌的潜在生物标志物。     

二维电泳和质谱技术鉴定肝癌血清差异表达的N-连接糖蛋白

缺乏有效的早期诊断方法是导致肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)预后极差的主要原因之一.蛋白质异常糖基化与恶性肿瘤细胞侵袭、转移等生物学过程关系密切,人体内至少有50%的蛋白质发生了糖基化修饰.本实验采用IgY12去除血清高丰度蛋白、多植物凝集素亲和层析技术分别从20例肝癌和年龄、性别匹配的20例非癌慢性肝病患者血清中纯化N 连接糖蛋白、二维电泳分析差异表达的蛋白质斑点,质谱检测、生物信息学等技术鉴定了18个差异表达的糖蛋白和/或其异质体（12种高表达和6种低表达）.ExPASy数据库比对结果表明,本实验鉴定的糖蛋白质分子含有至少1个已报道的N 糖基化位点.这些差异表达的糖蛋白属于急性期反应蛋白,分别具有蛋白酶抑制、生物转运、凝血和纤溶等功能,表明肝癌的发生发展过程中机体产生的急性期反应物可能是潜在的肝癌血清标志物.     

糖蛋白过敏原N-糖链与过敏的相关性研究

糖蛋白是一种含有寡糖链的蛋白质,糖链与蛋白质之间以共价键相连。N-糖蛋白为常见过敏原之一,主要来源于食物、吸入物、昆虫毒素等,能够引起过敏反应。N-糖蛋白过敏原的N-糖链结构影响过敏原与IgE的结合,影响抗原提呈细胞（APC）对过敏原的识别和提呈。本文在介绍与过敏相关的N-糖蛋白、常见N-糖蛋白过敏原的N-糖链结构及与过敏相关的糖基化酶的基础上,进一步分析过敏原N-糖链影响过敏的机制,为临床预防与治疗过敏性疾病提供新的思路。     

miR-10b对MCF10A细胞表达N-糖链 及O-糖链的影响

蛋白质糖基化是蛋白质翻译后修饰之一,对蛋白质功能有重要的调节作用,而异常糖基化在肿瘤的发生、发展以及癌细胞转移过程中起到关键作用.MiRNAs在癌症的发生发展过程中同样起到非常关键的作用,但其如何影响糖基化进而在肿瘤恶性转化过程中发挥生物学功能的研究甚少.本文将miR-10b在人正常乳腺上皮细胞MCF10A中过表达,利用糖类相关基因芯片系统筛选了发生显著变化的糖基转移酶;随后利用本实验室建立的N-糖链及O-糖链测定方法,分析糖链水平的表达差异;最后对关键糖基转移酶基因Fut8、MGAT3及OGT通过荧光定量PCR、蛋白质免疫印迹和凝集素免疫印迹进行了验证,为研究miR-10b在乳腺癌中的作用提供更多糖组学方面的理论基础.     

Membrane‐Based SDS Depletion Ahead of Peptide and Protein Analysis by Mass Spectrometry

SDS interferes with both bottom‐up and top‐down MS analysis, requiring removal prior to detection. Filter‐aided sample preparation (FASP) is favored for bottom‐up proteomics (BUP) while acetone precipitation is popular for top‐down proteomics (TDP). We recently demonstrated acetone precipitation in a membrane filter cartridge. Alternatively, our automated electrophoretic device, termed transmembrane electrophoresis (TME), depletes SDS for both TDP and BUP studies. Here TME is compared to these two alternative methods of SDS depletion in both BUP and TDP workflows. To do so, a modified FASP method is described applicable to the SDS purification and recovery of intact proteins, suitable for LC/MS. All three methods reliably deplete >99.8% SDS. TME provide higher sample yields (average 90%) than FASP (55%) or acetone precipitation (57%), translating into higher total protein identifications (973 vs 877 FASP or 890 acetone) and higher spectral matches (2.5 times) per protein. In a top down workflow, each SDS‐depletion method yields high‐quality MS spectra for intact proteins. These results show each of these membrane‐based strategies is capable of depleting SDS with high sample recovery and high spectra quality for both BUP and TDP studies.