ボロン酸で機能化した親水性表面を持つメソポーラス磁性粒子を用いて、糖プロテオミクスのための糖ペプチドのマルチモーダル濃縮を目指します

Boronic acid-functionalized mesoporous magnetic particles with a hydrophilic surface for the multimodal enrichment of glycopeptides for glycoproteomics.

• Lujie Yang
• Quanqing Zhang
• Yuanyu Huang
• Ling Lin
• Hartmut Schlüter
• Ke Wang
• Cuiping Zhang
• Pengyuan Yang
• Hongxiu Yu

抄録

グリコシル化は、二次的なタンパク質処理の重要なメカニズムである。複雑な組成の生物学的試料からの糖タンパク質のタンパク質分解消化により放出される糖ペプチドの大規模なプロファイリングは、その存在量が少ないために制限されています。ここでは、ボロン酸修飾メソポーラス磁性粒子をベースに、親水性表面と10nm程度の拡大した細孔を持つマルチモーダルな材料を紹介する。マルチモーダル濃縮は、親水性とボロン酸官能基の相乗的な相互作用により、BMMPの濃縮特異性と効率を向上させることに成功した。10 nmの細孔サイズは、グリコペプチドがチャネルを入力することができます。親水性の糖ペプチドは、検出限界が極めて低く（0.33 fmol per μL）、高い選択性（1:100）で選択的に濃縮することができました。2μLのヒト血清から、101個の糖タンパク質から328個のユニークな糖ペプチドが同定されました。それらの糖タンパク質の合計33%は、FDAがクリアした血中血清バイオマーカーと重複していた。将来的には、BMMPを用いた大規模なバイオメディカル糖タンパク質研究が期待されます。

Glycosylation is an important mechanism of secondary protein processing. Large-scale profiling of glycopeptides released by proteolytic digestion of glycoproteins from biologic samples with complex compositions is limited due to their low abundance. Herein, we present a multimodal material based on boronic acid-modified mesoporous magnetic particles with a hydrophilic surface and enlarged pores around 10 nm. Multimodal enrichment successfully improved the enrichment specificity and efficiency of BMMP by synergistic interaction of hydrophilicity and boronic acid functional groups. The 10 nm pore size allows glycopeptides to enter the channel. Hydrophilic glycopeptides could be selectively enriched with an extremely low limit of detection (0.33 fmol per μL) and a high selectivity (1 : 100). From 2 μL of human serum, 328 unique glycopeptides from 101 glycoproteins were identified. A total of 33% of those glycoproteins overlapped with FDA-cleared blood serum biomarkers. It is expected that BMMP in the future can be used for large-scale biomedical glycoproteomics studies.