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新品推荐 | 分泌蛋白质组学研究工具——叠氮基糖

2023-03-24

分泌蛋白质组(secretome)是指细胞、组织等分泌的全部蛋白质。分泌蛋白(如细胞因子、生长因子和激素等)在细胞间信号传递等过程中发挥着关键的作用,其动态变化通常反映了细胞的生长情况和病理状态。分泌蛋白构成了很大一部分药物靶标,同时也是重要的生物标志物[1]。细胞的条件培养基是分泌蛋白质组研究的重要样本。

目前,基于生物质谱的蛋白质组学分析可以实现对分泌蛋白的系统研究[2],但该方法无法富集分泌蛋白,导致分泌蛋白的鉴定数目较少。此外,常规的分泌蛋白质组分析为了降低样品的复杂性会使用无血清培养基进行细胞培养,而长时间无血清培养容易使细胞活性状态改变。


图1 蛋白糖基化后结合质谱分析的分泌蛋白富集流程图[3]

近年来,含有生物正交基团(如叠氮基)的非天然糖已被用于代谢标记糖基化蛋白质,从而实现对糖蛋白的细胞成像或选择性富集并用于蛋白质组学分析。

该策略分为两个步骤:叠氮基糖类似物(图1a)被添加到细胞培养基中,通过细胞内的聚糖生物合成途径引入到糖蛋白上;然后通过点击化学反应特异性地与成像探针或亲和探针进行共价标记(图1b)。由于分泌蛋白通常是糖蛋白,这种糖代谢标记已被用于分泌蛋白的标记和富集。N-叠氮乙酰半乳糖胺(GalNAz)、N-叠氮乙酰葡萄糖胺(GlcNAz)和N-叠氮乙酰甘露糖胺(ManNAz)是最经典的叠氮基糖类似物,其应用见表1。

表1 几种常用叠氮基糖代谢探针[4-6]

产品名称

产品描述

N-叠氮乙酰甘露糖胺(ManNAz)

ManNAz是唾液酸的生物合成前体N?乙酰甘露糖胺(ManNAc)的类似物,可以标记唾液酸化的N?或O?糖蛋白。

N-叠氮乙酰葡萄糖胺(GlcNAz)

GlcNAz是N?乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)的类似物,通常用于标记带有β?O?GlcNAc残基的核糖蛋白和细胞质糖蛋白,但是也能通过GALE转化为GlcNAz从而标记N?糖蛋白与黏蛋白型O?糖蛋白。

N-叠氮乙酰半乳糖胺(GalNAz)

GalNAz是N?乙酰半乳糖胺(GalNAc)的类似物,可以替代GalNAc成为黏蛋白型O?聚糖的核心残基从而标记O?糖蛋白。此外,GalNAz在细胞内的代谢中间体尿苷二磷酸(UDP)-GalNAz可经过UDP半乳糖-4-差向异构酶(GALE)催化而与UDP- GlcNAz相互转化,因此也可替代GlcNAc对N?糖蛋白和O-GlcNAc糖蛋白进行标记。


随着技术的发展,以上3种最常用的商品化非天然糖代谢标记产品(表1)演化为Ac4ManNAz、Ac4GlcNAz和Ac4GalNAz,它们分别是四酰化的N-叠氮乙酰甘露糖胺、N-叠氮乙酰葡萄糖胺和N-叠氮乙酰半乳糖胺,酰化后增加了其在许多溶剂中的溶解度,使这种试剂的处理更容易。

 

叠氮基糖的特点:

生物正交性——叠氮基基团较小,无反应性且不存在于生命系统中,因此叠氮基-糖化合物不会干扰内源性细胞通路和取代其自然发生的类似物;

兼容性——在简单的缓冲液条件下可有效使用磷酸化合物进行反应化学,不需要铜或还原剂等辅助试剂;

化学选择性——叠氮化物和膦基团不会与生物样品的组分反应或干扰此类组分,而是彼此高效偶联;

通用性——叠氮化物标记可用于检测、固定、偶联或亲和纯化,具体取决于其与哪种膦活化化合物反应。

这些糖是天然单糖的叠氮化物衍生物,细胞使用翻译后修饰生化途径使蛋白糖基化。叠氮化物官能团很小且不与内源性分子发生反应。当输送到细胞时,这些化合物被糖基化事件整合,以便有效地使用叠氮化物基团“标记”糖蛋白。然后叠氮化物基团可专门用于使用炔烃活化试剂(“点击”化学)或膦活化试剂(Staudinger连接)进行检测或偶联。

 

当与膦活化荧光染料、生物素试剂或其他化合物结合使用时,这些叠氮基修饰的糖有助于研究涉及糖基化的细胞通路。

 

产品信息:

货号

产品名称

  规格

货期

GlcNAz

25mg

1-2周

Ac4GlcNAz

100mg

1-2周

GalNAz

50mg

1-2周

Ac4GalNAz

50mg

1-2周

ManNAz

100mg

1-2周

Ac4ManNAz

100mg

1-2周

Kdo Azide

1g

1-2周

 

温馨提示:Absin所有产品仅用于科学研究,请勿药物、家用或其他用途。

参考文献

[1] Miroslava Stastna, Jennifer E Van Eyk. Secreted proteins as a fundamental source for biomarker discovery[J]. Proteomics 2012, 12:722-735.

[2] Brown K J, Formolo1C A, Seol H, et al. Advances in the proteomic investigation of the cell secretome[J].

Expert Rev. Proteomic,2012,9(3):337-345.

[3] 毛源, 郑江南, 封顺, 等. 基于3种非天然糖代谢标记的分泌蛋白质组分析性能对比[J]. 色谱, 2021, 39(10):8.

[4] Laughlin S T, Bertozzi C R. Metabolic labeling of glycans with azido sugars and subsequent glycan-profiling and visualization via Staudinger ligation[J]. Nature Protocols, 2007,2(11):2930-2944.

[5] Boyce M, Carrico I S, Ganguli A S, et al. Metabolic cross-talk allows labeling of O-linked beta-N-acetylglucosamine-modified proteins via the N-acetylgalactosamine salvage pathway[J].PNAS, 2011,108(8):3141-3146.

[6] Nandi A, Sprung R, Barma D K, et al.Global identification of O-GlcNAc-modified proteins[J]. Anal. Chem. 2006, 78, 452-458.

 

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