Mol. Cell. Proteomics | 糖蛋白基因组学：一种常见的基因多态性影响人血清胎球蛋白/α-2-HS-糖蛋白的糖基化形式

大家好，本次分享的是发表在Molecular & Cellular Proteomics上的一篇关于糖蛋白基因组学的文章，题目是Glycoproteogenomics: A Frequent Gene Polymorphism Affects the Glycosylation Pattern of the Human Serum Fetuin/α-2-HS-Glycoprotein，通讯作者是乌特勒支大学的Vojtech Franc和Albert J. R. Heck。

人胎球蛋白，也叫α-2-HS-糖蛋白，是肝脏分泌到血液中的高丰度糖蛋白之一。人胎球蛋白的基因AHSG有两种常见的等位基因，和对应的三种基因型AHSG*1，AHSG*2和杂合的AHSG1/2。基因分析发现AHSG*1与AHSG*2有两个氨基酸不同，其中包括一个在256位点的O糖基化位点，AHSG*1是Thr256，AHSG*2是Ser256。人胎球蛋白被认为是某些代谢疾病的生物标志物，上述这种不同基因型糖基化位点的变化是否会影响人胎球蛋白的糖基化形式，目前还没有研究。同时，胎球蛋白也是一种负急性期反应物，人们对于血浆中胎球蛋白水平与免疫反应间的关系也很有兴趣，但是目前还没有关于胎球蛋白糖基化改变是否在急性或慢性炎症期发生的研究报道。

在本篇文章中，作者的研究目标是通过对来自健康人血清和脓毒症病人血清中的蛋白型进行分析，来探究糖基化蛋白与基因组学的联系，包括基因多态性可能如何影响胎球蛋白型。实际研究中需要克服胎球蛋白复杂的蛋白型表征和如何将胎球蛋白从富含许多高丰度糖蛋白的人血清中纯化出来的困难。因此，作者首先使用一步混合式离子交换色谱分组分（IEX）方法纯化出人血清中的胎球蛋白；接下来，作者使用蛋白原型直接质谱分析和消化成肽段后质谱分析的数据采集方法对纯化的来自十个健康人和十个脓毒症病人的血清胎球蛋白进行深度的蛋白型分析。在对质谱数据分析中，作者建立了一种算法，来根据酶解后的胎球蛋白糖肽质谱数据对胎球蛋白直接表征的质谱数据进行半自动的谱图解析。

作者用此方法研究10个健康人的胎球蛋白发现，来自不同个体的三种不同胎球蛋白的基因型（捐献者F1-AHSG*1，捐献者M3-AHSG*2和捐献者F3-AHSG*1/2）对应的0电荷去卷积的胎球蛋白质谱图，有明显不同的特征的质谱峰将以上这三种基因型区分（Fig. 1）。这个实验结果进一步通过酶解的以上胎球蛋白的糖肽LC-MS/MS分析结果进行验证。实验发现，基因型AHSG*1对应的人胎球蛋白肽段里的Thr256位点完全O-糖基化，而基因型AHSG*2对应的人胎球蛋白肽段里的Ser256位点则是大部分没有O-糖基化（Fig. 2）。以上实验数据证明，十个健康人的胎球蛋白不同的糖基化形式可以与它们对应的不同基因型联系起来。另外，蛋白糖基化水平的改变往往是炎症的标志，但是对于人胎球蛋白在这方面的研究很少。因此，作者同样使用上述的人胎球蛋白质谱数据与通过酶解的胎球蛋白的糖肽LC-MS/MS分析结果相结合分析的方法，分析了来自十个脓毒症患者和10个健康人的经纯化的血清胎球蛋白。实验发现，人胎球蛋白的Asn-176位点上的N-糖基化的岩藻糖基化肽段与非岩藻糖基化肽段的比例高的来自脓毒症患者（Fig. 5），这种趋势在考虑了年龄和性别的基础上，将来可能用来区分脓毒症患者和健康人。

作者：赵赟

文章引用：

DOI: 10.1074/mcp.RA119.001411

文章链接：https://www.mcponline.org/content/18/8/1479