质谱糖型分析

“土十条”的颁布和“全国土壤污染状况详查”的启动引起全社会的广泛关注，主旨是系统调查我国农田和场地周边土壤中重金属和特征有机污染物的残留状况，为下一步的防控和修复奠定基础。除了Pb、As、Cr、Cd、Hg、Cu、Ni和Zn外，有机污染物涉及多环芳烃、有机氯农药、多氯联苯、邻苯二甲酸酯、石油烃、苯酚类、苯胺类等多种污染物。 从汇编成册的分析方法中可以发现过去常使用的气相色谱已经被GC/MS所取代。GC/MS在有机污染物分析方面的重要性和优势主要表现在：1、普及率越来越高，是有机污染物分析标准方法的首选；2、灵敏度高，土壤中有机污染物的分析可达到1ug/kg以下；3、假阳性率低，SIM模式下有较强的抗干扰能力；4、多目标化合物的同时分析，和FID相似，通用性好，苯系物（非卤代）和氯代烃都有良好的响应；5、是现代有机分析QA/QC的基础，同位素标准物质的使用可以凸显内标法，标准替代物的优势，在不增加工作量的情况下有效进行质量控制。 就质谱技术在土壤分析中的重要性及应用，岛津公司特别邀请国家环境分析测试中心持久性有机污染物研究室主任董亮研究员于2017-03-01 10:00在仪器信息网网络讲堂进行详尽介绍。董亮研究员是环保部环境发展中心首席专家，环境监测“三五人才”一流专家，主要从事土壤、水、大气及颗粒物和生物样品中持久性有机污染物的检测与研究，承担并开展了“973”、“环保公益”、“创新方法”、“重大仪器设备开发”、“国际合作”和“标准制定”等多项课题。在国内外刊物上发表署名论文80余篇。 报名参加敬请点击：http://www.instrument.com.cn/vip/login.aspx?LoginSource=13&LoginInit=2&strURL=http://www.instrument.com.cn/webinar/meeting/Registration/2335关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司，在中国全境拥有13个分公司，事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心，并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站，已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念，始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务，为中国社会的进步贡献力量。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/。 岛津官方微博地址http://weibo.com/chinashimadzu。 岛津微信平台

聚糖是蛋白质的一种翻译后修饰产物，是一类拥有高结构异质性的分子，由葡萄糖、甘露糖和其他单糖复合键形成。已知此类复杂结构与蛋白质调节功能相关，且可根据不同疾病和其他因素，产生各种不同现象。其中包括蛋白质主链出现异常聚糖结构，并且可能在认为应该发生此类键合的位点却不存在聚糖键。关于复杂聚糖结构和聚糖与蛋白质结合位点的信息并非直接编码于基因中，而是在蛋白质生物合成过程中起效的大量聚糖转移酶发生反应时产生的。因此，必须对目标糖蛋白实施直接分析，进而了解糖蛋白上聚糖的结构与结合位点。 从抗体中提取的糖肽组分质谱图 糖肽的MS/MS质谱图（前体离子m/z 2796.2） 糖肽的MS3质谱结果 顶部：肽主链（前体离子m/z 1189.7）底部：包含根GlcNAc部分结构的肽主链（前体离子m/z 1272.7） 糖肽结构预测 MALDImini-1基质辅助激光解吸/电离数字离子阱质谱 MALDImini-1数字离子阱（DIT）技术是岛津的原创技术，紧凑迷你的体积，即可实现MS多级的检测。宽范围的分子量范围提供更多新可能，应用范围广泛：糖肽分析、抗体化学修饰位点、未知生物分子结构分析，蛋白质、多肽、翻译后修饰肽、脂质等。

大家好，本周为大家分享一篇发表在Analytical Chemistry上的文章，Internal Fragment Ions from Higher Energy Collision Dissociation Enable the Glycoform-Resolved Asn325 Deamidation Assessment of Antibodies by Middle-Down Mass Spectrometry。本文的通讯作者是罗氏集团的Tilman Schlothauer和Feng Yang。　　治疗性单克隆抗体(mAb)分析中翻译后修饰(PTMs)的表征是一个主要的挑战，单个PTM通常采用bottom-up的方法进行分析，但PTM之间的关联性信息丢失 middle-down方法提供了分辨率、位点特异性和蛋白型异质性的良好平衡，其表征工作流程主要依赖于末端片段离子。内部片段离子的纳入提高了序列覆盖率和PTM分辨率，使其成为一种有前途的方法。先前，糖工程单克隆抗体的研究表明，一组有限的高甘露糖、乙酰氨基葡萄糖和糖基化蛋白型不同程度地影响了PTMs的敏感性质，如脱酰胺和氧化。Asn 325的脱酰胺是一种功能相关PTM，在传统bottom-up方法中由于其较短的肽段和较高的亲水性而经常被忽略，目前没有研究调查Asn 297糖型对Asn 325脱酰胺敏感性的影响。在这篇文章中，作者提出了一种纳入内部片段的middle-down工作流程，在糖型解析层面上评估mAb上Asn 325脱酰胺修饰。　　图1. 糖型解析的Asn 325脱酰胺的middle-down分析流程。(A) IdeS酶切后的Fc/2序列，及相关的糖基化(Asn 297)和脱酰胺(Asn 325)位点。(B)工作流程示意图，包括样品制备、RP-LC亚基分离、MS1电荷态选择、四极杆糖型分离、MS2内部片段搜索，以及基于提取的单同位素质量离子色谱(未修饰与修饰)的定量策略。　　图2. Asn 325脱酰胺鉴定中内部片段SNKAL的定性评价。未修饰(对照)、热应力样品(8w, 40°C)、HC Asn 325 Asp序列突变体的代表性MS2谱图叠加，以及修饰的内部片段离子SDKAL的模拟单同位素质量。*表示未修饰的SNKAL的+1同位素对修饰的SDKAL的单同位素具有足够的分辨率。　　本研究使用标准IgG1单抗(G1m17, Km3)和突变体(HC Asn 325 Asp)。对于热应激，标准单抗在40°C的配方缓冲液中孵育2、4和8周。在IdeS酶切之前，将10%的突变单抗插入标准单抗中，生成加标样品。抗体经IdeS酶切、还原后，用标准RPLC流程分析(图1B) 针对Asn 325脱酰胺位点周围的内部片段离子的覆盖率，作者对HCD碰撞能量和捕获气体参数进行了优化。共分配了覆盖Asn 325的7个内部片段离子，根据片段强度和定量精度，与bottom-up分析确定的目标脱酰胺值相比，选择SNKAL作为Asn 325的代表性特征离子。SNKAL对无应力对照组的特异性通过包含Asp 325的序列突变体(N325D)得到证实，该突变体在未修饰的Asn 325的单同位素质量处没有片段离子(图2)。因此，排除了其他片段离子的中性丢失引起的歧义或重叠。Asn 325对照、Asp 325突变体和分离的糖型(G0F、G1F、G2F)的MS2具有高度可比性。修饰后的单同位素质量和未修饰的Asn 325的第一个同位素之间获得了足够的分辨率(图2)。　　使用middle-down MS对所有糖型的相对脱酰胺评估与bottom-up分析确定的水平一致(图3)。与热应力持续时间无关，单个糖型(G0F、G1F和G2F)的middle-down脱酰胺评估没有显著差异(图4)。Asp 325突变体的插入实验证实了middle-down策略评估单个糖型脱酰胺水平差异的能力。由于未修饰的Asn 325单抗和Asp 325单抗之间的糖型相对丰度的差异，与总加标量(10%)相比，蛋白型(糖型% ×脱酰胺%)混合的比例不同。因此，在加标样品中，G0F的脱酰胺率低于10%，而由G1F和G2F的脱酰胺率高于10%(图4)。Middle-down脱酰胺评估的精度取决于糖型丰度和脱酰胺水平，单个样本的相对标准偏差范围为2.8%至16.4% (n = 9)，样本间中位相对标准偏差为7.4% (n = 16)。总蛋白型丰度和相对标准偏差显示出明显的相关性，并证明了middle-down方法的敏感性，允许在0.2%的相对丰度下评估蛋白型。　　图3. middle-down工作流程对Asn 325脱酰胺定量分析的能力评估。在2w、4w和8w热应力(40°C)下，应力样品bottom-up和middle-down(所有糖型)分析的相关性。数据点表示middle-down分析的技术重复的中位数(n = 9, 3天内重复3次)。误差条显示95%置信区间。CTRL显示n = 3时无应力样品的背景水平。　　图4. Asn 325脱酰胺的糖型解析水平的middle-down分析。从2w, 4w和8w热应力样品和10% Asp 325加标样品中提取所有糖型和分离糖型(G0F, G1F, G2F)的相对脱酰胺结果。技术重复的中位数和95%置信区间为n = 9时[G2F在2w (n = 4)和4w (n = 8)时除外]。ns =不显著。*表示假定值范围(* 0.05, ** 0.01, **** 0.0001)。　　本文引入了一种新的middle-down策略，通过利用HCD碎片的内部碎片离子来分析单克隆抗体Fc中的PTM动力学，将复杂性降低到Fc/2亚基水平，并保留了相关的蛋白质形态完整性，同时获得了bottom-up方法的分辨率和位点特异性，并成功地证明了IgG1抗体的Fc半乳糖基化变体不会影响热应激下Asn 325脱酰胺的程度。　　撰稿：夏淑君　　编辑：李惠琳　　文章引用：Internal Fragment Ions from Higher Energy Collision Dissociation Enable the Glycoform-Resolved Asn325 Deamidation Assessment of Antibodies by Middle-Down Mass Spectrometry

王 芸 沃特世科技（上海）有限公司 蛋白质糖基化是生命系统非常重要的翻译后修饰之一，在免疫识别，蛋白分泌，信号转导等生命过程中发挥了重要作用。与蛋白相连的多聚糖是这些功能的重要载体，特别是对于单克隆抗体药物，多聚糖部分对药物的生物活性有着重要的影响。因此，发展分离效率高，检测灵敏度好的糖基化分析方法对单克隆抗体药物分析具有十分重要的意义。 针对糖基化分析中的种种困难，沃特世公司开发了亲水作用色谱法，以及荧光-质谱结合检测的分析方法。ACQUITY UPLC® 系统配合荧光检测器(FLR)以及多聚糖分析专用(GST )色谱柱，比HPLC方法有更高的分离度。多聚糖分析专用色谱柱装填了1.7&mu m的酰胺吸附剂，可在HILIC模式下有效分离荧光标记的多聚糖。UPLC® 配合荧光检测器分析多聚糖可以获得很高的分离度和定量准确性，特别是对于位置异构体以及有共流出的小峰分析；而质谱检测为糖链鉴定提供了更多的结构信息。通过与标准糖链保留时间的比较，该流程能实现高通量的多聚糖定性定量，满足药物分析的多种需求。 一、色谱条件与标记后的多聚糖样品的分离 可通过HILIC方法，有效分离2-AB标记的多聚糖混合物。对于方法优化，使用更缓的窄梯度，可有效提高保留时间上相临近的多聚糖峰之间的分离度；对于其它的参数，如流速、缓冲液浓度、流动相pH及柱温等，一般也需要进行优化。图1示例使用优化后的HILIC色谱条件后，复杂的2-AB标记的IgG多聚糖混合物得到了很好的分离，包括E1/ E2与F1/ F2。实验所用梯度洗脱时间为45分钟，包括色谱柱清洗和再平衡步骤。一般来说，一个样品的总分析时间在1小时内。因此，与使用3.0-&mu m填料的HPLC方法相比，使用1.7-&mu m填料的UPLC色谱方法，不但分离效果更好，而且运行时间更短。实验中使用2.1 x150 mm色谱柱。图1(B)中甘露糖5(峰C)与甘露糖6(峰H)可与邻近多聚糖峰成功分离，解决了共流出的问题。 二、2-AB标记的多聚糖定量及结构鉴定 由于多聚糖在HILIC 模式下能实现基线分离，各种异构体，例如末端唾液酸的位置异构，都能得到很好的分离。因此，在荧光检测器下的峰面积积分能对各种糖链进行定量分析。而从MS谱图来看，多聚糖样品中高甘露糖糖型所占比例较高，而复合型及杂合型糖链也都能够得到鉴定。各种带有神经氨酸的糖链也都能得到鉴定，表明该方法能够适合各种多聚糖复合物的分析。除了分子量，我们还能通过MS/MS谱图进一步确认多聚糖的结构。 2-AB标记的IgG多聚糖混合物的分析结果充分说明沃特世提供了成熟的聚糖分析方案，且相应色谱柱的质量控制采用了2-AB标记的IgG多聚糖混合物进行。ACQUITYUPLC系统显著缩短了分析时间，将常规HPLC上需要2个小时甚至3个小时的分离梯度缩短到1小时。 此外沃特世提供UPLC-FLR-MS的整体解决方案可以十分有效的对多聚糖进行分析，除提供分子量信息外，还可以进行糖结构推导，大大降低了生物药物研发工作中糖基化分析的难度。 实验流程： 一、2-AB 标记糖链 使用GlycoPro le试剂盒，Prozyme公司 使用试剂盒进行2-AB 标记糖链时，除以下步骤，按照该公司的说明操作即可。 1.使用50&mu l的标记反应液 2. 65度反应4-5小时 3.将样品按步骤4处理除掉过量的标记试剂 使用Sigma公司试剂 1. 配制3 0% 的醋酸D M S O 溶液（ 3 0 &mu l 冰醋酸，700ulDMSO） 2.按照20：1（v/w）的比例配制2-AB 溶液 （如需要20mg 2-AB，则用400&mu l 30% 的醋酸DMSO溶液配制） 3.以16.7：1（v/w）的比例将2-AB溶液与氰基硼氢化钠混合配制标记反应液 4.将所得糖链用50&mu l标记反应液溶解，65度震荡反映4-5小时 5 .将反应液按步骤4处理除去过量的标记试剂 二、使用MassPrep亲水作用样品处理板除去过量的标记试剂 所需溶液: MiniQ 纯水，90% 乙腈 ACN，10 mM 醋酸铵Tris，20% ACN 1.样品处理板活化，向样品处理板加入200&mu l MiniQ纯水，再加入 200&mu l 90% ACN，重复 90% ACN 2.吸取 50&mu l 标记溶液，加入 450&mu l ACN（ 如有沉淀，请勿离心，以免降低糖链回收率），由于板上每孔体积为200&mu l，可以将样品分为四份加入 3.将样品加入处理板，设定真空度为低（压力 250-500 mmHg），以保证样品与HILIC基质有充分时间相互作用；如果溶液在板上没有移动，可适当增加真空度 4.用 90% ACN清洗处理板两次 5.换用样品收集板，用200&mu l 10 mM 醋酸铵Tris， 20%ACN洗脱，洗脱液转移至1ml 离心管 6.冷冻干燥标记后糖链溶液冻干后的样品复溶于20&mu l50% ACN中，超声5 min 后转入UPLC采样瓶，进样5&mu l。 参考文献 (1) Martin Gilar, Ying-Qing Yu, Joomi Ahn, and Hongwei Xie.Analysis of Glycopeptide Glycoforms in Monoclonal Antibody TrypticDigest using a UPLC HILIC Column (2) Hongwei Xie, Weibin Chen, Martin Gilar, St John Skiltonand Jeffery R. Mazzeo. Separation and Characterization of N-linkedGlycopeptides on Hemagglutinins In A Recombinant Influenza Vaccine (3) Joomi Ahn，Ying Qing Yu and Martin Gila.r UPLC亲水相互作用色谱(HILIC)-荧光检测法分析2-AB标记的多聚糖

大家好，本周为大家介绍一篇发表在J. Am. Chem. Soc.上的文章，Transient Structural Dynamics of Glycogen Phosphorylase from Nonequilibrium Hydrogen/Deuterium-Exchange Mass Spectrometry，文章作者是英国埃克塞特大学的Jonathan J. Phillips。　　变构调节指在蛋白质的正构位点上的变化通过蛋白质内部传递，最终影响到变构位点的结构，从而调整白质功能。理解蛋白质功能转换背后的特定结构动态变化对于分子生物学和药物发现领域至关重要。尽管变构现象自从提出以来已有广泛的研究，但是关于信号如何在蛋白质内部长距离传递的具体机制仍然不甚清楚。很大程度上是由于缺乏能够在时间和空间上高分辨率测量这些信号的生物物理方法。糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase，GlyP)是研究变构调节常用的标准蛋白，GlyP与II型糖尿病和转移性癌症的治疗密切相关。GlyP作为一种典型的变构酶，其活性受磷酸化修饰、多种天然配体和药物的调控。本文旨在通过开发和应用非平衡毫秒级氢/氘交换质谱(neHDX-MS)技术，来精确定位GlyP在变构激活和抑制期间的动态结构变化。这项技术能够提供蛋白质在毫秒时间尺度上的局部结构动态信息，有助于揭示变构调节过程中的瞬态结构特征，从而为理解蛋白质的动态行为和设计变构调节剂提供重要的结构信息。　　作者首先确定了能够完全激活或抑制GlyP的条件。25 mM 的AMP能实现GlyPb的最大激活(图1A)。32 mM咖啡因足以完全抑制GlyPa(图1B)。并且观察到50ms内AMP和咖啡因能够达到最佳激活/抑制状态(图1C和1D)。　　图1.糖原磷酸化酶b的变构激活和糖原磷酸化酶a的抑制。　　随后作者通过neHDX-MS捕捉由AMP引起的GlyPb变构激活过程中的局部结构扰动。通过激活过渡态与未激活和激活状态之间的HDX差异，作者将这些肽段分成了七个类群。其中重点值得关注的类群是c、d(其他类群对应区域及趋势不在此详细介绍)，因为他们的HDX行为与未激活和激活时的稳定态都有明显差异，这些局部区域的结构变化是过渡态的独特体现(图2A)。其中，c类群主要涵盖了tower helix区(图2B)，说明该区域在从未激活到激活状态的过渡态中，表现出相较于前后二者皆较高的动态性。d类群涵盖活性位点，说明活性稳点结构在因结合发生了结构稳定化现象。为了从原子水平理解这些瞬态结构变化，研究人员使用了一种基于Energy Calculation and Dynamics(ENCAD)的方法，Climber，来模拟从非活性状态到活性状态转变过程中的过渡态内部作用变化。结果显示，tower helix在激活过程中经历了氢键先断裂后形成的变化，这与观察到的HDX增加相一致(图4A)。　　图2.GlyPB中表现不同结构动力学行为的类群。　　图3.局部区域HDX动力学。　　图4.GlyP在活性和非活性状态之间的结构插值。　　随后作者探讨了咖啡因如何通过变构抑制影响GlyPa的结构动态。同样作者也比较了抑制过渡态与未抑制和抑制状态之间的HDX差异，分成了七个类群。在这几组类群中，仅有m表现出较未抑制和抑制状态都较明显的氘代上升趋势(图2C、图3C&D)。m区域涵盖了tower helix区(图2D)，说明该区域在未抑制状态到完全抑制状态的过渡阶段内，发生了局部去结构化现象。此外，在280s loop和250′ loop区域也表现出类似的瞬时去稳定化现象。结合AMP激活实验中的现象表明，尽管咖啡因和AMP作用于GlyP的不同位点，但它们都可能通过类似的变构路径(即tower helix的去稳定化)来引起GlyP的变构调节，从而实现对该蛋白功能的调控。同样在Climber分析中，可以观察到对应区域发生了氢键重排，与neHDX-MS结果呼应(图4B)。　　本文讨论了GlyP的变构调节中间态涉及的局部结构动态变化，并通过毫秒级neHDX-MS揭示了这些变化。结果表明激活和抑制过渡态都涉及到tower helix的氢键断裂和局部结构重排，这是两个途径的共同特点。本研究的亮点在于开发了一种新的neHDX-MS方法，能够在毫秒时间尺度上观察蛋白质的变构结构动态。这种方法不仅对理解GlyP的变构机制具有重要意义，而且可以广泛应用于不同蛋白质的变构研究，为理解蛋白质的变构调节提供了新的视角和工具。　　撰稿：罗宇翔　　编辑：李惠琳　　文章引用：Transient Structural Dynamics of Glycogen Phosphorylase from Nonequilibrium Hydrogen/Deuterium-Exchange Mass Spectrometry　　参考文献　　Kish, M. Ivory, D. P. Phillips, J. J., Transient Structural Dynamics of Glycogen Phosphorylase from Nonequilibrium Hydrogen/Deuterium-Exchange Mass Spectrometry. J. Am. Chem. Soc. 2023, 146 (1), 298-307.

