亲水相互作用色谱结合串联质谱多重碎裂模式在完整糖肽研究中的应用

蛋白质的糖基化修饰在生理及病理过程中发挥着重要作用。由于技术条件的限制,传统的糖蛋白分析方法中,通常分别鉴定蛋白质和糖链两者的结构,而忽略了蛋白质与糖链的连接关系。本研究旨在以完整糖肽作为检测对象,对糖肽中肽段序列和糖链结构的同步解析。采用亲水相互作用色谱对完整糖肽进行分离纯化,联合生物质谱中碰撞诱导解离(CID)、高能诱导解离(HCD)、电子转移解离(ETD)等裂解模式,对完整糖肽的糖基化位点、糖链结构、肽段序列等进行全方面的解析。结果表明,亲水相互作用色谱中样品与填料比1∶50可有效富集糖肽,采用30%CID能量,主要产生糖苷键断裂的碎片,为糖链的结构组成分析提供了线索;采用25%HCD能量,在低分子量区域提供了糖链的特征离子信息,并产生明确的糖肽Y1特征离子;ETD保留了完整的修饰基团而产生肽段骨架的断裂,可以提供有效的肽段序列信息。本研究结合亲水相互作用色谱与质谱仪中的多种碎裂方式,为完整糖肽的结构解析提供了一种快速、有效的研究方案。

N-连接完整糖肽的质谱分析策略和研究方法

蛋白质糖基化作为最普遍、最重要的蛋白质修饰,一直是组学研究的焦点之一.近十几年来,N-连接糖蛋白质组学研究普遍采用的方法是将糖链与所修饰的多肽分开进行分析.该策略虽降低了分析难度,却也丢失了糖链与蛋白质糖基化位点间重要的对应关系信息.近年来,完整糖肽的质谱分析策略和方法逐步建立起来.总体而言,要实现对完整糖肽的直接质谱分析,首先需要从复杂样品中富集完整糖肽以消除非糖基化多肽对完整糖肽分析的影响,然后在质谱分析中还需要根据糖肽特性调整相应质谱分析参数,最后在后续数据分析中还需要开发相应的分析软件以完成完整糖肽中多肽序列和糖链组成或结构的鉴定.本文即从以上三个主要方面系统阐述目前N-完整糖肽分析中常用的质谱和数据分析策略和方法,并进一步在糖肽谱图识别、母离子单同位素分子质量校正、数据库选择以及假阳性率评估和控制等方面都进行了逐一探讨.完整糖肽的直接质谱分析有助于获取糖链和糖基化位点间的对应关系信息,可为生物标志物发现和疾病致病机理等研究提供更有力的糖蛋白质组学研究工具.

基于N-聚糖和完整糖肽的单克隆抗体药物糖基化修饰表征

近年来生物制药产业快速增长,其中单克隆抗体药物的市场规模增速显著,对其进行精确的结构表征和质量控制的需求日益突出。作为抗体药非常重要的翻译后修饰,糖基化对单抗药的疗效、稳定性、免疫原性都具有重要的影响。对糖基化修饰进行表征的主要方式之一是液相色谱串联质谱技术,但该方法目前主要集中在中高丰度的聚糖表征,对低丰度的糖基化修饰研究较少。本研究建立了基于RapiFluor-MS试剂标记的单克隆抗体药物的N-聚糖定性和定量分析技术,该方法样品处理时间短,灵敏度高,不仅能够表征3种单抗药阿达木单抗、贝伐珠单抗和曲妥珠单抗的主要糖型,而且对低丰度糖基化修饰能够准确的表征并定量分析。基于该方法,作者研究了上述3种单抗药主要糖型,并对不同批次的样品中N-聚糖的相对丰度进行了对比。同时在完整糖肽水平对N-聚糖的连接位点和糖型进行解析,进一步丰富了单抗药的N-聚糖结构信息。基于RapiFluor-MS试剂标记的单克隆抗体药物的N-聚糖定性和定量分析技术能够实现对单抗药糖基化修饰的深度表征和控制。

完整糖基化肽段的富集与质谱解析新技术研究进展

蛋白质糖基化是生物体内最重要的翻译后修饰之一,在蛋白质稳定性、细胞内和细胞间信号转导、激素活化或失活和免疫调节等生理过程和病理进程中发挥重要作用。而异常的蛋白质糖基化往往和多种疾病的发生发展密切相关,目前应用于临床检测的多种肿瘤生物标志物大多属于糖蛋白或者糖抗原。因此在组学层次系统分析蛋白质糖基化的变化对阐明生物体内糖基化修饰的调控机理和发现新型疾病标志物都非常重要。基于质谱的蛋白质组学技术为全面分析蛋白质及其修饰提供了有效的分析手段。在自下而上的蛋白质组学研究中,由于完整糖基化肽段同时存在性质各异的肽段骨架和糖链结构、糖肽的相对丰度和离子化效率较低以及糖基化修饰有高度异质性等特点,完整糖肽的分析比其他翻译后修饰更加困难。近年来,为了更全面、系统地分析蛋白质糖基化,研究人员发展了一些新技术,包括完整糖肽的富集技术、质谱的碎裂模式和数据采集模式、质谱数据的解析方法和定量策略等等,大力推进了该领域的研究水平,也为研究蛋白质糖基化相关的生物标志物提供了技术支持。该篇综述主要关注近年来基于质谱的糖蛋白质组学研究中的新进展,重点介绍针对完整N-和O-糖基化肽段的富集新技术和谱图解析新方法,并讨论其在肿瘤早期诊断方面的应用潜力。

质谱方法实现抗体类药物糖链修饰的鉴定与定量研究

目的：基于液质联用的串联质谱技术,建立基于完整糖肽水平的抗体药糖型定性定量分析方法,并用于生物仿制药糖型研究。方法：基于液相色谱质谱技术,从完整糖肽水平对糖型进行定性定量分析,同时与传统超高效液相荧光检测（ultra performance liquid chromatography_fluorescence detection,UPLC-FLR）结果比较,获得最优分析策略,并用于曲妥珠单抗仿制药批次间糖型定性定量分析。结果：UPLC-FLR方法定量分析了贝伐单抗7种糖型;液质联用方法定量19种糖型;经亲水相互作用色谱（hydrophilic interaction liquid chromatography,HILIC）富集后,定量22种糖型。曲妥珠单抗仿制药批次间糖型定量结果显示良好的一致性。结论：基于液质联用的方法,具有速度快、灵敏度高、检测糖型种类多等优势,有望作为一种稳定的抗体药物糖蛋白位点特异性定量分析策略。