為了克服這個領(lǐng)域存在的技術(shù)限制，在一項新的研究中，奧地利科學(xué)院分子生物技術(shù)研究所（IMBA）主任Josef Penninger博士及其團隊開發(fā)出質(zhì)譜法和算法，zui終能夠?qū)?fù)雜的糖結(jié)構(gòu)進行綜合識別，并且將它們繪制到相應(yīng)糖蛋白的正確位點上。他們新開發(fā)的比較糖蛋白質(zhì)組學(xué)（comparative glycoproteomics）平臺于2017年9月20月在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)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(zhì)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(rèn)識。他們將這種平臺應(yīng)用于兩項概念驗證研究---對胚胎干細(xì)胞糖蛋白質(zhì)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(xì)胞糖蛋白質(zhì)組草圖。他們的研究結(jié)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(xì)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(xì)胞膜上，而且參與細(xì)胞間信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)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(xì)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(biāo)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(xì)胞的糖蛋白質(zhì)組：在這些突變細(xì)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(diào)著蓖麻毒素毒性的糖蛋白。正如存在巖藻糖基化缺陷的細(xì)胞那樣，這些糖蛋白中的任何一種的缺乏都會讓人細(xì)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(biāo)。
SugarQb方法可以免費提供給所有的科學(xué)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(jié)構(gòu)和它們在相應(yīng)蛋白上的位置來開拓這個未知的領(lǐng)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(xué)家們揭示新的生物學(xué)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(zhì)組特征為疾病的生物標(biāo)志物和追蹤對治療作出的反應(yīng)。
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