蛋白质的糖基化修饰是一种重要的蛋白翻译后修饰。对于蛋白糖基化修饰的深入表征将有助于加深糖基化作用机制的理解，为相关疾病药物、疫苗的研发提供理论基础，然而糖基化修饰的类型和结构非常复杂，给分析检测带来了非常大的难度。过去10年间，北京大学分析测试中心高级工程师周文和多个课题组深入合作，致力于针对不同种类的糖基化发展相应的质谱分析检测新方法。北京大学分析测试中心高级工程师周文在过去的20年里，糖基化修饰领域在仪器方面有了很多进展，如从传统的碰撞解离到现在的电子转移解离（ETD）的碎裂方式，同时还可以将不同的碎裂方式进行组合。周文形容到，ETD就像闪电一样，它的碎裂过程非常的快，更便于我们进行糖基化的分析。周文表示，希望让更多人关注分析测试领域，也给分析测试人员更多的展示自己的舞台，相信将来一定会有更多的优秀人才加入到我们当中来！

近日，中国科学院大连化学物理研究所生物技术研究部生物分子高效分离与表征研究组研究员张丽华团队，研制了一种基于糖苷键的质谱可碎裂型交联剂，显著地提高了交联信息的检索通量和鉴定准确度，同时具有良好的两亲性和生物兼容性，实现了活细胞内蛋白质复合物原位交联和规模化精准解析。 　　作为生命活动的执行者，蛋白质通过相互作用形成复合物等形式行使其特定的生物学功能，其中，细胞内的限域效应、拥挤效应和细胞器微环境等对于维持蛋白质复合物结构和功能至关重要。化学交联技术(Chemical cross-linking mass spectrometry，CXMS)，尤其是原位化学交联质谱技术(in-vivo CXMS)具有规模化分析蛋白复合物原位构象和相互作用界面的优势，已成为活细胞内蛋白质复合物解析的重要技术。然而，目前活细胞原位交联面临着细胞扰动大、交联肽段谱图复杂程度高等问题。因此，如何实现活细胞低扰动下的原位快速交联是蛋白质原位构象和相互作用精准解析的先决条件。 　　本工作基于糖分子的高生物兼容性和糖苷键的质谱可碎裂特征，将糖苷键引入到功能交联剂的骨架设计中，筛选并获得了高生物兼容性的海藻糖作为骨架分子，研制了质谱可碎裂型交联剂——海藻糖二琥珀酰亚胺酯(TDS)。该交联剂较目前已报道的可透膜型化学交联剂，展示了更优异的细胞活性维持能力，可在低扰动状态下实现细胞内蛋白质复合物的高效交联。在此基础上，低能量的糖苷键-高能量的肽键的质谱选择性碎裂模式，可将“工字形”的交联肽段数据分析降幂为常规交联剂片段修饰的线性肽段数据检索，降低了交联肽段谱图分析的复杂性，提高了交联肽段的鉴定效率与准确度。该团队从Hela细胞中鉴定到对应于3500对以上交联肽段的1453个蛋白质的构象以及843对蛋白质间的相互作用信息，实现了活细胞中蛋白质复合物的原位交联与规模化分析，为活细胞中蛋白质功能的调控提供了重要的技术支撑和关键的互作位点信息。 　　近年来，张丽华团队致力于原位化学交联质谱新技术研究，通过开发一系列新型多功能型化学交联剂，并系统建立深度覆盖的化学交联分析方法等，不断提升原位化学交联技术对于蛋白质复合物原位动态构象的深度捕获和精准分析能力。目前，该团队研制了多种类型的具有不同富集基团、正交反应活性基团的可透膜交联剂，并发展了相应的原位快速交联方法，低丰度交联位点的高效酶解和富集方法，以及基于化学交联距离约束的蛋白质原位构象和相互作用解析方法等，为蛋白质复合物功能状态下原位构象的规模化精准解析提供了关键技术支撑。 　　相关研究成果以A Glycosidic-Bond-Based Mass-Spectrometry-Cleavable Cross-linker Enables In vivo Cross-linking for Protein Complex Analysis为题，发表在《德国应用化学》上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院青年创新促进会等的支持。

近日，大连化物所生物分离分析新材料与新技术研究组（1809组）叶明亮研究员团队开发了一款具有高灵敏度的N-糖肽质谱谱图解析新软件——Glyco-Decipher。该软件可实现在解析谱图的过程中不依赖糖库，利用不同糖肽的同一肽段骨架具有相似碎裂规律的特点，发展出基于“模式识别”的肽段序列鉴定新方法，实现谱图拓展，从而提高完整糖肽的鉴定灵敏度，并且可发现未知的糖链及糖链修饰。Glyco-Decipher为深度解析位点特异性糖型，揭示糖基化修饰的微观不均一性，以及研究糖生物学功能等提供了新工具。　　蛋白质糖基化与疾病的发生发展密切相关，临床上使用的大多数肿瘤标志物是糖基化蛋白质。在组学层次上进行位点特异性糖型的分析对发现新型疾病标志物，提高基于蛋白质糖基化的精准医学研究水平等具有重要作用。 N-糖肽质谱谱图高度复杂，谱图解析率低，且常规N-糖肽解析软件依赖糖库，无法实现未知糖链及修饰糖的鉴定。为解决上述问题，本工作开发了非糖库依赖的肽段序列鉴定方法，实现了未知糖链肽段及其上可能带有的修饰基团的鉴定。为解决N-糖肽质谱谱图解析率低的问题，团队系统研究了糖肽的碎裂规律，发现糖链的种类、组成、母离子价态等对肽段骨架的碎裂模式没有显著的影响，建立了肽段序列相同的完整糖肽谱图之间的联系，发展了基于“模式识别”的肽段序列鉴定策略，实现了完整糖肽的谱图拓展，在原有基础上将完整糖肽的解析率提升了31%。　　本工作还以蛋白Prosaposin为例，展示了蛋白Prosaposin在老鼠的五个不同的组织中糖基化差异，进一步揭示了该蛋白上各个位点特异性糖型的丰度分布，展示了Glyco-Decipher在蛋白糖基化分析领域的应用潜力。通过对同一个N-糖肽质谱数据进行对比分析，发现Glyco-Decipher的谱图解析效率比其它软件提升了34-179%。该软件具有友好的用户界面和较好的定量比较功能，学术界可以免费使用（软件可从github下载）。　　叶明亮团队长期致力于位点特异性糖型分析方法的发展，包括糖肽的富集方法和谱图的解析方法：在O-GlcNAc糖肽的富集方面发展了酶促标记结合化学氧化法（Anal. Chem., 2021）、可逆酶促化学标记法(Angew. Chem. Int.Edit., 2022)等方法；在O-GalNac糖肽的富集方面发展了酶解辅助的亲水作用色谱法（Anal. Chem., 2017）、酶化学方法（Anal. Chem., 2018）、Ti-IMAC富集方法(Anal. Chem. 2021)等；在N糖肽的富集方面发展了适合大样本分析的自动化富集方法（Anal. Chem., 2021）；在O-GalNac糖肽的谱图解析方面，发展了O-search检索策略（Anal. Chem., 2019），有效地减小了检索空间，提高了鉴定灵敏度。最近，上述检索策略被集成于一款具有自主知识产权的谱图检索软件——MS-Decipher（Bioinformatics, 2022）中。　　相关研究成果以“Glyco-Decipher Enables Glycan Database-independent Peptide Matching and in-depth Characterization of Site-specific N-glycosylation”为题，于近日发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。该工作的共同第一作者是大连化物所1809组博士研究生方正和秦洪强研究员。上述工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、大连化物所创新基金等项目的支持。

一、项目基本情况 1.项目编号：ZJ-2362483 项目名称：国科大杭州高等研究院蛋白质组质谱离子淌度分析系统 预算金额（元）：8000000 最高限价（元）：8000000 采购需求： 标项名称: 蛋白质组质谱离子淌度分析系统 数量: 不限 预算金额（元）: 8000000 简要规格描述或项目基本概况介绍、用途：蛋白质组质谱离子淌度分析系统1套。具体以招标文件第三部分采购需求为准，供应商可点击本公告下方“浏览采购文件”查看采购需求。 备注：允许进口 合同履约期限：标项 1，按照招标文件要求 本项目（是）接受联合体投标。 2.项目编号：0625-23218D89 项目名称：国科大杭州高等研究院高效液相色谱-三重四级杆串联质谱联用分析系统 预算金额（元）：5000000 最高限价（元）：/ 采购需求： 标项名称: 高效液相色谱-三重四级杆串联质谱联用分析系统 数量: 3 预算金额（元）: 5000000 简要规格描述或项目基本概况介绍、用途：详见招标文件 备注： 合同履约期限：标项 1，详见招标文件 本项目（是）接受联合体投标。二、获取招标文件 时间：/至2023年11月10日 ，每天上午00:00至12:00 ，下午12:00至23:59（北京时间，线上获取法定节假日均可，线下获取文件法定节假日除外） 地点（网址）：政采云平台（https://www.zcygov.cn/） 方式：供应商登录政采云平台https://www.zcygov.cn/在线申请获取采购文件（进入“项目采购”应用，在获取采购文件菜单中选择项目，申请获取采购文件） 售价（元）：0 三、对本次采购提出询问、质疑、投诉，请按以下方式联系 1.采购人信息 名 称：国科大杭州高等研究院 地 址：杭州市西湖区转塘街道象山支弄1号 传 真：/ 项目联系人（询问）：宋老师 项目联系方式（询问）：18321712725 质疑联系人：沈老师 质疑联系方式：0571-86080792 2.采购代理机构信息 名 称：浙江国际招投标有限公司 地 址：杭州市文三路90号东部软件园1号楼3楼317室 传 真：/ 项目联系人（询问）：沈建平（18005883302）、倪樟如 项目联系方式（询问）：0571-81061840，0571-81061802 质疑联系人：董福利 质疑联系方式：0571-81061818 　　　　　　 3.同级政府采购监督管理部门 名 称：杭州市财政局政府采购监管处 /浙江省政府采购行政裁决服务中心（杭州） 地 址：杭州市上城区四季青街道新业路市民之家G03办公室 传 真：/ 联 系 人：朱女士/王女士 监督投诉电话：0571-85252453

特世公司亚太区市场拓展部经理吴麟堂博士 沃特世公司亚太区市场拓展部经理吴麟堂博士介绍Waters公司在2009年美国质谱大会展出的新品SYNAPT™ G2质谱系统。 SYNAPT G2系统配备全新的QuanTof技术，结合创新的高场推进器和双级反射技术以及最佳折叠式TOF几何特性的创新离子检测系统。减少了与预推送动能量扩展度相关的离子周转时间，同时它的双级反射技术加强了高能量离子的集中度。此外结合第二代Triwave™ 技术，Synapt G2系统相比最初的SYNAPT系统，离子淌度解析功能高了4倍。这意味着科学家们能基于样本的大小、电荷、质量以及形状，更好地分离相似的样本组分，同时能鉴定以往不能被呈现的样本组分。配备新的DriftScope™ 淌度环境软件(v2.1)，Synapt G2系统可全面地检测组分，通过数据显示新的或微妙的特征表现，同时提供更多有效数据进行流程处理的，诸如混合物碰撞横截面检测(形状)。借助这一功能，科学家们能研究更多的科学发现，同时显著减少关键商业和研究信息的传递时间。此款仪器主要在生物制药、代谢物鉴定、代谢组学、蛋白质组学、生物标志物的鉴定、食品和环境研究领域中应用。

仪器信息网讯 据WHO官网数据显示，截至2021年8月6日，新型冠状病毒(SARS-CoV-2)已致全球2亿人感染，425万人死亡，这是本世纪最为严重的全球公共性卫生事件。　　刺突蛋白(Spike, S)是病毒表面重要的标志蛋白，是一种三个相同亚基以非共价键结合成同源三聚体 同时刺突蛋白存在多个N-糖基化位点，糖基通过共价键与蛋白相连组成糖蛋白，而大量糖基的存在则可通过糖基化改变蛋白质分子的空间结构而封闭或破坏抗原表位，从而抑制机体产生免疫应答，对病毒起到保护作用。刺突蛋白的序列主要包括N端结构域(N-Terminal Domain,NTD)、受体结合结构域(Receptor Binding Domain,RBD)、融合肽段(Fusion peptide，FP)、2段七肽重复序列(Heptad Repeat，HR)、中央螺旋(Central Helix，CH)、连接域(Connector Domian,CD)、跨膜结构域(Transmembrane Domain,TD)等。　　SARS-CoV-2通过高度糖基化的刺突蛋白(Spike, S)上的受体结合域(RBD)与人受体蛋白血管紧张素转换酶(ACE2)结合，进而入侵人体细胞，因此刺突蛋白糖基化在改变病毒结合/功能和感染性方面起着关键作用。然而由于传统自下而上糖蛋白组学方法分析完整糖型面临挑战，因此在刺突蛋白受体结合域(S-RBD) 上揭示新O-聚糖的分子结构和聚糖异质性仍是个难题。　　基于此，2021年7月，威斯康星大学葛瑛教授团队在《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society, JACS)上发表了最新的成果，题为“Structural O‑Glycoform Heterogeneity of the SARS-CoV‑2 Spike Protein Receptor-Binding Domain Revealed by Top-Down Mass Spectrometry”。该研究利用自上而下蛋白质组学方法，提供了刺突糖蛋白不同O-糖型的高分辨率蛋白质解析图，为揭示其 O-聚糖的功能作用奠定了强大的分子基础。这种蛋白质解析方法可用于揭示新出现的 SARS-CoV-2 S-RBD 变体以及其他O-糖蛋白的结构O-糖型异质性。　　该工作中，研究人员通过利用捕集离子淌度 (TIMS)-四极杆飞行时间质谱法和超高分辨率傅里叶变换离子回旋共振质谱法解析了完整的 O-聚糖蛋白型的完整结构。自上而下的 TIMS-MS/MS 分离 S-RBD 的蛋白质构象异构体以揭示其气相结构异质性，而自上而下的 FTICR-MS/MS 提供深入的糖型分析，以明确识别聚糖结构和他们的糖基。　　该工作内容首次在结构上阐明了总共八种O-糖型及其相对分子丰度。该发现表明，这种自上而下的混合质谱分析方法可以提供S糖蛋白的不同 O-糖型的高分辨率蛋白质型解析图，这为揭示其 O-聚糖的功能作用奠定了强大的分子基础。这种蛋白质型解析方法可用于揭示新出现的 SARS-CoV-2 S-RBD 变体以及其他 O-糖蛋白的结构 O-糖型异质性。　　研究团队: https://labs.wisc.edu/gelab/　　葛瑛教授

