酶化学策略解析O-连接糖蛋白质的质谱新方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21705127
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0401.分离与分析
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Protein glycosylation is one of the most common protein modifications. Compared with N-linked glycoprotein, O-linked glycans are more diverse, glycosylation site has no consensus sequence, and no enzyme exists that can cleavage all kinds of O-glycans from their attached sites. These features make O-glycoprotein analysis one of the most challenging projects. In this proposal, on the basis of our newly developed NGAG method, we intend to develop a new OGAG method that can be used for comprehensive analysis of O-linked glycoproteins. As all peptides were first immobilized onto aldehyde-beads in the NGAG method, and the N-linked glycans and glycosite-containing peptides were then released sequentially from the beads for N-glycosylation analysis. In this study, we will further release O-linked glycans and glycosite-containing peptides from the beads using β-elimination method and Lys-N/Lys-C digestion, respectively. A modified approach will also be developed to enrich TMT-labeled intact O-glycopeptides, and our GPQuest software will be updated and optimized for TMT-label quantification. This new method will be applied in the analysis of protein expression and O-glycosylation alterations when the cells were under stress caused by O-glycosylation inhibition. This new method combined with our previous NGAG method will achieve simultaneous analysis of N- and O-linked glycans, glycosite-containing peptides, glycoproteins, and glycans attached to specific glycosites via intact glycopeptides, which would be a powerful tool for the structure and function analysis of glycoproteins as well as the biomarker discovery and disease-related mechanism studies.
蛋白糖基化是最常见的蛋白质修饰之一。与N-糖蛋白相比,O-糖蛋白糖链结构更加多样、糖基化位点没有保守序列、且没有可切除全部O-糖链的O-糖肽酶。这些特征使得O-糖蛋白质分析成为最具挑战性的课题之一。本项目中,我们将在前期NGAG方法学的基础上进一步建立可用于全面分析O-糖蛋白质组的OGAG新方法。NGAG方法首先将样品中所有的多肽固定到醛基化树脂上,然后依次释放N-糖链和去糖基多肽。本项目中我们将继续使用β-消除-加成反应和Lys-N/Lys-C酶切依次释放O-糖链和去糖基化多肽,并完成对TMT标记O-糖肽的富集、质谱分析方法的优化和完整糖肽分析软件GPQuest的优化升级。新方法将用于细胞对O-蛋白糖基化抑制的应激调控研究。OGAG联合NGAG方法将可实现对同一样本中N-和O-糖链、糖蛋白、糖基化位点和完整糖肽的全面分析,为糖蛋白结构和功能分析、新的肿瘤标志物发现和疾病发病机理研究提供强有力的糖蛋白质组学分析方法。

