Glycosylering is een essentiële posttranslationele modificatie die wordt waargenomen in eiwitten1. Meerdere enzymatische processen reguleren de modificatie van glycosylering in cellulaire organismen. Glycanen worden door deze enzymatische processen aan de eiwitten gehecht en de eiwitten die aan deze wijziging worden onderworpen, worden glycoproteïnen1 genoemd. Twee soorten glycosylering worden vaak waargenomen in eiwitten. O-glycosylering is de hechting van O-glycanen aan de zijketen van serine- of threonine-aminozuurresiduen. N-glycosylering is de hechting van N-glycanen aan de zijketen van asparagine-aminozuurresidu in een eiwit.
De structuur, stabiliteit en vouwing van de eiwitten worden beïnvloed door glycaanbindingen2. Het glycosyleringsproces heeft een dramatische invloed op de functies van de eiwitten en glycoproteïnen reguleren veel cellulaire functies in organismen 3,4. Zwaar geglycosyleerde eiwitten beschermen bijvoorbeeld hun glycoproteïnen tegen proteolytische afbraak5. Een ander voorbeeld zijn glycanen van schildkliereiwitten die het Tg-transport en de hormoonsynthese reguleren 6,7. Om hun rol in cellulaire gebeurtenissen te verklaren, is een diepgaande karakterisering van glycoproteïnen nodig8.
N-glycaanprofielen van de glycoproteïnen veranderen in ziektesituaties 9,10,11,12. Het profileren van N-glycanen afgeleid van cruciale glycoproteïnen of lichaamsvloeistoffen is nodig om nieuwe biomarkers te ontdekken en de enzymatische activiteitsveranderingen in ziektegevallen te begrijpen. Aan de andere kant zijn de meeste biofarmaceutica glycoproteïnen en beïnvloeden hun glycaanprofielen de werkzaamheid van geneesmiddelen13. Daarom moet een aanvaardbare methode voor N-glycaanprofilering worden uitgevoerd bij de ontwikkeling van de juiste eiwitbiofarmaceutica voor menselijk gebruik14.
Glycomics is een opkomende discipline die wordt gebruikt om glycaanstructuren van geglycosyleerde moleculen te identificeren en te kwantificeren15,16. Er zijn veel methoden gebruikt voor het profileren van de glycanen van geglycosyleerde soorten, waaronder NMR17 en MS18. Hydrofiele interactie vloeistofchromatografie - met fluorescentiedetectie (HPLC-HILIC-FLD) is de gouden standaardmethode voor het profileren van N-glycanen afgeleid van glycoproteïnen19. Wanneer deze strategie wordt gecombineerd met massaspectrometrische detectie, kan het identificeren van N-glycaanstructuren eenvoudiger en betrouwbaarder zijn. De meeste fluorescentietags die worden gebruikt in N-glycaananalyse met massaspectrometrie hebben een lage ionisatie-efficiëntie. Daarentegen verhoogt procaïnamide de ionisatie-efficiëntie van N-glycanen, wat wordt gebruikt om efficiënte tandemmassaspectra van N-glycaanstructuren te verkrijgen20,21. Specifieke fragmenten kunnen uit deze strategie worden verkregen door middel van tandem-massaspectrometrie voor de structurele identificatie van N-glycanen zoals kern fucosyleer22 (proc-HexNAc1Fuc1) en doorsnijdingstypen23 (proc-Hex1HexNAc3, proc-Hex1HexNAc3).
Deze studie demonstreert een eenvoudig protocol voor de N-glycaanprofilering van glycoproteïnen met HILIC-FLD-MS/MS. De gepresenteerde methode omvat vier stappen: (1) het vrijmaken van N-glycanen uit glycoproteïnen, (2) labeling van N-glycanen door een procaïnamide-tag, (3) zuivering van de procaïnamide-gelabelde N-glycanen, en (4) gegevensanalyse.