治疗性单克隆抗体结构相对小分子更加复杂。不仅仅是序列影响蛋白活性，同时蛋白的翻译化修饰也会影响。常见的修饰包括脱酰胺、二硫键、末端赖氨酸丢失和糖基化修饰，糖基化修饰是相对复杂的特殊翻译后修饰，包括N糖修饰和O糖修饰，N糖基化修饰主要发生在蛋白质一级结构中的特征性序列NXT(其中X是除脯氨酸外的任意氨基酸)，修饰存在一定规律，O糖修饰可以与任何含有羟基基团的氨基酸连接，丝氨酸(S)和苏氨酸(T)是最常见的修饰位点，因此更加复杂。糖型结构会显著影响治疗效果，是单抗药物质量监测的重要关键质量属性。 抗体生物类似药在面临生产和临床过程中，需要保证质量的一致性，糖基化分析是重要的关键分析流程。糖修饰异质性会间接影响药效，因此需要在多批次生产过程中，保证工艺和质量的稳定性。N糖根据不同的连接方式使得N-糖基化的五糖核心结构分为高甘露糖型、杂合型和复杂型3 种类型，FDA，EMA 等生物类似药指导原则都鼓励研发单位采用最新的分析技术手段，对生物类似药和原研药的糖基化修饰位点、程度以及寡糖的组成进行深入比较分析，例如可以利用岛津液相以及质谱等设备可进行由浅入深的糖型修饰分析，进而对产品生产过程中严格监测。岛津在糖基化分析方面有三大护法守护。下面一一道来。 岛津抗体糖型分析质控解决方案 第一护法-高分辨质谱LCMS-9030 LCMS-9030四极杆飞行时间质谱仪使高速度、高灵敏度的四极杆质谱与TOF技术的紧密结合。融合岛津先进工程技艺的DNA，打造出速度与出色性能兼备的全新一代高分辨质谱仪，以优异表现轻松胜任定性和定量分析挑战。对完整蛋白以及亚基水平的糖型进行初步分析。 第二护法-MALDI-MSMALDImini-1 MALDImini-1数字离子阱（DIT）体积极小，功能强大，可实现质谱多级的检测。针对糖肽分析、抗体化学修饰位点、未知生物分子结构分析，蛋白质、多肽、翻译后修饰肽等都有专向解决方法。 第三护法-高效液相色谱系统Nexera Bio 从完整蛋白或者亚基水平分析，利用质谱可快速的分析带有糖基化修饰蛋白分子量。可以分析简单的糖型结构，速度比较快，重现性较好，但是精细的糖型结构也不能很好的监测清楚，所以可以搭配糖肽水平和游离寡糖水平一同研究。 首先，第一步从完整蛋白水平，利用岛津LCMS-9030四极杆飞行时间质谱仪从完整分子量水平分析抗体的糖修饰情况如下表所示，鉴定并分析相关糖型的分布。 不同糖型抗体形式分子量测定结果与理论对比 第二步可以从糖肽水平分析，通常抗体通过使用蛋白酶酶切后，产生分子量大约为0. 5 ～ 5 kDa 的小肽，采用色谱或电泳分离后再进行MALDI-MS 或ESI-MS 分析。利用质谱分析糖肽序列、寡糖组成，岛津MALDI-TOF和MALDI-数字离子阱质谱可以分析相关糖肽组成分析。 例如针对血清糖蛋白，使用MALDI-离子阱质谱分析得到的衍生N-聚糖谱图，如下图所示：血清糖蛋白N-聚糖质谱解析谱图 第三步可以从游离寡糖层面分析，药典相关要求，针对游离寡糖的分析通常有三种方法: （第一法）亲水相互作用色谱法、（第二法）毛细管电泳法、（第三法）高效阴离子色谱法，通过N-糖苷酶F对单抗N糖进行酶切后，使用2-氨基苯甲酰胺( 2-AB) 或2-氨基苯甲酸( 2-AA) 对寡糖进行标记即可进行糖型分析。针对唾液酸分析，岛津超高效液相色谱结合荧光检测器建立了抗体中唾液酸Neu5Ac 和Neu5Gc 含量测定，结果如下图所示： 唾液酸液相分析定量标准曲线 单抗糖基化是作为重要的翻译化修饰，宿主细胞培养工艺过程会影响不同的修饰构成，岛津不仅可以提供糖基化质量分析质控方案，同时针对培养工艺优化以及工艺残留物监测，提供特色的培养监测在线和离线分析解决方案，为了更好地把握产品质量，力图让产品质量更加稳定和安全。虽然生物类似药与原研药批次糖基化修饰结构差异依然存在，但在生物类似药相似性评价和适应症外推的征途上还有许多路要走，岛津依旧陪伴左右。

糖类物质分析利器—离子色谱值得拥有！关注我们，更多干货和惊喜好礼高立红 韩春霞 郑洪国糖类是自然界中广泛分布的一类重要的有机化合物，在生命活动过程中起着重要作用。由于其具有改善肠道菌群，以及抗肿瘤、抗氧化、抗衰老、降血糖降血脂等作用，广泛应用于食品和医药领域。因此，糖类物质的分析检测在食品和药物质量控制方面具有重要作用。 糖类分析难点：1. 极性强并且同分异构体较多，常规色谱柱对其保留和分离效果欠佳；2. 无紫外吸收或较弱，一般检测器无法直接检测， 需要衍生后进行测定，操作复杂并且某些热不稳定的糖回收率差。基于糖类物质的化学特征，以及常规分析检测难点，采用离子色谱法（IC）进行检测具有多种优势： 1.专用糖分析色谱柱对糖类物质具有很好的保留和分离效果；2.脉冲安培检测器（PAD）对糖类物质具有特异性响应和高灵敏度；3.无需衍生即可直接检测，重复性好；4.单双糖、低聚糖、多聚糖、糖醇、氨基糖、酸性糖均可进行检测。Dionex™ ICS-6000多功能高压离子色谱仪 快来围观离子色谱在糖分析中的优异表现吧！ 单双糖分析分离度和灵敏度齐飞——赛默飞ICS-6000高压离子色谱仪，配置特有的单双糖分析色谱柱，脉冲安培检测器，使离子色谱轻松应对半乳糖、葡萄糖、木糖、果糖、蔗糖、乳糖、麦芽糖等常见单双糖的测定。仅需5~25 μL小体积进样即可检测ng/L~mg/L级别单双糖，无需衍生化，灵敏度高，选择性好。IC-PAD测定常见单双糖1-岩藻糖；2-鼠李糖；3-阿拉伯糖；4-半乳糖；5-葡萄糖；6-蔗糖；7-木糖；8-果糖；9-乳糖（点击查看大图） 脱水糖和糖醇分析 对PM2.5大气颗粒物中糖类物质进行监测可以有效帮助识别大气颗粒污染物的成因和来源。采用ICS-6000离子色谱仪脉冲安培法测定大气颗粒物中左旋葡聚糖、甘露聚糖和半乳聚糖，无需衍生可直接测定，操作简单重复性好；并且与颗粒物中阿拉伯糖醇和海藻糖等干扰物质具有有效分离；当样品提取液为10 mL，左旋葡聚糖、甘露聚糖和半乳聚糖的检出限可达到0.02 μg，灵敏度高。IC-PAD测定大气颗粒物中脱水糖和糖醇（点击查看大图） 低聚糖和多糖分析 1. 国家标准方法依从2016年出台的三项食品安全国家标准：《GB5009.245-2016食品中聚葡萄糖的测定》、《GB5009.255-2016食品中果聚糖的测定》、《GB5009.258-2016食品中棉子糖的测定》均采用赛默飞离子色谱条件进行测定。赛默飞ICS-6000高压离子色谱仪，配置四元梯度泵和脉冲安培检测器，四电位波形测定，灵敏度高，重复性好，助您轻松应对标准法规。 2. 乳粉中的低聚半乳糖低聚半乳糖(GOS)是一种具有天然属性的功能性低聚糖，婴幼儿奶粉中都添加了低聚半乳糖的营养成分，因此是奶粉中的必检项目。赛默飞自主研发建立使用低聚半乳糖原料为对照品直接测定低聚半乳糖的方法。利用不受奶粉本底干扰的色谱峰来定性定量，不受样品中高含量乳糖的干扰，可准确测定婴幼儿奶粉中的低聚半乳糖。此方法无需酶解，降低成本，但对色谱柱分离能力和检测器灵敏度要求较高，赛默飞ICS-6000高压离子色谱仪，配置脉冲安培检测器和Carbopac PA20色谱柱，可完全满足高灵敏度和分离度的要求。IC-PAD测定不同厂家的低聚半乳糖谱图（点击查看大图） 3. 淀粉多糖的分析对于聚糖分析，即使聚合度大于100的淀粉，离子色谱法也仍有很好的分离度和灵敏度，可分离出多达132个峰！其他检测方法望尘莫及！IC-PAD测定玉米淀粉谱图（点击查看大图） 糖型结构分析 由于赛默飞离子色谱无需衍生、灵敏度高以及专用糖色谱柱you秀的保留分离能力，其在注射液糖类分析、多糖疫苗/多糖蛋白结合疫苗和糖基化蛋白药物分析等方面亦有you秀表现。 糖基化对蛋白药物的疗效，稳定性，免疫原性具有重要的影响。糖基化蛋白经酶切后，N-糖链无需衍生即可直接离子色谱进样分析，避免了衍生过程中唾液酸的降解，减少样品前处理步骤和时间。2020版中国药典新增单抗N糖谱分析，采用ICS-6000高压离子色谱仪，配置脉冲安培检测器和Carbopac PA200色谱柱进行测定。此外，赛默飞独有的IC-Q Exactive高分辨质谱联用技术，可鉴定出更多的糖型，适用于复杂唾液酸修饰的糖型，可极大的完善和推动糖蛋白类药物N-糖链的质控分析。单克隆抗体N-糖链 (a) LC-MS/MS完整分析流程, (b) IC-MS分析流程（点击查看大图）滑动查看更多IC-PAD和IC-QE检测N-糖型结果（点击查看大图） zui后为大家总结了离子色谱法测定糖类物质的标准方法和推荐色谱柱，诚意满满！！！离子色谱法测定糖类物质标准方法和推荐色谱柱（点击查看大图）高品质明星耗材，助力检测事半功倍！5月6日起，离子色谱耗材官网全线7折，购抑制器+任意耗材低至6.8折！更有热点应用方案免费下载，尽请期待！? 下单即赠: 摩飞果汁机/蕉下太阳伞/幻响蓝牙耳机? 促销代码：IC0501如需合作转载本文，请文末留言。扫描下方二维码即可获取赛默飞全行业解决方案，或关注“赛默飞色谱与质谱中国”公众号，了解更多资讯+了解更多的产品及应用资讯，可至赛默飞色谱与质谱展台。https://www.instrument.com.cn/netshow/sh100244/

阐明小分子（包括内源性代谢物和外源性化合物）如何发挥调控作用的关键问题之一是小分子的靶标发现和验证，即蛋白质-小分子相互作用研究。蛋白质与小分子的相互作用模式既有较稳定的共价结合，也有瞬时的弱相互作用。如何灵敏、高效地捕获并解析多种类型的蛋白质-小分子相互作用是分析难点。目前，蛋白质-小分子相互作用的分析策略大致可分为两类：一是靶向相互作用研究，以蛋白质（或小分子）为中心，发现并验证与之相互作用的小分子（或蛋白质）；二是非靶向相互作用研究，全面识别多种蛋白质-小分子的相互作用轮廓。应用的具有分析技术包括：表面等离子体共振技术（surface plasmon resonance，SPR）、氢氘交换质谱分析技术（hydrogen deuterium exchange mass spectrometry，HDX MS）、限制性蛋白水解-质谱分析技术（limited proteolysis-mass spectrometry，LiP-MS）、蛋白质热迁移分析技术（cellular thermal shift assay，CESTA）和药物亲和反应靶标稳定性分析技术（Drug affinity responsive target stability，DARTS）等。本期介绍限制性蛋白水解-质谱分析技术（LiP-MS）的原理、技术流程和其在蛋白质-小分子相互作用研究中的应用。1. 原理LiP-MS技术最初由瑞士苏黎世联邦理工学院的Paola Picotti课题组建立 [1] ：利用小分子结合蛋白后相较于原蛋白产生蛋白质空间构象和位阻的变化，经蛋白酶切后形成差异肽段，液质联用分析识别和鉴定差异肽段，基于差异肽段推测蛋白质与小分子的相互作用位点。2. 技术流程在非变性条件下提取蛋白，以保留蛋白活性和空间结构。先使用低浓度（1:100, w/w）蛋白酶K在较低温度（25℃）下短时间内（5 min）对蛋白-小分子复合物进行有限的蛋白酶切。蛋白与小分子结合后，相互作用位点存在空间位阻，从而避免被蛋白酶K切割，由此产生差异肽段。随后进行蛋白变性和胰酶酶切，蛋白质组分析识别和鉴定差异肽段，基于差异肽段所处位置预测蛋白质与小分子的相互作用位点（图1）。图1 限制性蛋白水解-质谱分析（LiP-MS）技术流程 [2]3. 试验试剂和分析仪器3.1 蛋白抽提：可依据实际目的和细胞类型选择不同的细胞/组织裂解液，如RIPA、N-PER、M-PER等，进行细胞/组织蛋白抽提，获得的细胞/组织全蛋白提取物可直接与目标小分子共孵育。3.2 蛋白酶切：关键的蛋白酶切试剂，例如蛋白酶K、胰酶等均有市售。3.3 分析仪器：目前多种类型的液相色谱-高分辨质谱联用仪均可用于蛋白质组学分析，已应用于LiP-MS的高分辨质谱仪包括，布鲁克、赛默飞、沃特世和SCIEX等品牌的飞行时间质谱、轨道阱质谱和傅里叶变换离子回旋共振质谱等。4. 应用实例研究人员基于LiP-MS技术在大肠杆菌中探索多种内源性代谢物和蛋白的相互作用模式 [1]，先采用凝胶过滤法除去大肠杆菌全蛋白提取物中的内源性代谢物，获得大肠杆菌全蛋白；随后将大肠杆菌蛋白与20个中心碳代谢相关的关键内源性代谢物（三磷酸腺苷、二磷酸腺苷、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、磷酸烯醇式丙酮酸、6-磷酸葡萄糖、果糖-1,6-二磷酸、丙酮酸、谷氨酰胺、甲硫氨酸等，见图2A）分别共孵育。基于LiP-MS流程发现，上述20个内源性代谢物可与大肠杆菌中1678个蛋白发生潜在相互作用，其中1447个相互作用是首次发现的（图2B）。作者将所发现的相互作用与在线数据库BRENDA对比（主要涉及酶的功能和代谢通路等信息），证明LiP-MS技术能够准确地识别已报道的蛋白-内源性代谢物相互作用，假阳性率低于6 %。图2 20个与中心碳代谢相关的关键内源性代谢物（图A）及其在大肠杆菌中发生相互作用的蛋白数量（图B）[1]参考文献：[1] Piazza, I., Kochanowski, K., Cappelletti, V., Fuhrer, T.,Noor, E., Sauer, U., Picotti, P. A map of protein-metabolite interactions reveals principles of chemical communication. Cell, 2018, 172(1-2), 358-372.[2] Pepelnjak M, Souza N D, Picotti P. Detecting Protein–Small Molecule Interactions Using Limited Proteolysis–Mass Spectrometry (LiP-MS). Trends in Biochemical Sciences, 2020, 45(10), 919-920.

近年来,蛋白质组学技术在肽和蛋白质类新型治疗药物的蓬勃发展以及临床新型大分子生物标志物的深入发掘中被日益广泛应用。应用方式的迭代对生物大分子的分析技术提出了更高的要求。基于蛋白质特征肽段检测的自下而上的蛋白质组学技术(bottom up proteomics)是现有研究中具有较高灵敏度与分辨率的蛋白质定性定量方法。开发多肽的生物分析方法是极具挑战的,除了所需的低检出限外,多肽的非特异性吸附性质,使其极易在接触到的材料表面发生吸附,进而导致分析全流程中待测物的丢失或干扰,给定性和定量分析引入巨大风险。例如在蛋白组学研究的质谱数据库搜索中,即使系统中微量肽段的损失或残留亦可能导致假阳性或假阴性结果。而在高灵敏度的多肽定量方法的开发中,肽段的非特异吸附对定量分析的线性、准确度和精密度均有负面影响。低浓度肽段溶液的吸附性质会更加明显,表现形式为标准曲线的非线性,最终导致定量限的不必要升高以及方法的重复性差。已有一些研究在分子水平上解释这种吸附行为,然而目前对其潜在的机制和相互作用仍然知之甚少。Eeltink等基于分子动力学模拟,提出了一种三相分子机制解释肽段从溶液吸附到强相互作用不带电固定相上的原理。Kristensen等研究了样品容器对阳离子多肽吸附的影响,当1 μmoL/L肽溶液在硼硅酸盐或聚丙烯瓶中存储1 h后,肽段的回收率仅有10%~20%。也有研究通过在溶剂中添加有机试剂、酸/碱性溶液、表面活性剂、吸附竞争剂或调整流动相组成等方法减少这类吸附。这些研究论文大多对一组特定的多肽和/或表面材料进行研究,但均未给出可用来预测多肽吸附特性的规律,也未给出通用的解决吸附的方法。本研究选择牛血清白蛋白(BSA)作为模型蛋白质,以其酶解后的肽段作为包含亲水性和疏水性多肽的“典型”多肽组样本。首先通过超高效液相色谱-高分辨质谱(UPLC-HRMS)的测定,分析常见多肽理化参数与上述多肽组的非特异吸附程度的关联性。然后基于超高效液相色谱-三重四极杆质谱(UPLC-QQQ-MS/MS)建立对强吸附肽段吸附程度的评估方法,从样品制备至分析测定建立全过程试验设计,考察不同材质的制备、储存耗材对肽段吸附的影响,以及考察不同色谱条件对肽段残留的影响,最终提出多肽全流程分析中减少非特异性吸附的通用型策略。01样品制备方法取10 mg BSA溶于10 mL水中,制得1 mg/mL蛋白储备液,进一步以水稀释为100 μg/mL的工作液。取200 μL上述工作液于蛋白质低吸附离心管中 加入65 μL 500 mmol/L碳酸氢铵和60 μL 50 mmol/L二硫苏糖醇,于60 ℃水浴加热60 min对蛋白质进行还原 放冷至室温后加入120 μL 50 mmol/L碘代乙酰胺,于暗处反应30 min进行烷基化 加入100 μg/mL的胰蛋白酶5 μL,于37 ℃水浴中酶解8 h,加入甲酸20 μL终止反应,12000 g离心15 min后,取200 μL上清置于蛋白质低吸附的进样瓶中作为混合肽段溶液待测。02超高效液相色谱-高分辨质谱方法参数色谱条件:色谱柱采用Waters Acquity Premier Peptide CSH C18(100 mm×2.1 mm, 1.7 μm) 柱温为40 ℃ 流速为0.25 mL/min 流动相A、B两相分别为0.1%甲酸水溶液和0.1%甲酸乙腈溶液。洗脱梯度为0~1 min, 1%B 1~13 min, 1%B~40%B 13~13.1 min, 40%B~90%B 13.1~16 min, 90%B 16~16.1 min, 90%B~1%B 16.1~20 min, 1%B。进样器温度10 ℃ 进样量5 μL。质谱条件:毛细管电压3 kV,锥孔电压30 V,离子源温度120 ℃,脱溶剂气温度450 ℃,锥孔气流速25 L/h,脱溶剂气流速800 L/h。电喷雾电离(ESI)源、正离子模式下测定,MSE模式采集,扫描范围m/z 50~2000 数据采集时使用亮氨酸脑啡肽校正液进行实时质量校正,以保证采集质量数的准确性与重复性。采集后的数据使用Unifi软件处理。03相对残留量的测定和肽段分级策略将上述混合肽段溶液经上述条件采集、Unifi软件分析后,可得BSA酶解后肽段组的实际肽段组成和每个肽段的响应值Area(供试品溶液)。在进样上述供试品溶液后连续进样3针空白溶剂,以3针空白溶剂中检测到的对应肽段响应之和Area(Blank 1+Blank 2+Blank 3)计为该肽段的残留总量,该肽段的相对残留量为肽段的残留总量与肽段响应值的比值。基于肽段的响应与相对残留量,可将BSA酶解后的肽段组分为如下四类:Class Ⅰ,响应高且无残留的肽段 Class Ⅱ,响应高但有残留的肽段 Class Ⅲ、Class Ⅳ分别为响应低,无吸附和有吸附的肽段。响应的高低以是否大于中位数计,有无残留以Area(Blank 1+Blank 2+Blank 3)是否有检出判断。04超高效液相色谱-三重四极杆质谱方法参数色谱条件:色谱柱采用Waters ACQUITY UPLC BEH C8(100 mm×2.1 mm, 1.7 μm) 柱温30 ℃ 流速0.4 mL/min 流动相A、B两相分别为0.2%甲酸水溶液和0.2%甲酸乙腈溶液。洗脱梯度为0~2 min, 2%B 2~5 min, 2%B~60%B 5~5.1 min, 60%B~90%B 5.1~8 min, 90%B 8~8.1 min, 90%B~2%B 8.1~11 min, 2%B。进样器温度10 ℃ 进样量5 μL。洗针液为90%乙腈水溶液(含0.2%甲酸)。质谱条件:离子化电压5500 V 气帘气压力0.14 MPa 离子源温度500 ℃ 喷雾气、辅助加热气压力0.38 MPa。ESI源正离子模式下测定,多反应监测(MRM)模式采集,12条Class Ⅱ类肽段的离子对、碰撞能量(CE)、去簇电压(DP)值经Skyline软件协助优化后结果如原文表1所示。文章信息色谱, 2022, 40(7): 616-624 DOI: 10.3724/SP.J.1123.2021.12012张莹1,2, 杨静1,2, 马跃新1,2, 曹玲2*, 黄青2*1.南京中医药大学药学院, 江苏 南京 2100232.江苏省食品药品监督检验研究院, 国家药品监督管理局化学药杂质谱研究重点实验室, 江苏 南京 210019

