Journal of Glycomics & Lipidomics
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Abstrakt

Quantitative Matrix-unterstützte Laser-Desorptions-/Ionisations-Massenspektrometrie von Pyren-derivatisierten Glykopeptiden zur Untersuchung der Glykomik von Säugetierzellen

Toshio Nakamura, Takashi Nishikaze, Hiroshi Jinmei, Fumio Tougasaki, Ichiro Sugimoto und Junko Amano

Glykan ist eines der wichtigsten informationsreichen Biomoleküle. Veränderungen in N-Glykanen können mit vielen Krankheiten, darunter auch Krebs, in Zusammenhang stehen und werden häufig im Serum betroffener Patienten beobachtet. Das prostataspezifische Antigen (PSA) ist beispielsweise ein Glykoprotein, das von Prostataepithelzellen abgesondert wird. Der Serum-PSA-Test wird häufig zur Erkennung von Prostatakrebs (PCa) verwendet. Der Nachweis von verändertem PSA-Glykan gilt als präzise Diagnose. Die begrenzte Menge an verfügbarem Serum-PSA macht es jedoch schwierig, detaillierte Glykanstrukturen zu bestimmen, da der PSA-Spiegel im Serum sehr niedrig ist.

Die Massenspektrometrie (MS) ist ein leistungsfähiges Werkzeug zur Analyse von Glykanstrukturen. Wir haben kürzlich eine hochempfindliche MS für Glykane und Glykopeptide durch Pyrenderivatisierung entwickelt. Matrixunterstützte Laserdesorptions-/Ionisations-Quadrupol-Ionenfallen-Flugzeit-Massenspektren (MALDI-QIT-TOF) von mit Pyrenbutansäurehydrazid (PBH) derivatisierten Glykanen wurden mit denen von pyridylaminierten (PA) Glykanen verglichen. Jedes derivatisierte Glykan wurde aus der gleichen Menge handelsüblichen PSA hergestellt. PBH-markierte PSA-Glykane zeigten im Vergleich zu PA-Glykanen eine höhere Signalintensität bei geringerer Fragmentierung und lieferten Spektren mit hohem S/N-Verhältnis (sowohl im Positiv- als auch im Negativionenmodus). Zur Derivatisierung der Glykopeptide wurde Pyrenyldiazomethan (PDAM) verwendet. Die Glykopeptidsignale wurden durch diese Derivatisierung stark verstärkt. Es konnten aus ca. 10 ng PSA hergestellte PDAM-Glykopeptide bestimmt werden.

In dieser Studie haben wir gezeigt, dass die MS-Analyse mittels Pyrenderivatisierung eine höhere Empfindlichkeit und Stabilität sowohl für Glykane als auch für Glykopeptide bietet als HPLC und Lektin-Affinitätschromatographie. Darüber hinaus wurden vergleichbare Ergebnisse wie mit den anderen Methoden erzielt. Wir kommen daher zu dem Schluss, dass unsere Methode für die Untersuchung der Glykomik von Säugetierzellen nützlich ist.