结项摘要

蛋白糖基化是最常见的蛋白质修饰之一。与N-糖蛋白相比,O-糖蛋白糖链结构更加多样、糖基化位点没有保守序列、且没有可切除全部O-糖链的O-糖肽酶。这些特征使得O-糖蛋白质难以分析,亟需可实现对O-连接糖蛋白全面系统分析的方法。为此,本项目中我们建立了基于二甲胺β-消除、氨基乙硫醇加成和Trypsin酶切的OGAG方法,实现对同一样本的O-糖、糖基化位点及去糖基化多肽全面系统分析,可为糖蛋白结构和功能分析、新的肿瘤标志物发现和疾病发病机理研究提供强有力的支持。将OGAG方法应用到人血清和人唾液样本中,以1%FDR 作为阈值,18种糖链、581条去糖基化多肽被鉴定到,其中311条多肽由O-糖基化位点修饰成后鉴定而来。随后,我们对O-糖肽的质谱分析方法进行优化,使得在一次质谱结果中,完整O-糖肽包括糖链、多肽以及糖基化位点得信息得以鉴定。并对完整糖肽分析软件GPQuest进行升级,增加了基于OGAG 方法鉴定到的O-糖链和去糖基化多肽数据库,实现对完整O-糖肽的识别和鉴定。人血清和人唾液样本共有209个完整O-糖肽被鉴定到(1%FDR )。最后,我们将整套方法应用于O-蛋白糖基化抑制后的HT-29细胞,对其进行定性和定量分析,根据时序变化,对O-糖基化抑制反应的显著改变的蛋白质进行生物学功能及相关通路分析,阐述了O-糖基化抑制后蛋白的改变与可能的分子机制。这些数据为之后O-糖基化抑制后细胞的应激调控机制提供了宝贵的数据资源。本项目发表SCI 论文10篇,培养博士研究生3 人,硕士研究生8人。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
N-GlycositeAtlas: a database resource for mass spectrometry-based human N-linked glycoprotein and glycosylation site mapping
N-GlycositeAtlas:基于质谱的人类 N 连接糖蛋白和糖基化位点定位的数据库资源
  • DOI:
    10.1186/s12014-019-9254-0
  • 发表时间:
    2019-09-07
  • 期刊:
    CLINICAL PROTEOMICS
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Sun, Shisheng;Hu, Yingwei;Zhang, Hui
  • 通讯作者:
    Zhang, Hui
Comparative proteogenomics profiling of non-small and small lung carcinoma cell lines using mass spectrometry
使用质谱法对非小肺癌细胞系和小肺癌细胞系进行比较蛋白质基因组学分析
  • DOI:
    10.7717/peerj.8779
  • 发表时间:
    2020-04-23
  • 期刊:
    PEERJ
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Wu, Jingyu;Hao, Zhifang;Sun, Shisheng
  • 通讯作者:
    Sun, Shisheng
Site-Specific N-Glycoproteomic Analysis Reveals Upregulated Sialylation and Core Fucosylation during Transient Regeneration Loss in Neonatal Mouse Hearts
位点特异性 N-糖蛋白组学分析揭示新生小鼠心脏短暂再生损失期间唾液酸化和核心岩藻糖基化上调
  • DOI:
    10.1021/acs.jproteome.0c00172
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Proteome Research
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Jun Li;Li Jia;Zhifang Hao;Yintai Xu;Jiechen Shen;Chen Ma;Jingyu Wu;Ting Zhao;Yuan Zhi;Pengfei Li;Jing Li;Bojing Zhu;Shisheng Sun
  • 通讯作者:
    Shisheng Sun
Intact Glycopeptide Analysis of Influenza A/H1N1/09 Neuraminidase Revealing the Effects of Host and Glycosite Location on Site-Specific Glycan Structures
A/H1N1/09​​ 流感神经氨酸酶的完整糖肽分析揭示了宿主和糖位点位置对位点特异性聚糖结构的影响
  • DOI:
    10.1002/pmic.201800202
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Proteomics
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Zhu Bojing;Shen Jiechen;Zhao Ting;Jiang Haihai;Ma Tianran;Zhang Jie;Dang Liuyi;Gao Ni;Hu Yingwei;Shi Yi;Sun Shisheng
  • 通讯作者:
    Sun Shisheng
Site-Specific Profiling of Serum Glycoproteins Using N-Linked Glycan and Glycosite Analysis Revealing Atypical N-Glycosylation Sites on Albumin and α-1B-Glycoprotein.
使用 N 连接聚糖和糖位点分析对血清糖蛋白进行位点特异性分析,揭示白蛋白和 α-1B-糖蛋白上的非典型 N-糖基化位点
  • DOI:
    10.1021/acs.analchem.8b01051
  • 发表时间:
    2018-05-15
  • 期刊:
    Analytical chemistry
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Sun S;Hu Y;Jia L;Eshghi ST;Liu Y;Shah P;Zhang H
  • 通讯作者:
    Zhang H

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其他文献

其他文献

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孙士生的其他基金

糖蛋白质组学分析中未鉴定糖肽谱图的深度挖掘
  • 批准号:
    22374117
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
完整糖肽上N-连接糖链结构的从头测序新技术研究
  • 批准号:
    91853123
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
肝癌特征性完整N-糖肽的定量组学分析
  • 批准号:
    81773180
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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