仪器信息网讯 胰腺是人体最重要的器官之一。它产生胰岛素来调节血糖和帮助消化食物。如果胰腺失控，糖尿病、癌症或其他疾病就会威胁生命。然而，关于胰腺如何使人们保持健康以及器官如何衰竭，还有很多未知之处。数以万计的蛋白质控制着胰腺的工作方式：它如何生长和发育，如何产生消化酶以及如何分泌胰岛素。因此，科学家需要进一步了解蛋白质结构如何随时间变化，以帮助开发针对糖尿病或癌症的治疗方法。　　基于此，威斯康星大学麦迪逊分校药学院与化学系的李灵军课题组与医学和公共卫生移植外科医生Jon S Odorico合作开展了追踪从出生前到成年后期胰腺蛋白质组(整套蛋白质)变化的相关研究。研究团队还开展了细胞外基质(extracellular matrix，ECM)的研究和分析，该物质能够指导细胞分化、迁移、形态和功能，对于在实验室细胞培养和器官移植过程中生长和支持胰腺细胞至关重要。但在人类胰腺研究中，目前尚未系统研究过不同发育阶段的ECM蛋白质组。该研究中，科学家们应用了基于质谱的定量蛋白质组学策略，并描述了四个年龄组的全蛋白质组和ECM特异性变化：胎儿(妊娠18-20周)，青少年(5- 16岁)，青年(21-29岁)和老年(50-61岁)。研究团队鉴定了3523种蛋白质，其中包括185种ECM蛋白质，并对其中的117种进行了定量。课题组检测了胰腺发育和成熟过程中以前位置的蛋白质组和基质组的特征。他们还使用免疫荧光染色观察特异性CEM蛋白质，并研究CEM在胰岛和腺泡间的定位变化。该研究全面的蛋白质组学分析有助于深入了解CEM在人类胰腺发育和成熟过程中所起的关键作用。　　成果表明，胰腺在人类整个童年时期都会显著重塑其蛋白质，最终在成年阶段稳定。值得一提的是，与癌症相关的蛋白质之间存在明显的年龄特异性变化，这一发现有助于研究人员加深对胰腺癌的了解。　　该成果于2月15日发表在《自然通讯》杂志上，论文题目为“Proteome-wide and matrisome-specific alterations during human pancreas development and maturation”。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-21261-w关于研究团队：威斯康星大学麦迪逊分校 李灵军教授　　　　李灵军教授在神经肽和功能性肽组学研究领域取得了开拓性的成果。她所带领的课题组针对神经生物学中的关键性课题，开发了一系列的基于质谱和微分离技术的研究平台，对由分子、细胞水平认识神经肽的功能以及神经退行性疾病生物标志物的发现作出了突出的贡献。据仪器信息网跟踪报道，李灵军教授曾荣获美国质谱学会颁发的Biemann奖章，是世界质谱领域的最高荣誉之一，授予那些长期在质谱学研究领域做出突出贡献的学者。此外，2016年英国分析科学家网站公布了全球50位最具影响力女性分析科学家名单，李灵军教授也荣誉获选。　　在以往的采访中，李教授也曾表示：”我最热衷于开发新型分析工具和策略来解决具有挑战性的生物问题。我们很高兴开发一套用于发现神经肽功能的多功能质谱工具，并使用这些技术来提高我们对大脑工作原理的理解。最近，我们正致力于开发用于定量MS分析和系统生物学中高通量测量的新型化学标签。我也热爱培训和指导研究生和博士后，并帮助他们过渡到成功的职业生涯的这个过程。”课题组官网: https://www.lilabs.org/　　团队合照

p style=" text-align: left background: rgb(255, 255, 255) margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 蛋白质组学是对复杂生物样品中蛋白质结构和功能的大规模系统性研究，生物样本的高复杂性和不均一性为蛋白质组学研究带来了极大挑战。近年来，离子淌度与高分辨质谱的联合使用，使得蛋白质组学进入了4D新时代。4D-蛋白质组学是指在3D分离即保留时间（retention time）、质荷比（m/z）、离子强度（intensity）这三个维度的基础之上，增加了第四个维度--离子淌度（mobility），根据离子的形态、大小进行分离（图1）。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 0em text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 305px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/7b2a33cb-0815-40c6-b214-afc66996233a.jpg" title=" 图片1.png" alt=" 图片1.png" width=" 600" height=" 305" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-align: center text-indent: 0em " 图1. 新一代4D-蛋白质组学示意图 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 布鲁克推出的基于timsTOF Pro的4D-蛋白组学平台，采用了创新的TIMS（Trapped Ion Mobility Spectrometry，捕集离子淌度）技术和PASEF（Parallel Accumulation Serial Fragmentation，平行累积连续碎裂）采集模式（图2）。捕集型离子淌度TIMS是指离子在气流的推动下向前运动，将离子按大小和形状分开，在离子运动的反方向施加电场，阻滞离子的运动，将离子trap在特定的位置，然后逐渐降低电场，将离子由大到小逐个释放。timsTOF Pro使用了双TIMS结构，具有独特的PASEF扫描模式，离子在第一个TIMS部分中进行累积并聚焦，然后传输到第二个TIMS中，进行淌度分离和释放；同时第一段TIMS会重新进行新一批离子的累积；并且，四级杆对母离子的选择、碰撞池对离子的碎裂与TIMS中离子的释放同步进行，实现快速、高效的二级采集。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 279px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/60853c3f-0b18-48df-8afc-114acc2bc4ab.jpg" title=" 图片2.png" alt=" 图片2.png" width=" 600" height=" 279" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 0em text-align: center " 图2. timsTOF Pro的结构示意图 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 基于timsTOF Pro的4D-蛋白组学平台，具有鉴定深度、定量准确性、检测速度、仪器稳定性等性能的全面提升： /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp 具有色谱保留时间、离子淌度、质荷比、谱峰强度4维信息，显著提高对复杂样本的分离能力和谱图质量，促进了共流出组分的同分异构体区分； /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp 创新双TIMS设计，使离子的累积和淌度分离同步进行，带来近100%的Duty Cycle； /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp 离子碰撞截面积（CCS）值的准确、高重现性测量； /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp 灵敏度的革命性提升，适合微量样本的组学分析； /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp 超过100 Hz二级扫描速度； /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp 超级稳定的整体设计，能够保证长时间连续样本测试的稳定性，耐用性，易维护。 span style=" text-indent: 2em " & nbsp /span /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 基于timsTOF Pro的4D-蛋白组学平台不仅适合于蛋白质组的深度鉴定、定量分析，还适合于翻译后修饰的精准研究，临床大队列样本的快速检测，微量样本甚至单细胞蛋白质组研究、蛋白质复合体交联分析等。该平台发布两年多以来，已经得到越来越多的蛋白组学研究团队认可并开始使用此革命性技术，一方面，是因为过去两年多已经有大量的数据证明，timsTOF Pro的采集速度和灵敏度的同时提升大大突破了蛋白组学研究现有瓶颈，这提高了基础蛋白组学研究的水平；另一方面，timsTOF Pro灵敏度和扫描速度上的独特优势，意味着所以可以用更低的进样量和更短的色谱梯度鉴定到更多的蛋白，同时离子淌度的引入，更是大幅提高了数据的完整性和谱图的归属性，这些特点对基础蛋白组学研究向临床蛋白组学应用的转化至关重要。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " span style=" color: rgb(79, 129, 189) " strong 4D-蛋白质组学技术提高蛋白和多肽覆盖深度 /strong /span /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " strong 基于质谱技术的蛋白质组学研究方法在生命科学研究的各个领域都取得了傲人的成果，但由于蛋白质组学样本的自身复杂性（蛋白丰度的动态范围& gt 106）和目前质谱仪采集速度和灵敏度的局限性，低丰度蛋白鉴定异常困难，这让深度覆盖蛋白组学面临着巨大的挑战，提高蛋白质组学覆盖深度一直是科研工作者努力的方向之一。 /strong /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 4D组学质谱平台timsTOF Pro的出现，让蛋白组学技术产生了革命性的变化，timsTOF Pro采用双TIMS结构，并采用独特的PASEF扫描模式，可以提供超过100 Hz的MSMS扫描速度，能使二级采集速度和灵敏度同时提高，这个特性可以完美应对传统质谱在采集速度和灵敏度方面的挑战。timsTOF Pro出色的灵敏度，只需要传统分析十分之一的进样量，就可以得到更好的鉴定深度（图3），这让timsTOF Pro更加适合生物标志物研究、药物发现、临床蛋白组学研究和单细胞蛋白组学等这些样本量通常会比较少的应用。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 258px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/c49572a1-0f8c-4b8e-ad7e-510ac1369573.jpg" title=" 图片3.png" alt=" 图片3.png" width=" 600" height=" 258" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 0em text-align: center " 图3. timsTOF Pro的蛋白水平和多肽水平深度覆盖 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " span style=" color: rgb(79, 129, 189) " strong 4D-蛋白质组学技术带来更精确的翻译后修饰组学研究 /strong /span /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 蛋白质翻译后修饰（如磷酸化、糖基化、甲基化、乙酰化和泛素化等）通过动态调控蛋白的结构和功能，参与信号传导、基因表达、物质代谢等多种生命活动，成为了科研工作的关注焦点。近年来，随着样品制备手段和质谱技术的快速发展，翻译后修饰的研究方法不断涌现。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 传统的质谱分析技术在蛋白质翻译后修饰研究中常面临着巨大的挑战： /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp 蛋白质的翻译后修饰在样本中含量低且动态范围广； /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp 应用于蛋白质翻译后修饰的研究策略主要还是基于鸟枪法的蛋白组学，酶切极大提高了样本复杂度； /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp 由修饰位点不同带来的同分异构多肽会在色谱上存在严重的共洗脱问题，而这些同分异构肽段在传统蛋白组学质谱平台上不能得到有效分离。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 由于翻译后修饰分布广泛且含量较低，往往需要进行修饰肽段的富集，所得到的样本量较少，需要灵敏度更高的仪器进行检测；此外，翻译后修饰位点、修饰类型的确认，对于蛋白功能的解析至关重要。布鲁克推出的4D-蛋白组学平台timsTOF Pro，提高了峰容量和修饰位点异构鉴定的可信度，具有大于100Hz的扫描速度和优越的灵敏度，显著提高了翻译后修饰的鉴定深度和位点鉴定的准确性（图4）。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 265px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/5bfed120-716a-48f7-b0e9-9801dd628a74.jpg" title=" 图片4.png" alt=" 图片4.png" width=" 600" height=" 265" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 0em " 图4. 磷酸化组学分析。A.& nbsp 50-100 ug起始蛋白量进行IMAC富集，采用不同色谱梯度，单针分析磷酸化多肽鉴定数目。B. 离子淌度可以准确区分修饰位点异构，提高修饰鉴定和定量的可靠性。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " span style=" color: rgb(79, 129, 189) " strong 4D-蛋白质组学加快组学研究向临床应用转化 /strong /span /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 蛋白质组学不仅是研究生命活动、疾病机理的最有效方法之一，而且在对癌症、老年痴呆等人类重大疾病的分子诊断和临床治疗方面也有十分广阔的前景。随着样本制备、色谱分离和质谱技术的进步，临床蛋白组学渐渐开始走向大队列研究，矩形研究策略则是趋势。高通量蛋白组学则成为了生物医学基础研究和应用开发的重要前沿和突破口，而如何实现对大队列样本稳定可靠地分析也逐渐成为了科研热点和难点。总的来说，实现高通量临床蛋白组学面临如下挑战： /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp 蛋白质组学样本自身的复杂性和不均一性（蛋白丰度的动态范围& gt 106），使得低丰度蛋白鉴定和定量异常困难； /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp 目前质谱仪采集速度和灵敏度的局限性，使得短梯度下难以实现蛋白深度覆盖； /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp 大队列样本分析对高通量方法和仪器稳定性提出了很高的要求。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 基于timsTOF Pro的4D-蛋白组学平台具有更快的扫描速度、更高的灵敏度和更好的离子选择性，显现出了向临床转化的广阔前景。布鲁克应用专家以及timsTOF Pro的用户做了大量工作，开发了多个成熟的高通量样本检测的应用方案，以探索蛋白组学技术用于临床研究的可能。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 布鲁克nanoElute LC为timsTOF Pro质谱标配的纳升流液相，采用短梯度色谱方法（图5A）28.8min一个循环，单针进样200ng的HeLa平均可以鉴定4180种蛋白质（图5B），26000条多肽（图5C），30针重复的相关系数R& gt 0.97（图5D）。这些结果表明，此方法与timsTOF Pro的高扫描速度和灵敏度结合，能同时兼顾分析通量和蛋白覆盖深度。我们将此方法用于多组份样本分析，小于12小时即可完成24个组份分析（图5E），HeLa样本24个组份可以鉴定大于9000种蛋白质，小鼠小脑样本24个组份可以鉴定大于10000种蛋白质。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 359px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/999652fb-442b-4b16-bebd-29d5867ff800.jpg" title=" 图片5.png" alt=" 图片5.png" width=" 600" height=" 359" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 0em text-align: center " 图5. 基于nanoElute短梯度高通量方案 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 布鲁克与Evosep公司合作，联合推出用于临床蛋白质组学研究的整体解决方案，timsTOF Pro出色的扫描速度和灵敏度与Evosep One LC强大的分离能力和稳定性完美适配。英国牛津大学纳菲尔德医学系Roman Fischer教授，采用这套系统进行临床大队列的的血液蛋白组研究，用于快速发现疾病标志物。将收集的192例血浆样本去除12个高丰度蛋白，在timsTOF Pro与Evosep液相平台上使用11.5分钟梯度（100例样品/天）分析，样本测试中插入20针QC样本进行质控，总计212个样本仅需51小时测试时间（图6A），这项工作采用传统的质谱方案可能需要接近10天。实验结果显示，采用4D Match Between Runs，192个样本中，可以对500个蛋白进行定量分析，并且CV值小于10%，而QC样本的CV值小于5%（图6B、6C）。 /span /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " & nbsp /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/7c042971-4e8a-4eca-ae3c-d7e819e5b0f9.jpg" title=" 图片6.png" alt=" 图片6.png" / /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 0em text-align: center " 图6. & nbsp Roman Fischer教授采用的临床血液蛋白组研究案例 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " & nbsp /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 创新的4D-DIA非标记定量技术：dia-PASEF@ /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 布鲁克与苏黎世联邦理工学院、德国马普研究所和多伦多大学合作，将PASEF与DIA（Data-Independent Acquisition，数据非依赖采集）的优势相结合，产生了一种新的采集模式称为dia-PASEF@（图7）。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " & nbsp /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/5d5aae78-f80d-488e-a9e9-da3eab36fa54.jpg" title=" 图片7.png" alt=" 图片7.png" / /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 0em text-align: center " 图7. 全新dia-PASEF@采集策略 span style=" text-indent: 2em " & nbsp /span /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 在dia-PASEF@扫描模式中，母离子在进入四级杆之前已经通过淌度进行了累积和分离，根据碰撞截面积（CCS）大小依次洗脱（与m/z有一定相关性），这样四级杆就可以根据洗脱离子的m/z进行离子选择，并且每批PASEF都会有多个窗口进行扫描，从而提高离子的利用率，避免了传统DIA方法中离子利用率低的问题。此外，使用离子淌度和质量数双重隔离窗口来触发MS/MS，提高了母离子选择和匹配的准确性，并降低了二级混合谱图的复杂性。并且在一级热图中，可以选择多电荷区域作为dia-PASEF@的母离子窗口，有效屏蔽单电荷杂质的干扰。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 306px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/df424259-85f1-478c-8cd3-dc81f106d619.jpg" title=" 图片8.png" alt=" 图片8.png" width=" 600" height=" 306" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 0em text-align: center " 图8. dia-PASEF@进行高通量、微量样本的蛋白质组定量分析 span style=" text-indent: 0em " & nbsp /span /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " dia-PASEF@具有更深的蛋白质组覆更高的分析通量和更优异的灵敏度，适合于高通量、微量样本的蛋白质组定量分析。采用95min梯度，单针进样200ng的HeLa，利用dia-PASEF@可以鉴定超过7,600种蛋白质、66,000种肽段。采用不同长度的梯度，30min可以鉴定6395个Hela细胞蛋白、4032个Yeast蛋白，达到快速、深度覆盖。即使在微量样本时，如单针进样10ng的Hela，仍能鉴定3000种蛋白质。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 布鲁克在ASMS 2020发布了高通量dia-PASEF@方案（图9A），即将Evosep One LC与timsTOF Pro再次联合，最大程度发挥Evosep One LC快速分离和timsTOF Pro扫描速度和稳定性的优势。该方案目前有4种方法（图9B），分别采用4.8min、7.2min、14.4min和24min色谱方法，对应的每天可以分析300、200、100和60蛋白质组学样本，把蛋白组学分析通量提升到一个全新的高度。分析结果（图9C，9D）显示出此方案在保证分析通量的同时，蛋白覆盖深度也有很好的保证，4.8min的分析单针可以鉴定2158蛋白，24min可以得到与传统蛋白组学长梯度分析相当的结果。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 284px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/fb3f5696-51bb-453a-8e70-cf3ba53b5151.jpg" title=" 图片9.png" alt=" 图片9.png" width=" 600" height=" 284" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 0em text-align: center " 图9. 高通量dia-PASEF@方案 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 英国牛津大学Roman Fischer教授采用高通量dia-PASEF@方案，进行血液蛋白质组学大队列研究，43天完成4300针连续进样，总共采集2.5亿张二级谱图，整个采集过程只需一次离子传输管清洗（图10）。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 324px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/4ca80514-f97a-4b36-b172-fa4ce1cf4a03.jpg" title=" 图片10.png" alt=" 图片10.png" width=" 600" height=" 324" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 0em text-align: center " 图10. Roman Fischer教授采用dia-PASEF@技术进行大队列研究 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 创新的4D-PRM靶向定量技术：prm-PASEF@ /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 在布鲁克的革命性timsTOF Pro平台上，通过将PASEF与平行反应监测（PRM）相结合，使其非标记靶向蛋白质组学性能得到了进一步增强。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " prm-PASEF@技术在保持高灵敏度的同时，使靶向离子数目最大化，100ms的PASEF扫描时间可以靶向10个以上的肽段，有效离子利用率提高10倍以上，实现了谱峰上采集点数目最大化，显著提高数据的完整性（图11A）。prm-PASEF@技术根据色谱流出时间、淌度、质荷比以及碎片离子的分辨能力进行离子筛选，具有更好的选择性，定量更加准确（图11B）。此外，来自卢森堡健康研究所Antoin Lesur教授采用prm-PASEF@技术在细胞样本里30min梯度检测213种靶向肽段，在5amol到50fmol范围都可以准确定量，具有优秀的灵敏度（图11C）。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 428px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/4aa99cb0-4e1d-46da-87c1-f588c4faa99a.jpg" title=" 图片11.png" alt=" 图片11.png" width=" 600" height=" 428" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 0em text-align: center " 图11. prm-PASEF@进行靶向蛋白质组定量分析 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 综上，捕集型离子淌度技术引领蛋白质组学进入4D新时代，基于timsTOF Pro的4D-蛋白质组学平台在蛋白质组分析方面展现出极佳的灵敏度、采集速度和覆盖深度，有利于实现更精确的翻译后修饰分析、高通量的临床大队列样本分析。新开发的dia-PASEF@和prm-PASEF@离子利用率高，具有更高的鉴定深度和定量准确性。随着布鲁克和合作团队对蛋白组学方案的不断开发，4D-蛋白质组学必将越来越完善，展现出更加广泛的应用前景。 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " & nbsp & nbsp /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " 参考文献 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp Antoine Lesur, et al.,& nbsp New prm-PASEF for highly multiplexed targeted acquisition in clinical samples. ASMS 2020, Poster TP470. /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp Christopher M. Adams, et al.,& nbsp Identification and Quantitation of Phosphopeptide PositionalIsomers using Trapped Ion Mobility Spectrometry and PASEF. ASMS 2019, WP 662 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp Florian Meier,& nbsp et al.,& nbsp Online Parallel Accumulation–Serial Fragmentation (PASEF) with a Novel Trapped Ion Mobility Mass Spectrometer. Molecular & amp Cellular Proteomics, 2018,17(12),2534-2545. /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp Florian Meier,& nbsp et al.,& nbsp Parallel Accumulation–Serial Fragmentation (PASEF): Multiplying Sequencing Speed and Sensitivity by Synchronized Scans in a Trapped Ion Mobility Device. J. Proteome Res. 2015, 14,12, 5378-5387 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp Matthew Willetts，et al.,& nbsp High Sensitivity PTM Characterization in Complex Cell Lysates Using Trapped Ion Mobility. ASMS 2019, Poster TP630 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp Shourjo Ghose，et al.,& nbsp Analysis of Histones from HEK293T Cells using a QTOF with Trapped Ion Mobility and PASEF Workflows. ASMS 2019, Poster TP642 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp Stephanie Kaspar-Schoenefeld,& nbsp et al.,& nbsp High throughput 4D-Proteomics – Application of dia-PASEF & reg and the Evosep One for short gradients. App Note 1867805 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp Thomas Kosinski,& nbsp et al.,& nbsp Maximized throughput and analytical depth for shotgun proteomics using PASEF on a TIMS equipped QTOF. ASMS 2018, TP 685 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp Thomas Kosinski,& nbsp et al.,& nbsp Plasma proteomics goes high throughput-timsTOF Pro with PASEF and 4D feature alignment to quantify 500 plasma proteins in 11.5min. App Note 1867805 /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.5em text-indent: 2em " · & nbsp Thomas Kosinski,& nbsp et al.,& nbsp Short nanoLC gradients optimize throughput on a tims equipped QTOF with PASEF, ASMS 2019, TP 514.& nbsp /p

