糖基化蛋白的分離純化
瀏覽次數(shù):1543 發(fā)布日期:2022-12-26
來源:藍曉科技
蛋白質(zhì)糖基化
蛋白糖基化的兩個主要類型是N-糖基化(聚糖結(jié)合到天冬酰胺)和O-糖基化(聚糖結(jié)合到絲氨酸或蘇氨酸),糖基化修飾的聚糖種類繁多。一般來說,N-多聚糖附著在由Asn-X-Ser/Thr組成的特定氨基酸序列基序上,X可以是除脯氨酸外的任何氨基酸。O-多聚糖與絲氨酸或蘇氨酸相連,沒有任何特定的氨基酸序列基序,此外,N-聚糖有一個共同的核心結(jié)構(gòu),由GlcNAc2Man3組成,而O-聚糖則有多個核心結(jié)構(gòu)。蛋白糖基化分析的目的是確定聚糖基,被修飾的蛋白質(zhì),或結(jié)合的位點。在一般情況下,糖基化分析,可以使用三種不同的方法,概述如圖1 A:化學或酶解后對釋放的聚糖本身的分析,胰蛋白酶消化后對糖肽的定性,或完整的糖蛋白中對聚糖的定性。
圖 1. 糖基化可通過質(zhì)譜測定,以確定特定的修飾聚糖
A, 糖基化的質(zhì)譜測定有三種常用方法:檢測完整的蛋白多糖,檢測胰蛋白酶消化的產(chǎn)物,或檢測釋放的和分離的聚糖。 B, LC-MS檢測小牛血清胎球蛋白,表明 Cc5細菌培養(yǎng)的(下圖)相比于未經(jīng)處理的(上圖)胎球蛋白的糖基化變化。用胰蛋白酶消化胎球蛋白,然后用LC-MS分析。藍色正方形代表GlcNAc,紅色和綠色的圓形代表Man和Gal, 橙色鉆石形代表
糖基化蛋白的鑒定方法
聚糖分析,可以用質(zhì)譜分析,有時并用高效液相色譜法。糖蛋白首先經(jīng)過酶(肽N糖苷酶A或F)或化學(hydazinolysis)方法釋放糖基。然后LC/MS直接分析釋放的低聚糖。或者,酶或化學裂解產(chǎn)生可以還原型末端被標上熒光標記,然后通過一些可能的HPLC方法,如親水作用色譜,分析熒光標記的聚糖。
雖然上述方法能提供特定聚糖的信息,但是這些信息不能鑒定出帶有特定修飾的蛋白質(zhì),也不能鑒定出糖基化的結(jié)合位點。為了獲得此信息,就要進行蛋白內(nèi)切酶裂解(如胰蛋白酶消化),LC/MS或HILIC-MS/MS分析糖肽。這種方法提供的信息是帶有特定聚糖分子的所有蛋白質(zhì),或者是目標蛋白中聚糖的結(jié)合位點 [20] 。例如,圖6B,是 Cc5細菌培養(yǎng)對特定胎球蛋白殘基的糖基化狀態(tài)的影響,分析方法是胰蛋白酶消化后,用LC-MS檢測。
最后,對于有些糖肽,完整蛋白的質(zhì)譜分析可以提供蛋白質(zhì)的身份鑒定及其糖基化狀態(tài)的數(shù)據(jù)。然而,這種方法取決于糖肽的生化特性,提供的數(shù)據(jù)的分辨率水平通常低于前述兩種方法。
糖基化蛋白的分離純化
由于硼酸反應的專一性,硼酸鹽親和材料近年來受到越來越多的關(guān)注。已證實硼酸鹽親和材料可以有效分離包括糖蛋白在內(nèi)的含順式二羥基結(jié)構(gòu)的化合物。硼酸分子與糖鏈上的順式二羥基結(jié)構(gòu)在堿性條件下形成環(huán)酯,該生成物在酸性條件下容易水解,反應原理如圖2所示。基于該可逆反應,可利用硼酸鹽親和材料選擇性檢測分離富集糖基化蛋白。
圖2:硼酸親和層析分離糖基化蛋白的原理