介绍一篇来自“Journal of the American Chemical Society”上的文章，题名为“Photoproximity Labeling of Sialylated Glycoproteins (GlycoMap) Reveals Sialylation-Dependent Regulation of Ion Transport “在这篇文章中,该课题组报告了一个 μMap 邻近标记平台，该平台利用代谢插入的叠氮唾液酸在唾液酸化细胞表面糖蛋白上引入基于铱的光催化剂，以此作为分析唾液酸化蛋白质组局部微环境的一种手段。在原代宫颈细胞和癌细胞系 (HeLa) 之间的比较实验中，他们确定了全局唾液酸和近端蛋白的主要差异，包括调节代谢物和离子转运的溶质载体蛋白。他们表明，运输乙醇胺和锌的受体之间的细胞表面相互作用依赖唾液酸化并影响细胞内代谢物水平。

在肿瘤发生过程中，唾液酸转移酶的过度表达导致过度唾液酸化，反过来通过两种不同的范例促进肿瘤进展：（1）唾液酸化似乎抑制细胞凋亡并允许细胞逃避免疫系统 (2) 唾液糖缀合唾液酸LewisX促进癌细胞从血液外渗到附近组织的转移。尽管有了这些观察结果，但潜在的生化机制仍然知之甚少。该课题组通过优化掺入唾液酸的铱催化剂开始研究。用四乙酰基-N-叠氮基乙酰基甘露糖胺 (Ac 4 ManNAz)孵育 HeLa 细胞，然后用 DBCO-铱处理使铱光催化剂结合到糖蛋白上。在存在生物素-二氮杂环丙烷的情况下进行照射会导致细胞表面生物素化，当省略叠氮基糖、DBCO-铱试剂或蓝光照射时，对照反应显示出最小的生物素化。

图1

他们还将此方法与使用 DBCO-生物素与直接生物素化 Ac 4 ManNAz 进行了比较，并通过蛋白质印迹观察了唾液酸的标记。这些结果表明，改进的催化标记方法可以为每个催化剂安装 ~0.7 个标签。此外，他们还表明这种标记差异对于区分糖蛋白及其相互作用物是最佳的。最后，该协议也适用于 HEK293T 细胞和原代宫颈细胞 (PCC)。受这些结果的鼓舞，他们开发了一种基于串联质量标签 (TMT) 的定量化学蛋白质组学工作流程，以鉴定唾液酸化的细胞表面糖蛋白并绘制它们的相互作用组图。对 GlycoMap 生成的唾液酸相互作用组的分析表明，81% 的富集蛋白与膜相关，反映了此标记方法的准确性。此外，几种溶酶体蛋白被富集，可能是在邻近标记之前通过铱结合糖蛋白的内在化产生的。

图2

有了既定的工作流程，他们接下来研究肿瘤发生中的过度唾液酸化事件。为了检验这一点，他们对原发性宫颈癌细胞 (PCC) 和 HeLa 宫颈腺癌细胞系进行了 GlycoMap 比较实验。与之前对唾液酸化上调的观察一致，化学蛋白质组学分析显示 HeLa 细胞（447 种富集蛋白）中的唾液酸化明显高于 PCC（223 种富集蛋白）。然后，他们进行了全局基因本体论 (GO) 分析，以对富集的唾液酸化蛋白质及其相互作用因子进行分类，GO 术语的检查证实，癌细胞中的唾液酸化糖蛋白与典型的肿瘤表型相关，包括细胞形态发生、细胞-细胞粘附、细胞外基质组织和管形态发生。最后，他们还研究了唾液酸化对锌摄取的影响，发现用 VC-Sia 处理的细胞中的锌水平明显更高。这些数据表明细胞表面唾液酸化和/或与唾液酸化糖蛋白的相互作用在细胞锌浓度的调节中发挥作用。

图3

总之，癌症中的高唾液酸化最近引起了学术界和制药界的极大兴趣。然而，了解高唾液酸化生化后果的工具仍然有限。在这里，他们描述了一种新型的邻近标记平台，用于识别唾液酸化细胞表面糖蛋白及其相互作用物。这种灵敏而精确的方法稳健且与包括原代细胞在内的各种细胞系兼容。他们在原代和癌性宫颈细胞系之间进行的比较蛋白质组学研究表明，唾液酸化和溶质载体蛋白之间存在重要联系，表明唾液酸化具有新的作用。

作者：YXQ

责编：FJY

原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.2c11094

DOI:10.1021/jacs.2c11094