阿尔兹海默症（Alzheimer’s diseases，AD）是最常见的一种神经退行性疾病，临床表现为渐进性记忆损伤，认知功能障碍，语言障碍等精神症状。我国现有1000多万AD患者，是世界上患者数量最多的国家。且随着人口老龄化，这个数字还在急剧增加，据预测到2050年中国AD患病人数将超过4000万，给我国社会经济以及患者家庭带来极大负担。阿尔兹海默症主要特点为病人脑组织中β淀粉样蛋白（Aβ）的异常产生和累积。Aβ形成的前体蛋白APP（amyloid protein precursor）是一种高度糖基化修饰的糖蛋白。蛋白质糖基化是一类重要的蛋白质翻译后修饰，参与蛋白稳定表达，蛋白加工剪切，细胞间的靶向识别及相互作用等生理过程。越来越多的研究表明糖基化对APP的加工及Aβ的产生具有关键的调控作用，精准判定APP糖基化修饰信息，对深入理解app蛋白在AD疾病发生中的作用和疾病早期诊断方法开发上具有重要意义。 近日，上海交通大学系统生物医学研究院张延课题组与严威课题组联合开发了一种基于质谱多碎裂方式组合靶向完整O-糖肽的质谱解析方法（Targeted MS combined Multi-fragment strategy，TMMF）。 该方法精准描绘出APP蛋白的O-糖基化修饰位点和糖链结构。为从蛋白质糖基化修饰水平理解app的分子功能与AD的发病机制，发现AD治疗靶点以及开发AD早期诊断策略提供了新的思路。该成果以“Comprehensive analysis of O-glycosylation of amyloid precursor protein (app) using targeted and multi-fragmentation MS strategy”为标题发表在国际著名生物化学与生物物理学期刊（BBA-General Subjects）上。(生物谷Bioon.com）

四极杆质谱仪QMSQMS是最常见的质谱仪器，定量能力突出，在GC-MS中QMS占绝大多数。优点： 结构简单、成本低、维护简单； SIM功能的定量能力强，是多数检测标准中采用的仪器设备。缺点： 无串极能力，定性能力不足； 分辨力较低（单位分辨），存在同位素和其他m/z近似的离子干扰； 速度慢，质量上限低（小于1200u）。飞行时间质谱仪TOFMSTOFMS是速度最快的质谱仪，适合于LC-MS方面的应用。优点： 分辨能力好，有助于定性和m/z近似离子的区别，能够很好的检测ESI电喷雾离子源产生多电荷离子； 速度快，每秒2～100张高分辨全扫描（如50～2000u）谱图，适合于快速LC系统（如UPLC）； 质量上限高（6000～10000u）。缺点： 无串极功能，限制了进一步的定性能力； 售价高于QMS； 较精密，需要认真维护。三重四极杆质谱仪QQQQQQ质谱给四极杆质谱仪在保留QMS原有定量能力强的特点上，提供了串级功能，加强了质谱的定性能力，检测标准中常作为QMS的确认检测手段。优点： 有串极功能，定性能力强； 定量能力非常好，MRM信噪比高于QMS的SIM是常用的QMS结果确认仪器； 除一般子离子扫描功能外，QQQ还具有SRM、MRM、母离子扫描、中性丢失（Neutral loss）等功能（离子阱不行）； 对特征基团的结构研究有很大帮助。缺点： 分辨力不足，容易受m/z近似的离子干扰； 售价较高； 需要认真维护。四极离子阱，QTrap 技术上而言，在传统QQQ的四极杆中加入了辅助射频，可以做选择性激发；或者就功能而言，为QQQ提供了多级串级的功能。优点： 同时具备MRM、SRM、中性丢失和多级串级功能，非常适合于未知样品的结构解析。缺点： 分辨力还是低了点。离子阱质谱仪ITMS离子阱质谱仪是最简单的串联质谱，常用于结构鉴定。优点： 成本比QQQ低廉，体积小巧； 具备多级串级能力，适合于分子结构方面的定性研究，能够给出分子局部的结构信息，比QQQ好； 有局部高分辨模式（Zoom Scan），分辨力比四极杆质谱高数倍，达到6000～9000，适合于确定离子质量数。缺点： 定量能力不如QMS和QQQ，所以大多数GCMS不采用离子阱质谱； 不能够像QQQ一样做母离子扫描和中性丢失，在筛选特征结构分子的时候能力不足。线性离子阱，Linear Ion Trap传统3D离子阱的增强版本。优势： 相对于传统3D离子阱，灵敏度高10倍以上多级串级质谱。缺点： 相对于QQQ，还是不能做MRM、中性丢失等特征基团筛选功能四极杆飞行时间串联质谱QTOFQTOF以QMS作为质量过滤器，以TOFMS作为质量分析器。优点： 能够提供高分辨谱图； 定性能力好于QQQ； 速度快，适合于生命科学的大分子量复杂样品分析。缺点： 成本高。离子阱-飞行时间质谱，Trap TOF 需要仔细维护； 以3D离子阱作为质量选择器和反应器，结合了离子阱的多级质谱能力和飞行时间质谱的高分辨能力。优点： 同时具有多级串级和高分辨能力，适合于未知样品的定性工作，如糖蛋白的定性。缺点： 由于离子阱容量限制，对于混合样品的灵敏度欠佳； 定量能力弱。线性离子阱-飞行时间质谱，LIT-TOF 以线性离子阱为质量选择器和反应器，结合了线性离子阱的高灵敏度多级串级能力和飞行时间质谱的高分辨能力。如直接耦合线性离子阱-飞行时间串联质谱。优点： 高灵敏度、高分辨、多级串级； 定量能力强。缺点： 功能复杂，维护复杂。磁质谱Sector MS磁质谱的定量能力是各种质谱中最强的。现在已较少使用，仅用于地质元素和痕量二恶英的检测。优点： 技术经典、成熟，NIST等MS库采用的仪器； 分辨力非常好（100k，m/&Delta m FWHM），干扰少； 灵敏度高，定量能力是各种质谱中最好的。缺点： 体积、重量大； 售价很高，速度慢； 维护复杂，很费电。傅立叶变换质谱仪FT-ICR-MSFourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometer 傅立叶变换质谱仪的分辨能力最高，常作为高端科学研究的装备； 在蛋白组学和代谢组学起到了超强作用。优点： 能够做多级串级，定性能力极好； 分辨力极高，灵敏度很好； 可以有不同的电离源联用实现对不同极性的化合物进行检测。缺点： 体积重量大，售价极高，速度较慢； 维护费用非常昂贵。静电场傅立叶变换质谱，Orbitrap优点： 高分辨，60k～120kFWHM，质量精度高； 相对FT-ICR而言，价格稍低（～450kUSD）。缺点： 不能单独做串级； 分辨力、灵敏度、质量稳定性等离FT-ICR还有距离。

p 　　近日，融智生物宣布正式推出MALDI-TOF MS法定量分析糖化/非糖化血红蛋白解决方案。 /p p 　　空腹血糖和餐后血糖是反映某一具体时间的血糖水平，容易受到进食和糖代谢等相关因素的影响。而由于人体红细胞的寿命一般在120天，在红细胞死亡前，血液中HBA1c含量也会保持相对不变，因此HBA1c水平反映的是在检测前120天内的平均血糖水平。所以说空腹和餐后两小时血糖只是诊断糖尿病的标准，而衡量糖尿病控制水平的标准是糖化血红蛋白。目前欧美等发达国家以糖化血红蛋白率诊断糖尿病。糖化/非糖化血红蛋白定量分析已在欧美发达国家取代传统的血糖测试。在中国，越来越多的诊断也开始使用糖化/非糖化血红蛋白定量分析。 /p p 　　传统上，糖化/非糖化血红蛋白分析的主流技术是免疫法和高效液相色谱法。相较而言，高效液相色谱法精度更高，方法亦相对简单，目前，高效液相色谱法正快速取代免疫法。 /p p 　　与目前的传统技术相比，融智生物基于新一代全谱可定量飞行时间质谱平台QuanTOF推出的质谱法，具有更高灵敏度、更高效率、更低成本、更简单操作以及更高通量等诸多优势。 strong /strong /p p style=" text-align: center " img width=" 500" height=" 333" title=" quantof.jpg" style=" width: 500px height: 333px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/1f511bc3-2b2d-4bfd-a2b4-7cb02e7ed6ae.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 融智生物新一代全谱可定量飞行时间质谱平台QuanTOF /strong /p p 　　所需要的设备除了QuanTOF主机外，只需一台离心机，要求最简化，在试剂方面，也仅需要纯水和基质。 /p p 　　在定量精度方面，融智生物经多次验证结果显示，QuanTOF的定量重现性接近甚至高于高效液相色谱，完全可做到对传统方法的替代， span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 该方法尤其适合于样本量较大、对测试成本敏感的大型用户。 /strong /span /p p style=" text-align: center " img width=" 600" height=" 532" title=" 1.jpg" style=" width: 600px height: 532px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/72717b18-1acc-4633-bd62-6bc22b6c5887.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong QuanTOF方法与其他方法优劣比较 /strong /p p 　　 strong i TIPS：对糖化/非糖化血红蛋白定量分析方法的推出，意味着MALDI-TOF MS具备对更多蛋白的定量分析可行性。 /i /strong /p p 　　 span style=" color: rgb(31, 73, 125) " i span style=" font-family: 黑体, SimHei " 附：MALDI-TOF-MS检测糖化血红蛋白方法 /span /i /span /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " 　　一、标准曲线制定 /span /i /span /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " 　　 /span /i i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " 1、将6个不同水平的糖化血红蛋白标准品，用去离子水稀释200倍，形成稀释标准品待测液。 /span /i i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " /span /i /span /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " 　　2、将稀释标准品待测品与SA基质，按照1:8充分混合，形成待测样品溶液。 /span /i i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " /span /i /span /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " 　　3、将待测样品溶液点在靶板上，静置直至液点完全干燥结晶。 /span /i i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " /span /i /span /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " 　　4、编辑程序进行质谱上机检测，根据所得实验建立标准曲线得到线性关系公式。 /span /i i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " /span /i /span /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " 　　二、样品检测 /span /i i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " /span /i /span /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " 　　1. 血清的制备，将人全血用去离子水稀释200倍，形成稀释血样待测品。 /span /i i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " /span /i /span /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " 　　2. 将稀释血样待测品与SA基质，按照1:8充分混合，形成待测样品溶液。 /span /i i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " /span /i /span /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " 　　3. 将待测样品溶液点在靶板上，静置直至液点完全干燥结晶。 /span /i i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " /span /i /span /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " 　　4. 编辑程序进行质谱上机检测。 /span /i i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " /span /i /span /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " 　　5. 根据质谱图得出，糖基化蛋白峰面积(A)/糖基化蛋白峰面积(A)+非糖基化蛋白峰面积(B)。 /span /i i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " /span /i /span /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " 　　6. 计算得出糖化血红蛋白的质谱值=A/A+B，计算得到糖化值。 /span /i /span span style=" color: rgb(0, 0, 0) " i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " /span /i i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " /span /i i span style=" color: rgb(31, 73, 125) font-family: 黑体, SimHei " /span /i /span /p

