9月5日，Nature子刊Nature Communication在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所國(guó)家蛋白質(zhì)科學(xué)研究（上海）設(shè)施質(zhì)譜系統(tǒng)黃超蘭研究員與復(fù)旦大學(xué)楊芃原教授、中科院計(jì)算所賀思敏研究員的研究團(tuán)隊(duì)合作成果：“pGlyco 2.0 enables precision N-glycoproteomics with comprehensive quality control and one-step mass spectrometry for intact glycopeptide identification”。該研究展示了高通量、高質(zhì)量的完整N糖肽分析流程，為精準(zhǔn)糖蛋白質(zhì)組分析提供了新的分析工具，并提供了新的糖肽譜圖質(zhì)量評(píng)估方法以及目前最大的糖肽數(shù)據(jù)集。

 

        隨著基于質(zhì)譜技術(shù)蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展，蛋白質(zhì)后修飾組學(xué)的研究日趨成熟，相關(guān)成果也大量涌現(xiàn)。其中磷酸化、乙?；群笮揎椀姆治黾夹g(shù)已經(jīng)有著非常好的推廣應(yīng)用，糖基化則是最復(fù)雜的蛋白后修飾之一，具有非常高的技術(shù)難度，但具有多種重要的生物學(xué)功能。與其他蛋白后修飾相比，糖基化不但會(huì)產(chǎn)生宏觀不均一性（每個(gè)蛋白上可能有多個(gè)后修飾位點(diǎn)），更會(huì)產(chǎn)生海量的微觀不均一性（每個(gè)位點(diǎn)上可能有幾十甚至上百種不同的后修飾基團(tuán)）。除此之外，糖鏈本身的離子化效率很低。這些因素的結(jié)合使得糖基化分析的通量和質(zhì)量遠(yuǎn)低于蛋白質(zhì)組學(xué)的常規(guī)分析水平。目前已有的糖基化分析方法有明顯的局限性：大部分方法僅能分析糖鏈或糖基化位點(diǎn)等不完整的糖基化信息，而基于糖肽的位點(diǎn)特異性分析方法則存在通量低、假陽(yáng)性率高、數(shù)據(jù)質(zhì)量難以評(píng)測(cè)等問(wèn)題。

 

        該研究開發(fā)了多種技術(shù)，解決了上述完整糖肽分析的三個(gè)問(wèn)題。首先，研究人員廣泛測(cè)試了目前最新質(zhì)譜儀器支持的各種碎裂方式并進(jìn)行了系統(tǒng)性分析、模擬，最后挑選了經(jīng)過(guò)優(yōu)化的階梯能量HCD（higher-energy collisional dissociation）作為糖肽的質(zhì)譜圖采集方法。這種方法能夠獲得豐富的完整糖肽碎片信息，同時(shí)保證了數(shù)據(jù)采集效率。隨后，研究人員開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的完整糖肽檢索引擎pGlyco2.0。pGlyco2.0能夠充分利用階梯能量HCD糖肽譜圖種的碎片信息，并且在糖鏈、肽段和糖肽三個(gè)層面都進(jìn)行質(zhì)控，從而獲得高質(zhì)量的鑒定結(jié)果。通過(guò)測(cè)試，pGlyco2.0的假陽(yáng)性率不到1%，而目前最常用的商用軟件Byonic，其假陽(yáng)性率在特定情況下高達(dá)20%。該質(zhì)控流程為完整糖肽分析領(lǐng)域提供了全新的工具和標(biāo)準(zhǔn)，可以作為后續(xù)方法發(fā)展的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。最終，研究人員使用pGlyco2.0整套流程，在小鼠五個(gè)臟器（心肝腦肺腎）中，鑒定了超過(guò)一萬(wàn)條非冗余糖肽，是目前最大的完整糖肽數(shù)據(jù)集。

 

        國(guó)家蛋白質(zhì)科學(xué)研究（上海）設(shè)施質(zhì)譜系統(tǒng)黃超蘭研究員和彭超博士參與了相關(guān)工作，黃超蘭研究員為共同通訊作者，復(fù)旦大學(xué)為第一完成單位。該項(xiàng)目得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，國(guó)家重大儀器專項(xiàng)，973和863計(jì)劃的支持。

 

        文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-017-00535-2

 

圖：完整糖肽檢索引擎pGlyco2.0