分享一篇發(fā)表在J Am Chem Soc上的文章，題目為Site-Specific O-Glycosylation in Oncofetal Fibronectin IIICS Domain Creates Cancer Stage-Specific Biomarkers。文章的通訊作者為北海道大學(xué)的Shin-Ichiro Nishimura教授，其研究方向?yàn)榛趧討B(tài)表位（dynamic epitope，指蛋白的翻譯后修飾對其抗原表位結(jié)構(gòu)的影響）理論的理性藥物發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新的糖技術(shù)平臺。
纖連蛋白（FN）是一種遍在的細(xì)胞外基質(zhì)成分。其與整合素相互作用，參與血管生成和腫瘤進(jìn)展。FN在多種腫瘤中以癌胚亞型（oncofetal isoform, onfFN）存在，早在80年代，研究者已發(fā)現(xiàn)onfFN的IIICS結(jié)構(gòu)域中Thr2152、Thr2155和Thr2156是被高度O-糖基化的。而最近，作者發(fā)現(xiàn)粘蛋白MUC2中類似的TTX基序的糖基化水平和糖型與結(jié)直腸癌的進(jìn)展階段顯著相關(guān)（Biochemistry. 2020, 59, 1221-41）。因此，本文中作者意在探究上述位點(diǎn)上的O-糖基化修飾能否作為腫瘤特異性的生物標(biāo)志物。
選擇性反應(yīng)監(jiān)測（SRM）方法可以很好地從復(fù)雜的酶解肽段樣本中定量檢測具有特定結(jié)構(gòu)的完整糖肽。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，作者首先通過常規(guī)LC-MS/MS糖肽分析方法鑒定了腫瘤來源的onfFN酶解物中T2151~R2161肽段上三個Thr殘基具有的糖型，并將它們分類為20種；隨后，作者化學(xué)合成了這20種糖肽（及無糖基化的對照肽段1），以它們作為SRM的標(biāo)準(zhǔn)肽。作者為每種糖肽優(yōu)化了QQQ上的 SRM 參數(shù)，包括LC梯度、Q2的CE和Q3的特征離子選擇等，實(shí)現(xiàn)了1~500 nM線性范圍內(nèi)的絕對定量。
?基于上述方法，作者分析了20名1~4期肝細(xì)胞癌（HCC）患者血漿中上述21種肽的絕對濃度。令人驚訝的是，作者觀察到了兩種糖肽15（Tn抗原類型）和20（STn抗原類型）的濃度隨著HCC的進(jìn)展而顯著上升，而糖肽5、9和16則在健康人和1期患者中具有高水平，而在2~4期患者中幾乎完全消失。基于此數(shù)據(jù)集，作者獲得了腫瘤分期特異性的糖肽生物標(biāo)志物。
最后，作者以15和16為例分析了腫瘤和健康人來源糖肽可能具有的結(jié)構(gòu)差異。NMR結(jié)構(gòu)提示糖肽16可能具有更剛性的構(gòu)象（在Pro2154處全為trans），從而使它無法成為α2,6-O-唾液酸轉(zhuǎn)移酶的底物。這也解釋了15可轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的唾液酸化產(chǎn)物20，而16無法轉(zhuǎn)化為21。作者認(rèn)為，15轉(zhuǎn)化為20是HCC進(jìn)展中高度特異的途徑，可能和腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移期間逃避免疫監(jiān)視相關(guān)。
總而言之，本文中作者合成了21種糖肽標(biāo)準(zhǔn)品，通過SRM方法分析了HCC患者FN T2151~R2161上各糖基化形式的絕對濃度，發(fā)現(xiàn)了腫瘤分期特異性的糖肽生物標(biāo)志物。
本文作者：TYC
責(zé)任編輯：MB
DOI：10.1021/jacs.5c00333
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c00333
