糖蛋白基础入门 – Binocular Vision

第一期

糖蛋白基础入门

Protein Metrics 高准

糖蛋白生物合成

N糖分类

O糖分类

聚糖符号命名法（SNFG）

N糖命名法

Byos中糖蛋白的可视化

本文简要介绍糖蛋白生物合成，糖蛋白分类，聚糖符号命名法以及N糖命名法等基本内容，帮助分析学家快速入门。

糖蛋白生物合成

蛋白质糖基化是指碳水化合物与多肽共价连接。碳水化合物修饰包括单个单糖和复合碳水化合物链，两者均称为聚糖。蛋白质糖基化是一种非模板化过程，由糖基转移酶介导，负责聚糖的起始或延长，以及寡糖基转移酶，负责添加整个碳水化合物链。在细胞中，糖基转移酶或寡糖基转移酶、碳水化合物转运蛋白和糖苷酶之间的复杂相互作用精细调控蛋白质上观察到的聚糖结构。

N 糖始于内质网 (ER)，其中寡糖 N2M9G3 以共翻译方式转移到新生糖蛋白的天冬酰胺残基上，该寡糖被葡萄糖苷酶和甘露糖苷酶修剪为 N2M8。随后在高尔基体中，N 糖经历进一步的修剪和延长步骤，生成多样性的 N 糖结构。

与 N 糖的共翻译开始相反，O 糖发生在折叠蛋白上，并由单糖转移到丝氨酸和苏氨酸残基上引发。某些形式的 O-糖，如 O-岩藻糖和 O-甘露糖始于内质网，而粘蛋白型 O-糖和糖胺聚糖链的生物合成始于高尔基体。

N糖分类

N 糖包括少甘露糖型、高甘露糖型、复杂型和杂合型等聚糖结构。

少甘露糖型聚糖在具有可变核心岩藻糖的壳二糖核心上带有一至三个甘露糖 (Man) 残基。

高甘露糖聚糖含有仅由甘露糖组成的末端分支。

复杂和杂合聚糖的触角中可能含有半乳糖 (Gal)、N-乙酰葡萄糖胺 (GlcNAc)、N-乙酰半乳糖胺 (GalNAc)、岩藻糖 (Fuc)、N-乙酰神经氨酰酸 (NeuAc) 和 N-羟乙酰神经氨酰酸 (NeuGc) 残基，杂合聚糖还含有未取代的末端甘露糖残基。

O糖分类

粘蛋白型 O 糖有八种核心结构，均由GalNAc引发，但在组成和分支结构上不同。使用代谢寡糖工程方法引入的非典型聚糖也是可能的；对于非典型聚糖，带有化学手柄（如炔烃或叠氮化物）的单糖可进行特异性标记和/或富集。

聚糖符号命名法(SNFG)

聚糖使用SNFG进行直观表示，该命名法可以总结聚糖的组成和结构特性。在 SNFG 中，每种单糖类，都用一个独特的符号表示，通过颜色区分同分异构体。未定义的通用单糖用白色表示，并提供单糖类的单同位素分子量。

N糖命名法

以IgG1典型N糖为例，图示N糖的命名方法。

聚糖牛津命名法

聚糖生物制药命名法

Byos中糖蛋白的可视化

Byos是第一款商业化的糖肽搜库软件，拥有最广泛的用户基础。Byos内置大量脚本，支持糖型分组，添加卡通图以及聚糖名等，提供非常直观的报告模板，如下图所示：

结语

本文是糖蛋白系列文章第一篇，主要从分析视角介绍糖蛋白的基础知识。后面还有更多精彩内容，敬请期待吧。

参考文献：

[1] Bagdonaite, I., Malaker, S.A., Polasky, D.A. et al. Glycoproteomics. Nat Rev Methods Primers. 2 (2022).

[2] Hülsmeier, Andreas J et al. “Glycoprotein maturation and the UPR.” Methods in enzymology. 491 (2011).

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