蛋白质糖基化是一种非常常见、复杂和多样的蛋白质翻译后修饰。在真核生物中，蛋白质糖基化过程主要发生在内质网和高尔基系统内，涉及约200种糖基转移酶，使50%-70%的蛋白质发生糖基化修饰。根据糖基与蛋白质连接方式的不同，蛋白质的糖基化主要分为4大类:n -糖基化、o -糖基化、c -糖基化和糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定。N-和o -糖基化的研究最为广泛。
在n -糖基化过程中，糖链通过n -乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)共价结合到天冬酰胺(Asn)侧链氨基上。糖链具有五糖核心结构，糖基化位点具有特定的肽序列Asn-X-Ser/Thr (X≠Pro)。在o -糖基化过程中，糖链通过侧链上的羟基与丝氨酸(Ser)或苏氨酸(Thr)共价结合。糖链没有固定的核心结构，在糖基化位点也没有保守的肽序列。N-和o -糖基化在蛋白质稳定、细胞内和细胞间信号传递、激素激活或失活以及免疫调节中起着重要作用。蛋白糖基化的异常表达也常常预示着相关疾病的发展，如炎症、癌症和遗传疾病。
糖肽是一类结合寡糖和多肽的大分子化合物。糖肽在糖肽类药物的开发中有着重要的应用，如糖肽类抗生素和抗肿瘤疫苗。
目前，大多数被批准临床使用的肿瘤生物标志物是糖蛋白。例如，用于肝癌的甲胎蛋白(AFP)，用于卵巢癌的癌抗原125 (CA125)，用于结肠癌的癌胚抗原(CEA)，用于前列腺癌的前列腺特异性抗原(PSA)或糖抗原。因此，糖蛋白组学分析对于疾病的早期筛查、病理研究等具有重要意义。
基于质谱的蛋白质组学技术为蛋白质及其修饰的综合分析提供了一个很好的分析工具。在自下而上蛋白质组学中，单个蛋白质或复杂生物样品(细胞、组织、体液等)的完整蛋白质通常被酶消化成肽，然后通过高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)进行鉴定和定量。
糖肽分析中涉及的步骤示意图
由于糖链的多样性和高度异质性，对蛋白质糖基化的综合分析仍然具有挑战性。尽管普遍存在蛋白糖基化，但糖蛋白相对于整个蛋白质的丰度较低，完整糖肽的丰度甚至更低，这使得质谱法很难进行直接检测。因此，为了提高复杂生物样品中完整糖肽的丰度，开发完整糖肽的富集方法具有重要意义。目前常用的糖肽富集技术有亲水性相互作用层析、金属亲和层析、凝集素亲和层析、硼酸化学、酶化学、肼化学等。
糖蛋白/糖肽富集的实验策略(Li等, 2014)
与未修饰的肽相比，糖肽的低电离效率和糖链的高异质性使得完整糖肽的质谱表征具有挑战性。因此，开发有效的质谱碎片化方法和谱分辨工具对完整糖肽的综合分析具有重要意义。近十年来，随着质谱技术的不断创新，光谱数据质量越来越高，精确解析完整N-和o -糖肽的软件算法得到了快速发展。
创意蛋白质组学可以为您提供糖肽分析服务。我们使用pre-MS分离程序和HILIC色谱柱进行糖肽的LC-MS分离。
参考
L。李,徐、L。,Z,巴姨,Y。,h & Liu(2014)。用于蛋白质分析样品制备的新型纳米材料。分析与生物分析化学，406(1)，35-47。