介紹

長期以來，人們都知道聚糖在生物系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，并且對所有生命形式都至關(guān)重要。復(fù)雜多樣的聚糖似乎普遍存在于自然界的所有細胞中。糖組學的出現(xiàn)是為了定義生物系統(tǒng)的糖組，以更好地評估聚糖的生物屬性，這對于全面系統(tǒng)地了解生物體是必不可少的。其中，糖組學定量是糖組學的重要組成部分，對于識別疾病和生物過程中聚糖的差異表達至關(guān)重要。穩(wěn)定同位素化合物標記仍然是糖組定量的主要方法，目前已開發(fā)出多種穩(wěn)定同位素（D、13?C、15?N、18O) 標記策略，包括活細胞或生物體（體內(nèi)代謝標記）和提取物或純化聚糖（化學或酶體外標記）。

圖1 糖組定量同位素標記示意圖。

穩(wěn)定同位素標記的優(yōu)點

與無標記方法相比，同位素標記技術(shù)的優(yōu)點是可以使用穩(wěn)定的同位素標記內(nèi)標來補償儀器性能隨時間的變化，且定量精度高，糖組定量能力不易受到外界因素的影響。分析儀的實驗操作和穩(wěn)定性。

標簽策略

對于同位素標記化合物對聚糖的標記，已應(yīng)用三種主要的同位素標記策略，包括化學同位素標記、酶促同位素標記和代謝同位素標記[1]。

化學同位素標記

聚糖的化學同位素標記已不斷開發(fā)并應(yīng)用于定量糖組學。最流行的方法是使用同位素標記的碘甲烷或其他標記試劑通過還原胺化或 NHS-酯反應(yīng)來標記聚糖，形成標記的全甲基化聚糖。然后比較未標記和標記的已全甲基化的聚糖。同位素標記的碘甲烷包括 CH?2?DI、CHD?2?I、CD?3?I、13?CH?3?I、13?CH?2?DI、13?CHD?2?I、13?CD?3?I 和 CH?3?I 及其試劑對（12CH?3?I/?13?CH?3?I、CH?3?I/CH?2?DI、CH?3?I/CD?3?I)。其他標記試劑主要有13-碳、氘、15-氮三種穩(wěn)定同位素，如13?C?6 -苯胺、13?C?6?-2-氨基苯甲酸、13?C?6?-2-氨基苯甲酸、D?4?-2 -氨基苯甲酸和13?C?6?-苯乙基苯甲酰肼。

圖 2 同位素標記的碘甲烷對聚糖的全甲基化。

酶同位素標記

聚糖的酶促同位素標記主要利用以下機制開發(fā)：在H?2?18?O水存在下，通過糖苷內(nèi)切酶的水解，將18 O摻入N-連接聚糖的還原端。除水之外的其他受體也可用于酶促同位素標記中的轉(zhuǎn)糖基反應(yīng)。如圖 3 所示，一種新穎的 N 連接聚糖相對定量方法，利用 Endo-M（糖苷水解酶 (GH) 家族 85 酶）的轉(zhuǎn)糖基作用和穩(wěn)定同位素標記的葡萄糖 (U- 13 C 6 )作為分析物。受體。

圖3 同位素標記受體和Endo-M轉(zhuǎn)糖基化的體外酶同位素標記策略。

代謝同位素標記

除了上述化學和酶方法之外，還引入了具有同位素標記的單體構(gòu)件（谷氨酰胺或葡萄糖）的聚糖的代謝同位素標記策略作為可行的替代方案。通常，在細胞培養(yǎng)物中使用15?N 同位素標記的谷氨酸和13?C 同位素標記的葡萄糖對聚糖進行代謝同位素標記。