[发明专利]糖蛋白的分析方法

说明书

质量分离装置选择已经使用蛋白酶进行消化的样品的前体离子。第一片段化装置使用碰撞诱导的解离(CID)对前体离子片段化，并使用质量分析器对所得的产物离子进行分析，产生CID谱。从CID谱确定理论候选糖肽序列的列表。质量分离装置再次选择样品的前体离子。第二片段化装置使用基于电子的解离(ExD)对前体离子片段化，并使用质量分析器对所得的产物离子进行分析，产生CID谱。对于列表中的每个序列，序列进行在计算上的片段化，产生理论片段，对理论片段计算质荷比(m/z)值，并使用c和z片段匹配规则对序列评分。将最高得分序列鉴定为样品的糖肽的肽序列。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年3月29日提交的美国临时专利申请序列号62/650,279的权益，其全部内容通过引用并入本文。

简介

本文的教导涉及操作串联质谱仪以鉴定样品中的糖蛋白。更具体地，提供了用于操作串联质谱仪以执行基于电子的解离(ExD)和碰撞诱导的解离(CID)并组合这两种技术的数据以鉴定样品中一种或多种糖蛋白的系统和方法。

本文的系统和方法可以结合处理器、控制器或计算机系统(例如图1的计算机系统)来执行。

聚糖、糖蛋白和糖肽

通常，聚糖是多糖，其是由许多的简单糖或单糖组成的分子。糖或单糖是碳水化合物的基本构件。在称为糖基化的生物学过程中，在体内将聚糖或更具体地多糖残基添加到蛋白质中。这样的过程通常称为翻译后修饰(PTM)。换句话说，蛋白质在细胞内翻译或产生后被修饰为包含聚糖。由PTM产生的蛋白质称为糖蛋白。由例如消化之类的过程产生的糖蛋白的亚基或碎片称为糖肽。

细胞以多种方式使用糖基化，包括在细胞通讯中。已知在许多疾病过程，例如癌症中，发生异常的糖基化。结果，某些蛋白质的异常糖基化的鉴定可以用于诊断这些疾病过程。

然而，不幸的是，体内产生的任何糖蛋白的鉴定都因不同聚糖的可能组合的惊人数量而混淆。对于人类，已经报道了至少300种不同的常见聚糖。但是，由于事实上糖与常见聚糖的进一步附着使总数扩大了许多倍，可能的不同聚糖的数量实际上要大很多倍。

糖蛋白组学的质谱

对糖蛋白的研究或鉴定可以称为糖蛋白组学。串联质谱是糖蛋白组学中的通用工具，因为它在蛋白质组学领域拥有良好的往绩。质谱(MS)或质谱/质谱(MS/MS)(在本文中也称为串联质谱)可以用于鉴定样品中的糖蛋白。

在典型的MS或串联质谱糖蛋白组学实验中，首先用例如胰蛋白酶的酶消化包含一种或多种糖蛋白的样品。结果，糖蛋白蛋白质的一些消化的肽具有附着的聚糖。这些具有附着的聚糖的肽称为糖基化的肽或糖肽。每个糖肽包括氨基酸的序列(这是肽部分)，至少一个聚糖结构以及附着至少一个聚糖结构的肽上的修饰位点。然后使用MS或串联质谱鉴定肽序列、聚糖结构和修饰位点。

通过片段化的肽鉴定

串联质谱含有离子的片段化或解离。在串联质谱中，第一质谱步骤是选择称为前体离子的离子和第二质谱步骤是将前体离子片段化或解离为一个或多个产物离子。

串联质谱仪系统可以用于通过片段化鉴定肽。肽是氨基酸的序列的分子，具有位于分子一端的氨基和位于另一端的羧酸。当在串联质谱仪系统中进行片段化过程时，肽链可以在其肽键处被切割，形成原始肽的各个片段。可以发生各种类型的片段化过程，最常见的是串联质谱仪中常见的碰撞诱导的解离(CID)，其中分子与气体碰撞。还已知其他类型的解离过程，例如电子捕获解离(ECD)和电子转移解离(ETD)等等。

可以参考原始肽的氨基或酸末端(分别称为N末端和C末端)以及片段包括的氨基酸单元(即残基)的数量对所得的片段或产物离子进行标记。