大家好，本周为大家分享一篇发表在Chemical Science上的文章，Distinct Core Glycan and O-Glycoform Utilization of SARS-CoV-2 Omicron Variant Spike Protein RBD Revealed by Top-Down Mass Spectrometry1，通讯作者是美国威斯康星大学的Ying Ge教授。　　SARS-Cov-2的快速变异为全球抗疫带来了极大的挑战。Delta和Omicron等新变种的传染性更强、病症更严重、显著逃避康复者或疫苗的中和抗体，并且逃避检测的风险更高。与野生型(WT)毒株相比，Omicron变体具有数量惊人的突变(30)，包括棘突蛋白受体结合域(S-RBD)中的15个位点突变。S-RBD是中和抗体和其他疗法的主要靶点，病毒的细胞感染性、保护表位免受抗体中和及与人类受体ACE2结合的能力与S蛋白的糖基化密切相关。S蛋白O-聚糖具有巨大的微观异质性和结构多样性，因此对其O-糖基化的表征仍具是极大的挑战。作者在本文中报道了一种自上而下的混合质谱方法，能够同时表征分子结构、位点特异性、各种糖类的相对丰度，以及不同共现蛋白型的整体翻译后修饰(PTM)。　　与WT相比，Delta和Omicron变体固有的突变差异在其RBD中尤其明显(图1A)。为了阐明各种S-RBD的分子序列和O-聚糖，作者使用PNGase F从S-RBD中完全去除N-聚糖，以最小化N-聚糖异质性造成的干扰(图1B)。与完全糖基化的S-RBD相比，N-聚糖的去除产生了10 kDa的分子量损失。通过超高分辨率12T FTICR-MS可实现各种S-RBD的基线同位素分离。自上而下的MS分析显示，各种O-糖型的化学计量比和相对丰度存在显著差异，其中Omicron变体显示出最大的O-糖型结构异质性(图1C)。　　图1 由WT、Delta和Omicron变体产生的S-RBD的蛋白质突变图谱和高分辨率自上而下MS。(A)SARS-CoV-2基因组结构和S-RBD变体蛋白质序列变化的说明。(B)PNGase处理前(-)后(+)的S-RBD的SDS-PAGE。(C)在对WT、Delta和Omicron变体进行PNGase F处理后，完整S-RBD蛋白型的原始MS1。所有确定的O-糖型在插图中用红色圆圈注释。　　为了实现深入的糖型和糖位点分析，作者利用捕获离子迁移谱(TIMS)-MS，通过timsTOF Pro仪器分离和分析各种S-RBD O-聚糖结构(图2)。为了表征Omicron变体的聚糖结构和占比，作者对单个S-RBD O-糖型进行了特异性分离。以最丰富的O-聚糖(26+，1069.4.3 m/z)为例，从Bruker数据分析软件输出由CAD获得的MS/MS片段离子，并使用MASH Explorer16在靶向蛋白质分析模式下进行分析，以进行全面的蛋白型表征。获得了自上而下的MS/MS谱以及各种O-聚糖结构的离子迁移率分离，以克服O-聚糖分析固有的质量简并性和微观异质性(图2B)。足够软的TIMS淌度池活化参数能够对分离的S-RBD蛋白型进行详细的中性缺失图谱绘制，并揭示了具有GalNAcGal(NeuAc)2结构的核心1(Galβ1-3GalNAc-Ser/Thr)O-聚糖(图2C)。这种TIMS-MS方法允许对聚糖结构进行直接表征，以揭示在三种S-RBD变体中具有核心1和核心2(GlcNAcβ1-6 (Galβ1-3) GalNAc-Ser/Thr)O-聚糖结构的多个S-RBD糖型。　　图2 S-RBD O-糖型的TIMS-MS分析。(A)经PNGase F处理后的特定S-RBD糖型(z=26+， 1069.4 m/z)的TIMS-MS分离示意图。插图为前体离子分离后对应的离子迁移率热图。(B) 分离的蛋白型经CAD碎裂后，Omicron S-RBD O-聚糖的自上而下MS/MS。(C) Omicron S-RBD蛋白型中性缺失O-聚糖图谱。　　随后，作者进一步描述了S-RBD WT、Delta和Omicron O-糖基化模式，以揭示变体之间的所有O-糖基化结构改变(图3)。有趣的是，与WT或Delta变体相比， Omicron中主要的O-聚糖微观异质性发生变化。特别是Omicron的核心2 O-聚糖结构丰度显著增强，多重唾液酸化GalNAc(GalNeuAc)(GlcNAcGalNeuAc)和岩藻糖基化GalNAc(GalNeuAc)(GlcNAcGalFuc)结构显著表达。表1总结了Omicron与WT或Delta变体相比所观察到的显著分子丰度差异。　　图3 S-RBD变体的O-糖型表征。S-RBD蛋白型的去卷积谱显示了WT(绿色)、Delta(蓝色)和Omicron(粉色)变体的所有主要O-聚糖分配。理论同位素分布由红点表示。聚糖结构在用插图所示的图形表示。　　表1 S-RBD变体O-糖型相对丰度总结　　Omicron变体的核心1与核心2 S-RBD O-聚糖结构的相对丰度比约为71:29，核心1 GalNAcGal(NeuAc)2是最丰富的O-糖类(~69%相对丰度)。有趣的是，WT和Delta变体显示出对核心1型O-聚糖结构的强烈偏好，其O-糖型丰度的80%以上对应于核心1结构 含核心2 GalNAc(GalNeuAc)(GlcNAcGalFuc)结构的O-聚糖占其总O-糖型组成的13%以上。在WT和Delta S-RBD变体中也发现了这些特殊的核心2结构，但相对丰度要低得多(5-7%)。图3所示的高分辨率完整S-RBD糖型表征表明，与基于糖肽的自底向上MS方法相比，这种自上而下的MS方法具有明显的优势。　　作者进一步研究了S-RBD变体之间的糖基化位点及其微观异质性。对S-RBD O-糖型的详细自上而下MS/MS分析显示，存在一种新的O-糖位点(Thr376)，这是Omicron变体所特有的(图4A)。令人感兴趣的是，所有检测到的WT和Delta变体的S-RBD O-聚糖都被自信地单独分配给Thr323(图4B-C)，这与之前关于WT S O-糖基化的研究一致。鉴于Delta上的突变数量比Omicron少，因此O-糖位点Thr323在Delta和WT变体之间保持保守也就不足为奇了。另一方面，Omicron变体产生了熟悉的Thr323 O-糖位点和一个新的Thr376 O-糖位点(b6012+和b525+)，对应于核心1 O-糖型(图4D)。该Thr376 O-糖位点在残基373处与脯氨酸相邻，这与先前关于脯氨酸附近O-糖基化频率增加的报道一致。这种特殊的Pro373是Omicron变体特有的位点特异性突变，很可能是产生这种新O-糖位点的原因。实验还发现，与T323相比，Thr376位点的占有率较低(30%)，并且仅被可靠地分配给丰富的核心1 O-糖基。此外，尽管为变异体指定的O-糖型是HEK293细胞表达的S-RBD特有的，但已知HEK293表达模型可反映病毒体预期的糖基化位点。　　图4 通过自上而下的MS/MS进行S-RBD O-糖定位。(A)对应于WT、Delta和Omicron S-RBD变体的核心1型聚糖的片段映射。蓝色N表示PNGase F处理后的脱酰胺作用。特定的Omicron残基突变用粉红色表示。(B-D)代表性的自上而下MS/MS CAD片段离子，包括完整的(B)WT(b71+和b17311+)、(C)Delta(b71+和b22312+)和(D)Omicron(b51+、b182+、b71+、b17311+)变体。WT和Delta变体在Thr323处显示完全的O-糖苷占据。发现Omicron变体同时具有Thr323(b51+和b182+)和Thr376(b71+和b17311+)。　　本文首次阐明了SARS-CoV-2 Omicron和Delta变异体中发现的O-糖型结构异质性。与WT或Delta相比，Omicron变体的核心2型O-糖型的利用率显著提高。此外还鉴定了一种新的Omicron S-RBD特有的Thr376 O-糖位点。这种自上而下的MS方法是对传统结构方法的补充，并为SARS-CoV-2 S-RBD蛋白形式的表征提供了无与伦比的分辨率。　　撰稿：夏淑君　　编辑：李惠琳　　文章引用：D.S. Roberts, M. Mann, B.H. Li, et al., Distinct core glycan and O-glycoform utilization of SARS-CoV-2 Omicron variant Spike protein RBD revealed by top-down mass spectrometry, Chemical Science (2022).

大家好，本周为大家分享一篇预发表的文章，Distinct Core Glycan and O-Glycoform Utilization of SARS-CoV-2 Omicron Variant Spike Protein RBD Revealed by Top-Down Mass Spectrometry1，通讯作者是美国威斯康星大学的葛瑛教授。SARS-Cov-2的快速变异为全球抗疫带来了极大的挑战。Delta和Omicron等新变种的传染性更强，其中Delta病情严重，但Omicron症状很轻。与野生型（WT）毒株相比，Omicron变体具有数量惊人的突变（30），包括棘突蛋白受体结合域（S-RBD）中的15个位点突变。S-RBD是中和抗体和其他疗法的主要靶点，病毒的细胞感染性、保护表位免受抗体中和及与人类受体ACE2结合的能力与S蛋白的糖基化密切相关。S蛋白O-聚糖具有巨大的微观异质性和结构多样性，因此对其O-糖基化的表征仍具是极大的挑战。作者在本文中报道了一种自上而下的混合质谱方法，能够同时表征分子结构、位点特异性、各种糖类的相对丰度，以及不同共现蛋白型的整体翻译后修饰（PTM）。与WT相比，Delta和Omicron变体固有的突变差异在其RBD中尤其明显（图1A）。为了阐明各种S-RBD的分子序列和O-聚糖，作者使用PNGase F从S-RBD中完全去除N-聚糖，以最小化N-聚糖异质性造成的干扰（图1B）。与完全糖基化的S-RBD相比，N-聚糖的去除产生了10 kDa的分子量损失。通过超高分辨率12T FTICR-MS可实现各种S-RBD的基线同位素分离。自上而下的MS分析显示，各种O-糖型的化学计量比和相对丰度存在显著差异，其中Omicron变体显示出最大的O-糖型结构异质性（图1C）。图1 由WT、Delta和Omicron变体产生的S-RBD的蛋白质突变图谱和高分辨率自上而下MS。（A）SARS-CoV-2基因组结构和S-RBD变体蛋白质序列变化的说明。（B）PNGase处理前(-)后(+)的S-RBD的SDS-PAGE。（C）在对WT、Delta和Omicron变体进行PNGase F处理后，完整S-RBD蛋白型的原始MS1。所有确定的O-糖型在插图中用红色圆圈注释。为了实现深入的糖型和糖位点分析，作者利用捕获离子迁移谱（TIMS）-MS，通过timsTOF Pro仪器分离和分析各种S-RBD O-聚糖结构（图2）。为了表征Omicron变体的聚糖结构和占比，作者对单个S-RBD O-糖型进行了特异性分离。以最丰富的O-聚糖（26+，1069.4.3 m/z）为例，从Bruker数据分析软件输出由CAD获得的MS/MS片段离子，并使用MASH Explorer16在靶向蛋白质分析模式下进行分析，以进行全面的蛋白型表征。获得了自上而下的MS/MS谱以及各种O-聚糖结构的离子迁移率分离，以克服O-聚糖分析固有的质量简并性和微观异质性（图2B）。足够软的TIMS淌度池活化参数能够对分离的S-RBD蛋白型进行详细的中性缺失图谱绘制，并揭示了具有GalNAcGal(NeuAc)2结构的核心1（Galβ1-3GalNAc-Ser/Thr）O-聚糖（图2C）。这种TIMS-MS方法允许对聚糖结构进行直接表征，以揭示在三种S-RBD变体中具有核心1和核心2（GlcNAcβ1-6 (Galβ1-3) GalNAc-Ser/Thr）O-聚糖结构的多个S-RBD糖型。图2 S-RBD O-糖型的TIMS-MS分析。（A）经PNGase F处理后的特定S-RBD糖型（z=26+， 1069.4 m/z）的TIMS-MS分离示意图。插图为前体离子分离后对应的离子迁移率热图。（B） 分离的蛋白型经CAD碎裂后，Omicron S-RBD O-聚糖的自上而下MS/MS。（C） Omicron S-RBD蛋白型中性缺失O-聚糖图谱。随后，作者进一步描述了S-RBD WT、Delta和Omicron O-糖基化模式，以揭示变体之间的所有O-糖基化结构改变（图3）。有趣的是，与WT或Delta变体相比， Omicron中主要的O-聚糖微观异质性发生变化。特别是Omicron的核心2 O-聚糖结构丰度显著增强，多重唾液酸化GalNAc(GalNeuAc)(GlcNAcGalNeuAc)和岩藻糖基化GalNAc(GalNeuAc)(GlcNAcGalFuc)结构显著表达。表1总结了Omicron与WT或Delta变体相比所观察到的显著分子丰度差异。图3 S-RBD变体的O-糖型表征。S-RBD蛋白型的去卷积谱显示了WT（绿色）、Delta（蓝色）和Omicron（粉色）变体的所有主要O-聚糖分配。理论同位素分布由红点表示。聚糖结构在用插图所示的图形表示。表1 S-RBD变体O-糖型相对丰度总结Omicron变体的核心1与核心2 S-RBD O-聚糖结构的相对丰度比约为71:29，核心1 GalNAcGal(NeuAc)2是最丰富的O-糖类（~69%相对丰度）。有趣的是，WT和Delta变体显示出对核心1型O-聚糖结构的强烈偏好，其O-糖型丰度的80%以上对应于核心1结构；含核心2 GalNAc(GalNeuAc)(GlcNAcGalFuc)结构的O-聚糖占其总O-糖型组成的13%以上。在WT和Delta S-RBD变体中也发现了这些特殊的核心2结构，但相对丰度要低得多（5-7%）。图3所示的高分辨率完整S-RBD糖型表征表明，与基于糖肽的自底向上MS方法相比，这种自上而下的MS方法具有明显的优势。作者进一步研究了S-RBD变体之间的糖基化位点及其微观异质性。对S-RBD O-糖型的详细自上而下MS/MS分析显示，存在一种新的O-糖位点（Thr376），这是Omicron变体所特有的（图4A）。令人感兴趣的是，所有检测到的WT和Delta变体的S-RBD O-聚糖都被自信地单独分配给Thr323（图4B-C），这与之前关于WT S O-糖基化的研究一致。鉴于Delta上的突变数量比Omicron少，因此O-糖位点Thr323在Delta和WT变体之间保持保守也就不足为奇了。另一方面，Omicron变体产生了熟悉的Thr323 O-糖位点和一个新的Thr376 O-糖位点（b6012+和b525+），对应于核心1 O-糖型（图4D）。该Thr376 O-糖位点在残基373处与脯氨酸相邻，这与先前关于脯氨酸附近O-糖基化频率增加的报道一致。这种特殊的Pro373是Omicron变体特有的位点特异性突变，很可能是产生这种新O-糖位点的原因。实验还发现，与T323相比，Thr376位点的占有率较低（30%），并且仅被可靠地分配给丰富的核心1 O-糖基。此外，尽管为变异体指定的O-糖型是HEK293细胞表达的S-RBD特有的，但已知HEK293表达模型可反映病毒体预期的糖基化位点。图4 通过自上而下的MS/MS进行S-RBD O-糖定位。（A）对应于WT、Delta和Omicron S-RBD变体的核心1型聚糖的片段映射。蓝色N表示PNGase F处理后的脱酰胺作用。特定的Omicron残基突变用粉红色表示。（B-D）代表性的自上而下MS/MS CAD片段离子，包括完整的（B）WT（b71+和b17311+）、（C）Delta（b71+和b22312+）和（D）Omicron（b51+、b182+、b71+、b17311+）变体。WT和Delta变体在Thr323处显示完全的O-糖苷占据。发现Omicron变体同时具有Thr323（b51+和b182+）和Thr376（b71+和b17311+）。本文首次阐明了SARS-CoV-2 Omicron和Delta变异体中发现的O-糖型结构异质性。与WT或Delta相比，Omicron变体的核心2型O-糖型的利用率显著提高。此外还鉴定了一种新的Omicron S-RBD特有的Thr376 O-糖位点。这种自上而下的MS方法是对传统结构方法的补充，并为SARS-CoV-2 S-RBD蛋白形式的表征提供了无与伦比的分辨率。撰稿：夏淑君编辑：李惠琳文章引用：doi.org/10.1101/2022.02.09.479776

