新的分子工具可识别糖蛋白附着物

约翰斯·霍普金斯医学研究所的研究人员开发了一种新的分子工具，他们称之为EXoO，它可以解释蛋白质特异性糖附着的位置 - 由于疾病可能的修饰。该研究发表在Molecular Systems Biology的第14期，描述了该工具的开发及其在人体血液，肿瘤和免疫细胞上的成功应用。

在人类细胞中制造的所有蛋白质中有一半具有附着在其上的糖分子，其中最常见的是N-聚糖和O-聚糖。到目前为止，O-聚糖更难以研究，因为没有足够的工具来识别它们。而且，虽然蛋白质是根据DNA蓝图编码和制作的，但蛋白质上附着的糖和糖的数量是否有所不同，尤其是在疾病状况下。

“糖生物学领域面临的最大挑战是确定哪些糖与哪些蛋白质结合在一起，哪些蛋白质结合在一起，我们现在已经开发出一种可行的方法来做到这一点，”研究人员杨卫明博士说。约翰霍普金斯大学医学院病理学助理。“此外，我们已经证明EXoO可用于所有类型的样本，包括组织，体液和细胞。”

该团队通过结合不同的反应开发EXoO，并利用团队开发的用于研究其他糖连接蛋白的过程以及一种名为OpeRATOR的细菌酶，已知其可在O-聚糖的附着位点切割蛋白质。简而言之，蛋白质样品首先被消化成较小的片段，然后将这些片段连接到固体支持物上，该支持物用酶OpeRATOR处理，其在O-聚糖附着位点释放小块蛋白质。然后分析那些蛋白质以确定糖附着的位置。

“这很棒。我们发现EXoO是第一个既可以识别网站又能定义特定位点聚糖的工具，”杨说。

为确定新工艺的有效性，该团队首先将EXOO用于研究良好的乙二醇胎儿小牛蛋白，该蛋白已知含有6个潜在的O-聚糖附着位点。通过EXoO运行该蛋白质后，该团队能够确认所有六个已知站点并确定第七个站点。

然后该团队询问EXoO是否可以在更大规模上使用复杂的蛋白质混合物。因此，它将EXoO方法应用于3例肾透明细胞癌，T细胞和血清患者的正常和癌性肾组织样本。从肾脏组织中，研究人员能够将35,848个蛋白质片段映射到2,804个含O-聚糖的蛋白质，其中有来自592个蛋白质的1,781个附着位点; 从T细胞中，4,623个蛋白质片段到1,982个O-聚糖蛋白质，来自590个蛋白质的1,295个附着位点; 从血清中，6,157个蛋白质片段到1,060个O-聚糖蛋白质，其中732个附着位点来自306个总蛋白质。

通过将其数据与其他人之前完成的工作进行比较并收集在三个糖蛋白组数据库中，研究小组的结果显示，从未报告的2,580个O-聚糖位点，增加了94%的已知位点。

研究人员在比较正常与肿瘤肾组织时发现了56种O-聚糖附着不同的蛋白质，而与正常细胞相比，两种与肾癌无关的众所周知的蛋白质显示出肿瘤细胞的新变化。研究人员表示，这些结果表明，O-聚糖对蛋白质的附着是动态的，并且可能对疾病非常特异。

“我们希望这种工具对研究人员以及研究O-连接糖基化在正常生物学和疾病中的作用的人有用，”约翰霍普金斯大学学院病理学教授，硕士，许先生说。医学和资深作者的报告。

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