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基于质谱的蛋白质O-糖基化分析

蒲公英Ouryao  · 医学  · 1 月前
作者:斯坦德生物医药(BLA会员单位


生物体内的糖基化修饰越来越受到关注,糖基化修饰主要分为N糖和O糖。对于哺乳动物而言,常见的O糖以连接在丝氨酸或苏氨酸的N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)为基础,在酶的作用下进一步转移半乳糖或N-乙酰葡萄糖胺等糖基,从而形成四种核心结构。在这四种核心结构的基础上,已合成的糖苷还可以在酶的作用下进一步转移岩藻糖、唾液酸等糖基,从而形成更复杂的O糖[1]

含有O-GalNAc的糖蛋白在传统上被定义为粘蛋白或粘蛋白样蛋白。粘蛋白携带密集的O-GalNAc糖簇,亲水且带负电的O-聚糖易形成具有润滑作用的高度水合致密阵列,并作为抵御病原体和物理或化学损伤的保护屏障,因而常在呼吸道等各种器官的粘膜上表达[2]

而最近,O-GalNAc被发现广泛分布在许多不具有粘蛋白样特质的蛋白质上。这些O糖在细胞中具有特殊功能,包括激素调节、脂质代谢和生长因子、信号转导等[3]。部分研究者对果蝇的多肽α-N乙酰半乳糖胺转移酶基因进行RNA干扰,发现果蝇特定的形态和功能效应受到影响,说明了发育过程中位点特异性O-糖基化的重要性[4]

随着质谱表征技术的更新换代,对各类生物体内的蛋白组和重组蛋白药物研究逐渐深入,许多非常规O糖修饰也得到了多角度的确证。

例如当下表达抗体最常使用的CHO细胞,其表达的重组人IgG1轻链上的O-岩藻糖修饰[5],重组人IgG2轻链上的O-甘露糖修饰[6]等陆续被发现。针对这些非常规O糖对药物安全性和有效性的研究还在进行中,未来也可能会有更多非常规O糖修饰被揭晓。


与蛋白质的合成不同,O糖合成过程没有固定的模板遵循,O糖缺乏N糖的基序(NXS/T),因此在位点和糖链结构两个层面常具有较强的异质性。而随着对O糖生物学功能认识的深入,对O糖的深度表征也越来越得到生物制药从业者的关注。

斯坦德生物医药大分子实验室选用S-Bio公司的EZGlyco® O糖制备试剂盒,以最小化非特异性O糖β消除反应。通过糖捕集珠除去蛋白和其他杂质,以便后续标记。荧光试剂标记后的O糖经除盐处理后即可上机分析。借助高效液相系统和高灵敏度的质谱仪,我们能在较短的实验周期内对标记后的O糖进行高置信度的确认。





参考文献

[1]Joanne Chia, Germaine Goh, Frederic Bard. Short O-GalNAc glycans: regulation and role in tumor development and clinical perspectives.

[2]Barry D Shur, Michael A Ensslin, Carey Rodeheffer. SED1 function during mammalian sperm-egg adhesion.

[3]Katrine T.-B.G. Schjoldager, Henrik Clausen. Site-specific protein O-glycosylation modulates proprotein processing —Deciphering specific functions of the large polypeptide GalNAc-transferase gene family.

[4]Liping Zhang, Kelly G. Ten Hagen. Dissecting the Biological Role of Mucin-type O-Glycosylation Using RNA Interference in Drosophila Cell Culture.

[5]John F Valliere-Douglass, Lowell J Brady, Chris Farnsworth, et al. O-Fucosylation of an antibody light chain: Characterization of a modification occurring on an IgG1 molecule.

[6]Theresa Martinez, Danielle Pace, Lowell Brady. Characterization of a novel modification on IgG2 light chain Evidence for the presence of O-linked mannosylation.



关于斯坦德生物医药

斯坦德生物医药是斯坦德集团的核心领域,下设药物研发平台、中药研发平台、药学研究平台、相容性密封性研究平台、生物制品安全研究平台、药物临床前安全评价平台、药物临床研究平台、GMP验证合规平台等技术平台。我们致力于为客户提供产品研发外包、分析测试一站式服务,可有效助力企业缩短研发周期,让药品更快更安全的上市。


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邮箱:blachina@ouryao.com

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