大家好，本周为大家介绍一篇本课题组发表在ACS Chem. Biol.上的文章，Insights into Phosphorylation-Induced Protein Allostery and Conformational Dynamics of Glycogen Phosphorylase via Integrative Structural Mass Spectrometry and In Silico Modeling1。变构调节在自然界中广泛存在，可以用于调控细胞过程。糖原磷酸化酶（GP）是第一个被鉴定出的与变构调节相关的磷酸化蛋白。GP是一个分子量约196kD的同源二聚体蛋白，是糖代谢中重要的组分，也是2型糖尿病及癌症的靶点。AMP结合以及Ser14的磷酸化介导了GP的变构调节，使其构象从非活化的T-state GPb（未磷酸化状态）转变为活化的R-state GPa（磷酸化状态）。即使目前X-射线晶体学法解析出了GP的原子级蛋白结构，但受限于较大分子量，其结构动态性的检测较为困难，因此与GP变构调节相关的结构动态变化过程仍较为模糊。核磁共振（NMR）谱及分子动力学（MD）模拟等是探究蛋白质结构动态性的常用方法，但NMR分析存在分子量上限，且样品消耗量大，MD模拟的时间尺度和力场准确度有限。质谱（MS）法具有快速、灵敏的特点，是蛋白质结构、动态性以及构象变化分析中强有力的一款技术。氢氘交换质谱（HDX-MS）通过监测蛋白骨架酰胺氢原子与溶液中氘的交换来反映蛋白质构象动态性，因此适用于探究由配体、蛋白结合或共价修饰引起的蛋白质构象变化。同时，多个软件实现了由HDX-MS数据计算保护因子（PFs）和吉布斯自由能，从而提取残基水平的蛋白动态性信息。此外，在先前的工作中2, 3，我们整合了native MS和top-down方法（native top-down，nTD-MS技术），成功实现了多个蛋白复合物的一级序列到高阶结构等多方面信息的检测（包括测序、翻译后修饰、配体结合、结构稳定性、朝向等）。整合多种结构质谱法（整合结构质谱法）可以有效填补传统生物物理法中结构到动态性联系中的空缺，更好地表征变构调控现象。本文整合了HDX-MS、nTD-MS、PF分析、MD模拟以及变构信号分析检测了磷酸化介导的GP变构调控的结构和动态性基础，为GP的变构调控过程提供了见解。根据X-射线晶体学结构报道（图1a），T-state GPb转变为R-state GPa时，二聚体界面中N-末端尾部、α2、cap’（图1b）以及tower-tower helices区（图1c）发生了明显的结构重排，导致催化位点开放，从而底物磷酸吡哆醛（PLP）可以结合。尽管有晶体学报道，但与变构调控关联的构象动态性仍有待探寻。图1.（a）磷酸化介导T-state GPb（PDB：8GPB）向R-state GPa（PDB：1GPA）的构象转变；亚基相互作用界面：（b）C端区域和（c）tower-tower helices，GPb为蓝色，GPa为绿色。首先我们通过nTD-MS进行了检测。如图2a、b，谱图中观察到了GPb的单体和二聚体信号，其中二聚体为主要形式；GPa除了单体和二聚体外，谱图中还存在少量四聚体，但仍以二聚体为主要形式。当增加sampling cone（SC）电压时，GPb、GPa保留了其二聚体形式（图2c、d）。随后我们选择离子（29+）并在trap池中进行了碎裂（图2e、f、g、h），谱图低质荷比区GPa的碎片相对峰强度较GPb高，说明GP的二聚体互作界面较为稳定，且GPb亚基结构较GPa稳定。nTD-MS不仅能够探究GPb、GPa的结构差异，也能够为接下来的HDX-MS实验做好前期样品质量检查工作。图2.不同活化条件下GPb、GPa的nTD-MS谱图。（a、b）SC=40V；（c、d）SC=150V；（e、f）SC=150V、trap=100eV；（g，h）SC=150V、trap=200eV。左侧为GPb，右侧为GPa。随后我们进行了HDX-MS实验。图3a中展示了五个时间点的HDX heat map。图3b为通过PyHDX软件计算产生的PF值。其中N-端（1-22）以及tower helix前的loop区域（256-261）的氘代值较高、PF值较低，说明这些区域较为柔性或是结构较为无序。此外我们发现，tower-tower helices（262-276）区域的氘代值较低、PF值较高，表明helices的旋转可能是由前端可塑性铰链区触发的，而非helices本身的变形和重塑引起的，这些发现在晶体结构数据中均有吻合之处。除这两个区域外，GPa和GPb基本保持了稳定的整体结构。而从1μs原子级MD模拟计算得到的均方根波动（RMSF）和溶剂可及表面（SASA）中我们也发现（图3c），这两个区域数据与HDX-MS信息有所吻合，但MD模拟中部分区域未和HDX-MS相吻合的区域可能跟序列覆盖不足相关。图3. （a、d）GPb和GPa在不同标记时间下的氘代热图并映射到结构中（PDB: 1GPA）。（b、e）基于HDX-MS数据计算得到的PF值并映射到晶体结构中。（c、f）MD模拟中RMSF和SASA值并映射到结构中。从氘代差异图（图4a）中可以看出，4个区域呈氘代降低趋势（红色方框），多个区域呈氘代上升趋势（蓝色方框）（GPa-GPb）。而PF差的变化趋势与氘代变化趋势基本一致（图4b）。由数据可知，N-端和tower-tower helices的变化说明磷酸化介导的变构稳定了这两个区域，α1-cap-α2区域的动态性轻微下降。除此之外多个区域（尤其是tower-tower helices序列后的区域）均表现为PF值下降，说明相比于GPb，GPa催化位点附近的区域动态性增强了。接下来我们根据HDX kinetic plot特征将其进行了分类，并详细讨论了所属区域的变化。图4.（a）GPa-GPb HDX-MS的氘代差异图。（b）GPb到GPa PF的变化。 首先是N-端和C-端的变化（图5）。N-端残基1-22表现氘代下降，这说明N-端具有一定可塑性。受N-端区域磷酸化和结构变化影响，C-端区域也产生了一定的变化。此外，残基30-50（cap区）和残基111-117（α4back-loop）区表现氘代下降，而103-109（α4front）表现氘代上升。根据晶体结构推测，cap区和α4back-loop的氘代变化受N-末端变化影响，原有的残基相互作用被打破，形成新的残基间相互作用，同时这两个区域也经历了结构重排，因此表现出较明显的氘代变化。残基88-99（β2-α3）和残基125-141（β3-L-α6）氘代上升。总的来说，磷酸化使得cap′/α2界面互作增强了，同时磷酸化基团和精氨酸残基的静电相互作用是cap区产生变化的主要原因，而α1和α2起到锚定作用，其相对位置基本保持不变。图5.GPb（a）和GPa（b）的N-端和C-端区域的局部结构和HDX动力学曲线（c）。 此外，tower-tower helices（α7，残基262-278）区的变化同样值得关注（图6）。250s loop是表面暴露区域，未与其他区域发生接触，其氘代下降可能是因为自身结构的收缩。而肽段262-267和268-274氘代下降提示该区域可能发生了低周转率或强互作的结合反应。280s loop区氘代值上升。这些变化均说明，tower-tower helix的角度的改变不仅影响了二聚体界面结构，而且还影响了其靠近催化位点的周围区域。因此我们结合晶体结构推测，磷酸化和N-端相对位置的改变，使250s loop自身结构收缩，从而打破了Tyr262' -Pro281和Tyr262-Tyr280′之间的相互作用，导致两个亚基的tower helices发生相对滑动，倾斜角度增加。图6.GPb（a）和GPa（b）tower helix区域的局部结构和HDX动力学曲线（c）。 最后是催化位点、PLP结合位点和糖原存储位点的变化情况（图7）。催化位点周围多数区域均表现氘代上升趋势。我们推测，随着Pro281、Ile165和Asn133间的相互作用被打破，Arg569与Ile165、Pro281、Asn133间的互作也随之打破，因此催化位点和PLP结合位点周围的残基溶剂可及性上升，局部区域结构变得更为灵活，催化位点开放并转变为活化构象。糖原储存位点位于GP表面，距离催化位点30Å，除了α23（残基699−708）外，HDX-MS在糖原存储区没有观察到明显的变化。图7.GPb（a）和GPa（b）的催化位点和PLP（橙色）结合位点的局部结构和HDX动力学曲线（c）。结合以上所有数据，我们对磷酸化调节的动态机制进行了推测（流程图1）。磷酸化后，N-端尾部残基与acidic patch的互作被打破，也导致N-端尾部的有序化以及C-端尾部的无序化以及伴随的其他结构变化。通过在pSer14和Arg69和Arg43′之间形成新的盐桥，N-端残基被重定位，随之带来的是Asp838和His36′间的盐桥断裂。随着三级和四级结构的转变，250s loop收缩并发挥类似“门环”的作用，当其收缩时，Tyr262′-Pro281与Tyr262-Tyr280′之间的相互作用、276-279区与162-164区之间的氢键也被打破，导致tower helix发生相对滑动，tower-tower helices之间的作用被打破，同时将结构变化传递到催化位点。最后，280s loop和催化位点以及PLP结合位点附近的残基松动，通往催化位点和底物磷酸盐识别位点的通道打开，酶得以活化。流程图1.GP变构调节过程中，被打破（蓝色）或新形成的（红色）关键残基相互作用。 本文整合nTD-MS、HDX-MS、PF分析和MD模拟检测了GP磷酸化变构调节过程的结构和动态基础，通过该整合结构手段揭示了GP构象柔性、局部动态性以及长程变构调控构象变化中值得关注的信息。各个方法具有各自的优势，但也在一定层面存在局限，我们期待将HDX-MS信息与计算模拟信息进行更深度的整合以实现二者对蛋白质结构更精确的分析。撰稿：罗宇翔编辑：李惠琳原文：Insights into Phosphorylation-Induced Protein Allostery and Conformational Dynamics of Glycogen Phosphorylase via Integrative Structural Mass Spectrometry and In Silico Modeling李惠琳课题组网址：https://www.x-mol.com/groups/li_huilin参考文献1. Huang, J. Chu, X. Luo, Y. Wang, Y. Zhang, Y. Zhang, Y. Li, H., Insights into Phosphorylation-Induced Protein Allostery and Conformational Dynamics ofGlycogen Phosphorylase via Integrative Structural Mass Spectrometry and In Silico Modeling. ACS Chem. Biol. 2022.2. Li, H. Nguyen, H. H. Ogorzalek Loo, R. R. Campuzano, I. D. G. Loo, J. A., An integrated native mass spectrometry and top-down proteomics method that connects sequence to structure and function of macromolecular complexes. Nat. Chem. 2018, 10 (2), 139-148.3. Li, H. Wongkongkathep, P. Van Orden, S. L. Ogorzalek Loo, R. R. Loo, J. A., Revealing ligand binding sites and quantifying subunit variants of noncovalent protein complexes in a single native top-down FTICR MS experiment. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2014, 25 (12), 2060-8.

什么是 PFAS？它具有哪些功能？又存在哪些危害？1PFAS 即全氟/多氟烷基类物质，是一系列人工合成的有机化合物，主要由碳原子和氟原子构成。2凭借其优异的高热稳定性和化学稳定性，PFAS 在纺织、表面活性剂、食品包装、不粘涂层、防水涂层和灭火泡沫等领域广泛使用。3“成也萧何，败也萧何”，PFAS 进入环境之后，由于极其稳定，几乎不被生物降解，它可在环境中持久存在。而作为一种典型的内分泌干扰物，极微量的 PFAS 暴露就可能带来健康风险；同时考虑到不同人的体质，其安全水平难以预测。已经成为重点关注的环境新污染物之一。PFAS 监测的难点是什么？1目标化合物的数量庞大，已经报告的超过 6000 多个；且标准品不易获得；2涵盖不同的挥发性、极性和官能团。无法使用一种设备或者一个方法分析所有化合物；3浓度低（通常为低 ppt 和亚 ppt 级），要求设备有较高检测灵敏度；虽然高倍富集可以提高检测灵敏度，但同样会带来严重干扰；4实际环境中存在的 PFAS 化合物的种类和含量尚不清楚。安捷伦 7250 气相色谱-高分辨质谱联用仪具有灵敏度高、扫描速率快，高分辨抗干扰，精确质量数采集定性准确的特点，非常适合环境样品当中挥发性和部分半挥发性 PFAS 化合物的检测。因此安捷伦公司与美国加州大学戴维斯分校用户合作建立了包含上百种不同类型的 PFAS 化合物的气质高分辨谱库，包含全氟烷基碘化物（PFAIs）、氟聚物碘化物（FTIs）、氟聚物醇（FTOHs）、含氟聚物烯烃（FTO）、含氟聚物丙烯酸酯（FTAC）、含氟聚物甲基丙烯酸酯（FTMAC）和全氟烷基羧酸（PFCAs）等（图 1）。除了化合物高分辨质谱图、每个碎片的精确质量数及对应化学组成，谱库当中还包括了每个化合物的分子式、结构式、特定分析条件下的保留时间等信息（图 2）。图 1. 不同类型 PFAS 化合物的高分辨质谱图 图 2. 谱库当中 PFAS 化合物的高分辨质谱图、分子式、结构式、保留时间等信息基于 PFAS 气质高分辨质谱库、7250 SureMass 算法和安捷伦未知物分析软件，对饮用水和土壤样品当中的 PFAS 化合物进行了检测。图 3 显示的是样品高分辨质谱图经解卷积后通过与高分辨质谱库比对和保留时间辅助确认，对样品当中包含的 PFAS 化合物进行准确定性的结果（分别以一个化合物示例）。图 3. A：土壤当中检测到乙基全氟丁基醚；B：饮用水当中检测到甲基全氟辛酸数据结果表明：7250 高分辨气质和 PFAS 化合物高分辨质谱库的配合使用相得益彰，能够显著降低对 PFAS 这类复杂化合物的分析难度，提高定性准确性，加快分析速度。结 语 在上述实验过程中，7250 工作的扫描范围是 50-1200m/z，在这样宽广的范围内采集的质谱数据的分辨率和准确性不会受到影响，方便对环境当中各种类型的污染物进行大范围的筛查检测。利用 7250 这一优势，除了 PFAS 化合物，上述水样当中还检测到了包括消毒副产品、个人护理产品中的化学品、药物、杀虫剂等环境污染物，真正体现了 7250 高分辨质谱“一网打尽”的强大能力。

p style=" text-indent: 0em " strong 仪器信息网讯& nbsp /strong 2017年12月9日，由中国化学会质谱分析专业委员会主办，厦门大学承办，中国质谱学会和中国分析测试协会协办的“第三届全国质谱分析学术报告会”在厦门翔鹭国际大酒店隆重开幕（相关报道： a href=" http://www.instrument.com.cn/news/20171209/235407.shtml" target=" _blank" title=" " 高速发展中的中国质谱分析——第三届全国质谱分析学术报告会厦门开幕 /a ）。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/b347d060-cfa6-44b0-9a9b-053bef7ebded.jpg" title=" 14.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-indent: 2em " 大会现场 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em " 本次大会参会人数为1500余人，创历史之最。13位顶级专家奉献精彩大会报告，全景展示了我国质谱技术、应用前沿研究进展。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/4764ed1d-142b-4271-9d85-cc7ef1fe7def.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-indent: 0em " 国家自然科学基金委员会研究员 陈拥军 /span /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 报告题目：《变革中的中国化学》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 陈拥军指出当前我国化学发展机遇和挑战并存。挑战在于如何将我国化学研究逐渐发展成为化学学科研究的开拓者和引领者，真正实现“从量的扩张到质的提升”的转变与跃升。这就要求中国化学突破创新引领乏力的瓶颈，抓住国际化学格局变化中的战略发展机遇。新时期，国家自然科学基金委员会化学部将通过进一步精准定位项目资助格局的方式，从小到大，从弱到强，激励原始创新，孕育颠覆性技术，实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破；破除传统思想束缚，营造创新文化环境；深化工作改革，构建适应创新发展的学科布局；加强学习，建设高素质、专业化管理队伍。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/81188f97-5a1f-46d5-a6f1-774db70baf07.jpg" title=" 2.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 中国科学院院士/南京大学教授 陈洪渊 /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 报告题目：《追溯质谱百年，展望未来宏图》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 从1906年诞生至今，质谱学已经是一个发展成熟、具有活力和重大影响力的研究领域，共11位科学家因与质谱相关的杰出工作而获得诺贝尔奖。陈洪渊指出，随着分离方法和检测方法的进步，可被质谱检测的对象越来越多，分析效果越来越好。未来还要进一步提升质谱的分析能力：通过设计新型离子化器，提高样本的离子化效率，特别要注重微纳尺寸的离子化过程研究；需要进一步加强质谱成像基本原理和方法的研究以及人工智能的运用，以实现更高精度的空间组织切片解析和对疾病机制的解析。在生命质谱分析中超大数据的挖掘与处理，需要大数据处理方法的完善和数据库的提升。在单细胞质谱分析中，需要更有效的电离、更高的样品通量和灵敏度的方法。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/1808ef0f-21d0-46f4-a201-e02fcecb4b19.jpg" title=" 3.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 中国科学院院士/大连化学与物理研究所研究员 张玉奎 /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 报告题目：《深度覆盖的蛋白质组分析新方法》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 蛋白质组学的研究是生命科学进入后基因时代的特征。蛋白质组学本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识。张玉奎指出，近十多年来，蛋白质组学得到了长足的发展，但迄今仍有1728个在基因组有表达而蛋白质组从未被鉴定到的蛋白质，其中膜蛋白约占50%。膜蛋白是生物膜功能的主要承担者，起到重要的生理作用，如物质运输、信息识别、保护、润滑等作用。由于膜蛋白疏水性强，采用现有样品预处理方法会被除掉。张玉奎课题组为提高蛋白质组样品处理效率，建立了基于离子液体的样品预处理方法。该方法能够有效溶解膜蛋白质，解决了表面活性剂与后续质谱鉴定不兼容问题，显著提高了蛋白质组定量分析的覆盖度和精准度。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/974482bf-209e-488e-ad19-5dd00e32ac62.jpg" title=" 4.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 中国科学院院士/苏州大学教授 柴之芳 /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 报告题目：《放射性同位素质谱和元素周期表》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 放射性同位素质谱旨在研究放射性元素及其同位素组成，广泛应用于天然核反应推研究、放射性核素追踪、含量极低同位素检测等。重要的放射性同位素质谱方法有热电离质谱、辉光放电质谱、二次离子质谱、共振电离质谱、电感耦合等离子体质谱、加速器质谱等。柴之芳院士着重介绍了加速器质谱（AMS）的技术特点和发展情况。AMS在最近几年取得了很大的进步，全球新建了80余个AMS中心，是目前应用最多的放射性同位素质谱分析方法。AMS是把加速器技术（一种把带电粒子加速到高能量的装置）结合质谱技术（一种分析和测量不同质量的原子或分子的仪器）构成的一种超高灵敏度质谱分析设备，相对分析灵敏度可达10-12-10-14，AMS可进行微量分析，所需样品量可少于1mg。所以AMS成为精确探测器微量长寿命放射性同位素的重要方法。与其他质谱相比，AMS具有抗干扰能力极佳，基体干扰小，计数本底极低的优点；缺点是仪器较为复杂。 /span /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/1228512d-08af-42bd-a308-3413c40e9db5.jpg" title=" 5.jpg" / strong style=" text-indent: 0em " span style=" text-indent: 2em " 加拿大阿尔伯塔大学教授 乐晓春 /span /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong span style=" text-indent: 2em " /span /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 报告题目：《质谱研究砷的形态及结合蛋白》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 乐晓春向与会者着重介绍了他们课题组基于质谱的砷的化学形态及其与蛋白结合的最新研究进展，包括砷的形态、代谢过程、分子机制和砷的暴露等几个方面的研究，该研究对环境安全有重要意义。砷在自然界中有100多种化学形态，不同形态的砷毒性差别很大。采用高效液相色谱法（HPLC）和电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）进行分离和检测，采用电喷雾串联质谱（ESI-MS/MS）对不同环境样本中存在的特定的砷的形态进行定量。利用高分辨质谱进一步对未知形态的砷进行鉴定。乐晓春课题组的实验结果表明，砷的甲基化代谢过程中的三价砷中间体比五价砷的毒性大很多。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/f02aac3d-4656-421f-b7d3-7d52f8dda527.jpg" title=" 6.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-indent: 2em " 清华大学教授 张新荣 /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-indent: 2em " 报告题目：《单细胞质谱分析》 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em " 细胞是组成生命体的基本单元，了解复杂多变环境中单个细胞各个阶段的变化以及行为，需要单细胞分析的方法。单细胞质谱分析可获得细胞中各种成分的分子信息，并能够对细胞中各种未知成分进行快速鉴定，获得细胞中蛋白质乃至小分子代谢物的“组学”信息。张新荣介绍，Nano-ESI 是目前使用最广泛的质谱离子化方法，一般认为它在小体积样品的离子化上优势明显, 并且具有极高的灵敏度。但是，针对单细胞样品，Nano-ESI 仍然显得处理样品时体积偏大，因为它只能处理纳升级样品，而单细胞样品通常在皮升级，因此，需要研究和设计适于皮升级样品的 ESI 离子源（pico-ESI）。张新荣着重介绍了其课题组开发的一种在单细胞水平上进行皮升样品的离子化方法。结合微液滴萃取技术，该方法能快速移除极小体积样品中的干扰离子和盐类，提高了离子化效率和检测的信噪比。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/f2353e0b-b50b-43a4-ace2-9579b5b2920e.jpg" title=" 7.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-indent: 2em " 北京大学教授 刘虎威 /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-indent: 2em " 报告题目：《用于敞开式离子化质谱分析的样品制备与富集技术》 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em " 敞开式离子化质谱（AMS）非常适合于快速筛查分析，已经在环境、食品、药品和材料分析等领域展现了诱人的应用前景。然而，由于敞开式环境的离子化会受到环境条件和样品基质的影响，导致离子化效率和检测灵敏度降低，故限制了 AMS 在痕量分析中的实际应用。刘虎威结合他们实验室的工作，总结了用于 AMS 分析的样品制备和富集技术，所涉及的 AMS 包括解吸附电喷雾离子化（DESI）、纸喷雾离子化（PS）、牙签喷雾离子化（WTS）、探针电喷雾离子化（PESI）、涂层叶片喷雾离子化（CBS）、实时直接分析（DART）、介质阻挡放电离子化（DBDI）、大气压固体分子探针（ASAP）和解吸附电晕束离子化（DCBI）。样品制备技术包括固相萃取（SPE），单液滴微萃取（SDME），固相微萃取（SPME）等。他指出，样品制备与富集可有效提高AMS灵敏度；AMS在有机反应监测及能源研究领域有应用潜力。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/fe208a70-46ce-470d-9bcd-04945123ac63.jpg" title=" 8.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-indent: 2em " 复旦大学教授 杨芃原 /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-indent: 2em " 报告题目：《中高端Q-TOF质谱的关键技术和仪器国产化》 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em " 杨芃原同与会者分享了他对中高端Q-TOF质谱的关键技术和仪器国产化的认识。他指出，中高端质谱的关键技术和仪器国产化一直是国家和科学家关注的重点之一。制造Q-TOF质谱仪器需要搭建精密的四级杆、线性离子阱、飞行时间质谱。四级杆体系的机械加工，主 RF 和 DC 控制等技术的实践，特别是 RF 的 LC 串联和并联振荡、阻抗匹配、功率反馈控制和自动增益，国内研究机构已经形成了核心技术。线性离子阱的电学控制，特别是辅助共振 RF 的控制，以及反傅里叶变换 RF 的控制技术都很关键。飞行时间质谱的机械、高压、高压脉冲的控制以及高速信号检测技术，国内好几家单位已经完全掌握了相关的核心技术和调试技术，商品仪器已经见于国内市场。他指出，我国研究单位的赶超，重点应放在新型的离子阱原理和实施技术方面，这将有助于我国的质谱技术能逐渐赶上世界先进水平。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/34343a05-4fb1-4662-be4a-b8fc3e15e0a5.jpg" title=" 9.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-indent: 2em " 美国威斯康星大学教授 李灵军 /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-indent: 2em " 报告题目：《发展用于定量多组学研究的新型化学标签》 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em " 质谱技术的最新进展使得基于质谱的组学研究方法成为生物医学研究的核心技术。复杂生物体系中蛋白质、多肽和代谢产物的定量分析是弄清许多生理和病理过程动态变化的关键。多相同量异位素标记在液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）分析中为许多样品的平行比较分析提供了一种有效的策略。李灵军在报告中介绍了他们课题组对几种新型的化学标签的设计和开发工作的最新进展，包括二甲基亮氨酸（dileu）同位素标记试剂等。这些化学标签可广泛应用于各种组学的研究。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/124d52de-0909-4335-a145-4f4c75c7e480.jpg" title=" 10.jpg" / /p p br/ /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 中央民族大学教授 再帕尔· 阿不力孜 /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 报告题目：《高覆盖与定量质谱成像方法及其 应用进展》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 再帕尔· 阿不力孜向与会者介绍了代谢组学与质谱新技术、新方法及其应用进展。包括基于LC-MS技术的高通量代谢组学分析方法；AFAI-MSI质谱成像技术平台；整体动物体内药物分析的质谱成像新技术与方法；成像代谢组学分析新方法；药物体内整体、原位分析及药效或毒性机制研究；临床（肿瘤）病理分子诊断手段的研发。他指出，质谱技术具有很强的生命力和发展空间；而质谱成像技术是将质谱检测与影像技术相结合的新型分子影像手段，通过高覆盖、高灵敏、特异性的免疫标记原位可视化分析，显示出巨大的发展前景；质谱成像技术与代谢组学相结合，可获得全面、原位的分子时空动态变化信息，实现不同分子的同时直观可视化分析，为药物或候选新药的药效及毒理作用机制的研究提供新颖的研究手段；免标记、便捷、高覆盖、高灵敏度的AFAI-MSI技术有利于原位生物标志物的发现及疾病筛查，并结合分子病理学研究，可实现癌症等疾病的分子分型及分子分期，有望发展成为一个新型的分子病理诊断工具，并推动精准医学的发展及其个体化诊疗进程。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/8ca2eeed-603f-480b-ab23-e00449c932d9.jpg" title=" 11.png" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-indent: 2em " 中国科学院大连化学与物理研究所研究员 许国旺& nbsp /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-indent: 2em " 报告题目：《二维液相色谱-质谱三维信息用于代谢组深度覆盖的研究》 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em " 二维液相色谱利用了在每一维上不同的分离机理，不仅可实现一次进样对亲水性和疏水性化合物的互补分离，而且可增加峰容量，通过切换通路的设计可实现多种形式的二维色谱。不仅如此，高分辨质谱可提供非常丰富的有结构规律的碎片信息，可实现第三维的分离分析。许国旺基于他们实验室近年来的研究工作，着重阐明了如何根据代谢组分析的不同需求，构建中心切割、全二维、平行柱、停止流等多种形式的多维液相色谱系统，在此基础上，辅以结构导向的信息依赖的高分辨质谱数据采集方法，通过―计算代谢组学‖实现利用三维信息对代谢组和脂质组的深度覆盖和高质量分析。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/2bae99fa-2a86-47e0-ad18-e799a041af21.jpg" title=" 12.png" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-indent: 2em " 香港浸会大学教授 蔡宗苇 /span /strong /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-indent: 2em " 报告题目：《MALDI质谱成像技术在环境毒理领域的应用研究》 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em " 传统的环境毒理学采用生物和化学分析技术来研究环境污染物在细胞、模型动物和人体样本中的毒性作用机制和代谢转化，缺乏针对生物组织样本的异质性，以及生物标志物的空间分布特点的研究。质谱成像技术，可进行生物组织切片以及细胞样本的代谢物、蛋白、多肽等生物分子的原位分析，对样本中目标分子的组成、丰度和特异性分布进行全面、高通量快速分析。现阶段，将组学研究和质谱成像技术相结合来研究环境污染物的毒性、迁移和转化，受到了广泛的关注。蔡宗苇介绍了他们课题组针对环境中的双酚类污染物的研究。采用质谱成像技术发现，多种筛选的标志物在肾脏中具有组织特异性分布。另外，他们采用 3D 成像技术对肾脏进行重构研究，发现了三个异质性相关的标志物亚结构。这些重要的信息对于环境污染物诱导的各种疾病的检测分析具有十分重要的意义，并能够对代谢组学、脂质组学和蛋白质组学发现的生物标志物在不同空间分布上进行验证。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/fb5ab20c-aa64-4cc5-8bd0-9b535f8ede6e.jpg" title=" 13.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong span style=" text-indent: 2em " PerkinElmer博士 Kaveh Kahen /span /strong /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 报告题目：《Recent Advancements in Elemental and Molecular Mass Spectrometry from PerkinElmer》 /strong /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " Kaveh Kahen向与会者介绍了在过去的35年中PerkinElmer的诸多创新技术。例如，1999发明了动态反应池，实现了对砷和硒等微量元素在反应模式下进行检测。2017，公司推出了NexION 2000 系列 ICP-MS，可用于纳米颗粒、单细胞分析。除此之外，珀金埃尔默也已在有机质谱领域开始发力。随着2009 年收购Branford的Analytica，PerkinElmer开始建立了LC/MS产品线。在2016年10月，PerkinElmer推出了新的QSight系列三重四级杆LC-MS/MS系统。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 更多精彩报道，请关注仪器信息网。 /span /p

