近期,我院喬曉強教授與大連化物所生物分離分析新材料與新技術研究組(1809組)秦洪強研究員和葉明亮研究員合作,在權威期刊《Analytical Chemistry》在線發表了題為“Highly Efficient Enrichment of O‑GalNAc Glycopeptides by Using Immobilized Metal Ion Affinity Chromatography”的研究論文(DOI: 10.1021/acs.analchem.0c05236 )。
O-GalNAc糖基化(黏蛋白型O-糖基化)是蛋白質重要的翻譯後修飾之一,在個體發育、腫瘤發生、細胞粘附等諸多生命活動中均發揮非常重要的作用。但是由于缺乏特異性切除O-糖鍊的糖苷内切酶、修飾位點沒有特定的氨基酸序列、糖鍊結構複雜、無固定的核心結構等特點,導緻對O-糖基化修飾分析仍存在一定的難度。因此,尋找一種可以在複雜蛋白質樣品中選擇性富集O-GalNAc糖基化肽段的富集方法,是全面分析O-GalNAc糖基化翻譯後修飾的關鍵步驟,并将有助于更好地了解糖基化的生理功能和在疾病發生發展過程中發揮的作用。
合作團隊基于固定化金屬離子親和色譜Ti4+(Ti(IV)-IMAC)材料與肽段之間可以觀察到強的親水性和螯合親和性的特點,将Ti(IV)-IMAC用于富集唾液酸化和非唾液酸化的O-GalNAc糖基化肽段。可從1 μL血清中鑒定到691個非冗餘的O-GalNAc糖基化肽段和141個糖基化蛋白質。利用微量人血清樣品進一步評價該富集方法,與傳統的HILIC法相比,Ti(IV)-IMAC僅從0.1 μL的人血清樣品中仍能鑒定出近2倍的
O-GalNAc糖基化肽段。結合高pH值的反相液相色譜(RPLC)和2D LC-MS/MS,僅從7.2 μL的人血清樣品中鑒定出2,093個O-GalNAc糖基化肽段和271個糖基化蛋白質(目前為止最大的O-GalNAc糖基化數據庫之一)。進一步利用該策略對HCC和對照組血清樣本中不同的完整糖基化肽段進行了初步篩選,在兩組樣本間獲得了52個明顯改變的完整O-GalNAc糖基化肽段,顯示了該方法在臨床研究中的應用潛能。