為了克服這個領域存在的技術限制，在一項新的研究中，奧地利科學院分子生物技術研究所（IMBA）主任Josef Penninger博士及其團隊開發(fā)出質譜法和算法，zui終能夠對復雜的糖結構進行綜合識別，并且將它們繪制到相應糖蛋白的正確位點上。他們新開發(fā)的比較糖蛋白質組學（comparative glycoproteomics）平臺于2017年9月20月在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標題為“Comparative glycoproteomics of stem cells identifies new players in ricin toxicity”。論文*作者為IMBA研究員Jasmin Taubenschmid博士和IMBA蛋白質組研究員Johannes Stadlmann。他們的方法被稱作為SugarQb（Sugar Quantitative Biology），能夠獲得對生物系統(tǒng)中的蛋白糖基化和聚糖修飾的全局性認識。他們將這種平臺應用于兩項概念驗證研究---對胚胎干細胞糖蛋白質組進行分析和鑒定出蓖麻毒素（ricin）毒性產(chǎn)生所必需的糖蛋白---中。
利用這種新的SugarQb方法，這些研究人員繪制出小鼠和人胚胎干細胞糖蛋白質組草圖。他們的研究結果幾乎將所有已知的糖蛋白的數(shù)量增加了一倍。他們也揭示出多種新的糖基化蛋白，這些糖基化蛋白包括進化上保守的糖修飾，以及小鼠和人干細胞多能性因子中的物種特異性糖修飾。他們發(fā)現(xiàn)的很多這樣的糖基化蛋白位于細胞膜上，而且參與細胞間信號轉導、細胞相互作用和胚胎發(fā)育。
蓖麻毒素是一種劇毒的植物毒素和生物武器。目前還沒有針對蓖麻毒素的解毒劑，因此眾多團體（如制藥公司，*）都有興趣開發(fā)治療或阻止蓖麻毒素毒性作用的方法。Penninger團隊剛發(fā)現(xiàn)存在巖藻糖基化（fucosylation）缺陷的突變細胞對蓖麻毒素產(chǎn)生抵抗性。巖藻糖基化是一種添加巖藻糖的糖基化過程。然而，促進蓖麻毒素毒性產(chǎn)生的巖藻糖基化靶標是未知的。
如今，Taubenschmid和Stadlmann利用SugarQb方法能夠獲得這些蓖麻毒素抵抗性細胞的糖蛋白質組：在這些突變細胞中發(fā)生改變的糖蛋白可能在它們的抵抗性中發(fā)揮著作用。確實，Penninger團隊發(fā)現(xiàn)6種新的協(xié)調著蓖麻毒素毒性的糖蛋白。正如存在巖藻糖基化缺陷的細胞那樣，這些糖蛋白中的任何一種的缺乏都會讓人細胞產(chǎn)生蓖麻毒素抵抗性。他們的發(fā)現(xiàn)提示著這些新的糖蛋白的巖藻糖基化是蓖麻毒素敏感性所必需的，而且為藥物開發(fā)提供很多新的治療靶標。
SugarQb方法可以免費提供給所有的科學家們。Stadlmann說，“我們希望我們的平臺將讓世界各地的研究團隊通過識別糖結構和它們在相應蛋白上的位置來開拓這個未知的領域。” Penninger補充道，“糖基化在包括癌癥在內(nèi)的許多疾病中發(fā)揮著重要的作用。SugarQb方法將讓科學家們揭示新的生物學機制和疾病治療策略。它可能也被臨床醫(yī)師用來確定異常的糖蛋白質組特征為疾病的生物標志物和追蹤對治療作出的反應。
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