Q1: 蛋白质糖基化分析的常用方法有哪些?
A1: 核心方法包括:
1、色谱分析(Chromatography)
色谱法可根据糖链或糖蛋白的理化特性进行有效分离。在糖基化分析中,常用的液相色谱技术(如HILIC、阴离子交换色谱)可用于分离不同糖型结构,或将糖蛋白从复杂样品中分离出来,适合进行糖链图谱构建和差异比较分析。
2、凝集素结合分析(Lectin Binding Assays)
凝集素是一类能结合特定碳水化合物结构的蛋白。利用不同凝集素的选择性结合能力,可对特定类型的糖链(如唾液酸、半乳糖、甘露糖等)进行识别。这类方法适用于检测糖基化修饰的存在与变化,常用于初筛分析或条件比较实验。
3、酶学分析(Enzymatic Assays)
通过使用特异性糖苷酶(如PNGase F、O-glycosidase),可以去除或切割特定类型的糖链,从而判断糖链类型、定位糖基化位点,或研究其对蛋白功能的影响。
4、糖链标记(Glycan Labeling)
采用荧光或化学标记方法对糖链进行标记,可提高检测灵敏度并实现可视化追踪。标记后的糖链可用于定量分析、显微成像或流式检测,是研究糖链分布和丰度变化的有效工具。
Q2: 如何区分N-糖基化和O-糖基化?
A2: N-糖基化和O-糖基化的区分主要基于修饰位点、糖链结构、修饰时机及其功能差异。
首先,两者附着的氨基酸残基不同。N-糖基化发生在天冬酰胺(Asn)残基上,且通常出现在Asn-X-Ser/Thr的特定位点序列中(X不能为脯氨酸);而O-糖基化则修饰丝氨酸(Ser)或苏氨酸(Thr)残基,不依赖特定序列。
其次,糖链的核心结构显著不同。N-糖链拥有一个保守的高甘露糖型核心(Man₃GlcNAc₂),而O-糖链则展现出更丰富的结构多样性,例如core 1、core 2、core 3等。
此外,修饰时机也不同。N-糖基化在蛋白质翻译过程中进行(共翻译修饰),有助于蛋白折叠与转运;O-糖基化则是在蛋白质合成和初步折叠完成后进行(翻译后修饰),多用于调控细胞间识别和黏附。
最后,两者在生物学功能上也有区分。N-糖基化更倾向于参与蛋白稳定性维持和胞内运输,而O-糖基化则在免疫应答、细胞信号转导及分化调控中发挥重要作用。
通过这些方面的综合判断,可有效区分N-糖基化与O-糖基化。
Q3: 蛋白质糖基化分析前,是否需要对样本进行脱糖处理?
A3: 是否进行脱糖处理需依据分析目的和糖基化类型而定,不能一概而论。
若研究目标是解析糖链结构或定位糖基化位点,则应保留糖链进行分析。此时通常配合糖肽富集策略和高分辨质谱技术,以最大程度保留原始修饰信息,避免因脱糖导致位点信息丢失。
若目的是提高非修饰肽段的检出率、简化谱图背景,或进行总蛋白/肽段定量,则可选择性进行脱糖处理,以降低糖链对电离效率、保留时间和碎裂模式的干扰,提升数据解析质量。
需要注意的是,不同脱糖酶(如PNGase F、Endo H、O-glycosidase等)具有特定底物特异性,它们只能去除某些类型的糖链。例如,PNGase F能高效去除大多数N-糖,但不适用于O-糖或某些修饰封闭的结构。因此,酶的选择应根据目标蛋白的具体糖型特征合理设定,以确保脱糖的准确性和有效性。
Q4: 进行糖基化分析时,蛋白样本需要去盐脱脂吗?
A4: 需要。高盐和脂类杂质会严重干扰LC-MS/MS分析,建议用滤膜离心或C18固相萃取进行脱盐处理,确保样品清洁度。
Q5: 蛋白糖基化分析的主要干扰因素有哪些?
A5: 包括非糖修饰共存(如磷酸化、乙酰化)、盐离子干扰、样品降解、非特异结合及质谱背景噪音等。
Q6: 蛋白质糖基化后分子量增加多少?
A6:蛋白质糖基化后分子量的增加取决于糖链的类型和长度。
● N-糖基化:通常增加约 1.2–3 kDa,复杂型或高度分支结构可超过 5 kDa。
● O-糖基化:单个核心结构如core 1约增加 365 Da,多糖链聚合时可累计达数千道尔顿。
需要注意的是,实际分子量增幅具有多样性,需结合具体糖型和位点数,通过质谱精确测定。
Q7: 蛋白质糖基化分析为什么要去糖基化?
A7: 去糖基化在蛋白质糖基化分析中主要用于消除糖链对蛋白主链结构解析的干扰,从而更清晰地分析肽段本体。这一处理有助于暴露潜在的糖基化位点,简化质谱谱图,提高蛋白序列的识别精度。同时,去除糖链后可避免不同糖型或连接方式带来的异质性干扰,使后续的结构或功能研究更具针对性和一致性。
Q8: 如何防止糖链在样品处理过程中脱落?
A8:保持中性或弱酸性pH,避免高温和长时间孵育操作,尽量在4°C下进行处理步骤以保护糖链稳定性。
Q9: 样品中是否需去除高丰度蛋白?
A9:若使用的是血清、血浆等体液样本,建议去除如白蛋白、免疫球蛋白等高丰度成分,以提高低丰度糖蛋白的检测灵敏度。
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