由中国化学会质谱分析专业委员会主办、厦门大学承办、中国质谱学会和中国分析测试协会协办的第三届全国质谱分析学术报告会于12月8日至11日在厦门成功召开。本次会议以“高速发展中的中国质谱分析”为主题，吸引了来自全国的质谱技术与应用专家学者、质谱厂商与用户共1500余人参加。该会议旨在促进中国质谱分析技术的快速发展，展示中国在该领域取得的成绩及增进同行间的学术交流，全国质谱分析学术报告会已成功举办两届，本次的会议内容包括：新仪器新技术、离子源、蛋白与代谢组学、质谱在精准医学中的应用、环境与食品安全分析、无机质谱、质谱成像、有机/生物质谱新方法、青年论坛。作为深耕质谱技术几十载的行业领导者，沃特世公司全方位参与了此次会议，并展示了一系列质谱分析技术领域的最新成果，包括三重四极杆质谱、高分辨质谱以及离子淌度技术等，引起了众多参会者的高度关注和浓厚兴趣。其中，作为Xevo家族最新成员的Xevo TQ-XS，以其极高的灵敏度和整体创新设计已先后荣获ACCSI“2016科学仪器行业优秀新产品”和分析测试百科AnTop奖殊荣。Waters Xevo TQ-XS三重四极杆质谱仪值得一提的是，今年恰逢沃特世推出全球第一台行波离子淌度质谱（IMS）10周年、全球第一台商品化QTof 20周年。从第一台淌度质谱SYNAPT HDMS，到新型淌度质谱VION IMS QTof，淌度质谱已不再神秘，可以应用到每一个实验室的常规分析中，帮助研究人员更有把握地进行分析物的探索、鉴定和定量。会议现场，沃特世公司特意设置了离子淌度知识答题活动，吸引了众多与会者踊跃参与。沃特世展台现场人头攒动，离子淌度答题活动气氛热烈在分会报告上，沃特世公司应用科学家殷薛飞博士作了题为“原位电离质谱技术及其在生物分析中的应用”的报告，详细介绍了沃特世独有的REIMS技术及无损的DESI技术在生物分析中的应用，包括微生物鉴定、质谱成像、药物分布等。原位电离质谱技术是近年来发展迅速的质谱离子化技术，因其无需复杂样品前处理即可实时进行样品分析的优点被广泛应用于快速检测。REIMS技术及无损的DESI技术是两类非常有用的原位电离质谱技术，已被广泛应用于生物科学、食品、制药等行业。沃特世公司应用科学家殷薛飞博士报告现场此外，为了鼓励和表彰本次会议的青年论坛优秀报告和墙报，会议特设“优秀青年报告奖”和“优秀墙报奖”。沃特世公司质谱产品市场发展总监舒放先生为获得“优秀墙报奖”的诸位作者颁奖，并表示：“沃特世非常荣幸能够赞助此次优秀墙报评选活动。作为质谱分析领域的领导者，沃特世将在未来继续大力支持中国质谱领域的创新发展和各项工作，加大与业内专家学者的学术交流，共同促进中国质谱事业的发展。”“优秀墙报奖”颁奖现场（左二为沃特世公司质谱产品市场发展总监舒放先生）关于沃特世公司沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）专注于为实验室相关机构开发和生产先进的分析和材料科学技术。50多年来，公司开发出一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术。

p style=" text-indent: 2em " “快速发展的中国质谱分析”专题系列采访由 strong 中国化学会质谱分析专业委员会 /strong 与 strong 仪器信息网 /strong 共同制作。本专题采访了5位来自顶级科研院所、高校和企业的相关领域专家，介绍我国质谱发展情况。此次我们邀请到了中国科学院/南京大学生命分析化学教育部重点实验室 strong 陈洪渊 /strong 院士为大家介绍我国质谱在研发及应用等方面的总体情况，以及陈洪渊院士团队有关质谱研究的最新进展。 /p script type=" text/javascript" src=" https://p.bokecc.com/player?vid=FBDD491ABE323D989C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=490& playerid=2BE2CA2D6C183770& playertype=1" /script p style=" text-align: right " 采访编辑：李博& nbsp /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " strong “快速发展的中国质谱分析”专题系列采访： /strong /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " a title=" " style=" color: rgb(79, 129, 189) text-decoration: underline " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20171222/236459.shtml" target=" _self" span style=" color: rgb(79, 129, 189) " 陈洪渊院士：质谱是综合性分析手段 /span /a /p p span style=" color: rgb(79, 129, 189) " /span /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " a title=" " style=" color: rgb(79, 129, 189) text-decoration: underline " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20171222/236471.shtml" target=" _self" span style=" color: rgb(79, 129, 189) " 张玉奎院士：色质联用技术具有强大生命力 /span /a /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " a title=" " style=" color: rgb(79, 129, 189) text-decoration: underline " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20171222/236477.shtml" target=" _self" span style=" color: rgb(79, 129, 189) " 张新荣教授：快速、常压是离子源技术发展趋势 /span /a /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " a title=" " style=" color: rgb(79, 129, 189) text-decoration: underline " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20171225/236552.shtml" target=" _self" span style=" color: rgb(79, 129, 189) " 林金明教授：细胞分析是质谱联用技术重要发展方向 /span /a /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " a title=" " style=" color: rgb(79, 129, 189) text-decoration: underline " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20171222/236460.shtml" target=" _self" span style=" color: rgb(79, 129, 189) " 端裕树博士：中国的质谱用户发生很大变化 /span /a br/ /p

糖是组成生命体的四大类重要分子之一，糖蛋白质是由糖链与肽链中的特定氨基酸残基以糖苷键共价连接而成的蛋白质。糖蛋白质普遍存在于生物体内，在很多生命过程中起着重要作用，如蛋白质的折叠、细胞之间的相互识别、炎症反应等。同时，糖基化修饰在疾病中，特别是肿瘤的发生、发展和转移过程中也起到重要作用，许多疾病诊断标志物及治疗的靶标都是糖蛋白质。糖蛋白质组学和糖组学的研究具有重要的科学意义。以基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)和电喷雾质谱(ESI-MS)为代表的生物质谱技术，因具有快速、灵敏、可提供结构信息等优点，已成为糖蛋白质组和糖组分析的重要工具。　　由复旦大学杨芃原教授团队撰写的综述文章“质谱技术在糖蛋白质组学与糖组学方面的研究进展”发表于2016年第3期的《国家科学评论》。这篇综述论文系统介绍了近年来以质谱为核心的糖蛋白质组和糖组的研究策略和方法，以及该领域重要的生物和临床发现。重点讨论了国内糖蛋白质组学和糖组学研究团队在糖蛋白质和糖链的分离富集、糖链的衍生，糖链和糖蛋白质的质谱碎裂技术，糖链及糖蛋白质序列组成分析的软件技术等方面的进展，并分析了基于质谱技术的糖蛋白质组和糖组研究的关键问题，展望了该领域未来的发展趋势。　　杨芃原教授团队在基于质谱的糖蛋白质组学和糖组学方面展开了系统的研究。他们发展了一系列糖蛋白质/糖链富集和质谱定性的新方法，建立了基于复合纳米材料的富集新方法，基于新的共价反应的富集新策略，以及基于协同富集思路的富集新流程 建立了一系列糖蛋白质/糖链的质谱定量新方法，提出了酶促去糖链过程中的标记定量新方法和糖蛋白质组在蛋白质水平、糖基化程度水平及糖链水平的同时定量新方法等 开发了高通量糖蛋白质质谱检索的新算法等。这些工作提升了中国糖蛋白质组学和糖组学的研究水平，为糖蛋白质组学和糖组学研究提供了新的研究方法。

项目编号：0667-221JIBEP6070、ZH2022020220项目名称：捕集型离子淌度-超高分辨率质谱预算金额：600.0000000 万元（人民币）采购需求：捕集型离子淌度-超高分辨率质谱 1套简要技术要求：具备离子淌度功能，可测定CCS值，离子淌度分辨率≥100合同履行期限：交货时间：合同签订后3个月本项目( 不接受 )联合体投标。

近日，中国科学院大连化学物理研究所生物技术研究部生物分离分析新材料与新技术研究组（1809组）叶明亮研究员团队和空军军医大学聂勇战教授团队等合作，开发了一种位点特异性糖型的高稳健蛋白质组分析系统，对278例临床样本进行N-糖基化蛋白质组的规模化分析，筛选并验证了可诊断胃癌尤其是早期胃癌的新型蛋白质糖基化类生物标志物，为 N-糖基化蛋白质组的规模化分析提供了一种分析工具。目前在临床上使用的肿瘤标志物基本上都是糖蛋白质。蛋白质糖基化的异常与疾病的发生发展密切相关，但是还没有在特定蛋白质、特定位点上的特定糖型（即位点特异性糖型）的疾病标志物。在本工作中，研究人员开发了一个高稳健的位点特异性糖型蛋白质组学分析系统。该系统采用自动化方法富集生物样本中的N-完整糖肽，然后采用微流LC-MS/MS系统检测N-完整糖肽，并利用团队开发的Glyco-Decipher软件鉴定和定量位点特异性糖型。科研人员使用该系统分析了200多个样品，发现其富集特异性保持在88.1%到91.7%之间，展现了稳定的糖肽富集性能。在10个批内/批间的质量控制样本中，N-完整糖肽、糖基化位点和糖蛋白的鉴定数目的相对标准偏差均低于7%，并且定量N-完整糖肽的Pearson相关系数平均值为0.909。经过长时间分析超过200份大队列样本后发现，每个质量控制样本依然能稳定地鉴定到平均1900条完整的N-完整糖肽。因此，该系统具有高灵敏、高稳健的N-完整糖肽鉴定性能，为 N-糖基化位点特异性糖型的规模化分析提供了一个有力的分析工具。由于早期胃癌无明显症状且存在较长的潜伏期，导致诊断迟、转移快和治疗效率低等问题。临床上现有的胃癌血清标志物有CEA、CA125、CA72-4和CA19-9等，由于它们对胃癌诊断的特异性和敏感度较差，难以用于胃癌的早期诊断。研究人员将该系统应用于探究胃癌患者血清中蛋白质N-糖基化的变化，筛选用于胃癌诊断的新型位点特异性糖型生物标志物。团队首先采用发现蛋白质组学策略，对含140例受试者的发现队列和70例受试者的验证队列分别进行N-糖基化蛋白质组的全面分析，共鉴定到来自971种糖蛋白上的21711种位点特异性糖型。通过差异分析和构建机器学习随机森林模型，筛选到四个位点特异性糖型作为候选生物标志物；它们对胃癌患者均展现了优异的诊断性能，尤其是联合诊断早期胃癌的AUC值大于0.91，而传统胃癌血清标志物CEA的诊断AUC值则小于 0.67。随后，团队利用该系统并采用靶向糖基化蛋白质组学分析策略，在含有另外78例受试者的靶向验证队列中，验证了这四个位点特异性糖型对胃癌和早期胃癌优异的诊断性能。特别是发现带有 SLe 抗原的四天线糖链结构位点特异性糖型对胃癌的诊断性能远优于同位点上的其他糖型，说明位点特异性糖型是一类很有潜力的疾病标志物。叶明亮团队长期致力于位点特异性糖型分析方法的发展，在糖肽的分离和富集方面发展了O-GlcNAc糖肽的可逆酶促化学标记策略（Angew. Chem. Int. Ed.，2022）、自动化的N-完整糖肽富集方法（Anal. Chem.，2021）、O-糖肽二次酶切策略（Anal. Chem.，2023）、同时富集和鉴定N-和O-完整糖肽的分析方法（Anal. Chem.，2023）；在糖肽的谱图解析软件方面，分别发展了O-糖肽的检索策略O-search（Anal. Chem.，2019；Anal. Chem.，2023；Bioinformatics，2022）和N-糖肽质谱谱图的解析软件Glyco-Decipher（Nat. Commun.，2022）。目前，Glyco-Decipher软件可以从github.com上下载，由于其解析灵敏度高、界面友好，已经被很多课题组和生物公司采用。相关成果以“Robust Glycoproteomics Platform Reveals a Tetra-Antennary Site-Specific Glycan Capping with Sialyl-Lewis Antigen for Early Detection of Gastric Cancer”为题，发表在《先进科学》（Advanced Science）上。该工作的共同第一作者是1809组博士研究生刘璐瑶、刘蕾和助理研究员王龑。该工作的糖肽富集、微流LC-MS/MS系统方面工作得到大连化物所二十八室梁鑫淼研究员、郭志谋研究员和西北大学边阳阳教授的支持。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、大连化物所创新基金等项目资助。（文/图 刘璐瑶、刘蕾）文章链接：https://doi.org/10.1002/advs.202306955