多糖不像蛋白质和核酸,其少数的分子即可由于连接位点的不同,而形成复杂多变的结构,因而难以用传统的化学方法研究。生物质谱能够对多糖结构进行鉴定,具有操作简便、省时、结果直观等特点。人体内的蛋白质至少有1/3为糖蛋白,执行着不同的功能。目前采用MALDI-TOF-MS已经能够对糖蛋白中的寡糖侧链进行分析。
1.糖蛋白相对分子质量的测定 与普通蛋白不同,糖蛋白分子结构具有不均一性,在进行质谱分析时,糖蛋白分子质谱峰变宽,灵敏度下降。因此采用分辨性能高、灵敏度好的MALDI-TOFMS或ESI-MS才可以直接测定相对分子量不大、结构不十分复杂的糖蛋白,如核糖核酸酶α1,酸性糖蛋白等,而对于相对分子质量大(>50000)及糖链复杂的糖蛋白,如胎球蛋白,质谱就很难测定其相对分子质量。
2.糖基化位点的确定 生物质谱法测定糖基化位点,一般是通过蛋白酶酶切与糖内切酶酶切相结合的方法,寻找质谱图上的峰位移,从位移峰的肽段序列中,寻找可能连接糖链的氨基酸,从而确定其糖基化位点。这种方法不同于传统的先分解糖蛋白中糖链及蛋白,然后分别测定的方法,在pmol数量级上对糖蛋白进行分析,应用ESI-MS或MALDI-TOF-MS,结合HPLC或CE分离技术以及数据库检索,可以快速、准确地确定自然界中或重组糖蛋白的糖基化位点。Yang Yi及Qrdand等应用胰蛋白酶结合N-糖苷内切酶、O-糖苷内切酶酶切,在MALDI-TOF-MS上确定了胎球蛋白的4个N-连接糖基化位点。另外,因ESI-MS能与HPLC及CE连接直接测定肽混糖链和肽链中的氨基酸、通过共价键连接化合物而大大拓宽了其应用范围。
3.糖链结构的分析 糖蛋白中的糖链形式各异、连接方式多样。应用生物质谱的方法可以对蛋白酶切、HPLC分离得到含糖肽段直接用ESI串联质谱以及MALDI-TOF-MS的源后衰变技术(PSD)进行检测,得到单糖碎片,从而确定糖链结构;也可用糖苷外切酶从糖链外端对糖链进行逐一切除并做质谱测定,这样不仅可以确定其连接方式,而且由于所应用的糖苷外切酶具有高度特异性也可对糖链的立体结构进行判断。Harmo等应用MALDI-TOFMS分析了重组人γ干扰素的糖基化位点及其糖基化的微不均一性。
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