Site-Specific Characterization of the O-linked Glycans at the Furin Cleavage Site of the Sars-CoV-2 Spike Protein using Cyclic IMS

Postery | 2020 | WatersInstrumentace
Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
Zaměření
Klinická analýza
Výrobce
Waters

Význam tématu


Charakterizace O-vázaných glykanů v oblasti štěpného místa furinu na S-proteinu SARS-CoV-2 je klíčová pro pochopení mechanismu aktivace viru a jeho průniku do buněk. Detailní poznání struktury glykanů v této oblasti může odhalit vazebná rozhraní s receptory a pomoci při návrhu antivirotik a vakcín.

Cíle a přehled studie


Cílem studie bylo site-specificky a strukturálně identifikovat a odlišit čtyři tryptické O-glykoprofily (označené A–D) okolí furinového štěpného místa (peptid T56) S-proteinu SARS-CoV-2. Autoři využili kombinaci kolizně indukované disociace (CID) a cyklické iontové mobility (IMS) pro rozlišení izomerů s rozdílnými sialylacími vazbami.

Použitá metodika a instrumentace


Preparativní postup:
  • Redukce a alkylace S-proteinu pomocí DTT (5 mM) a iodoacetamidu (15 mM).
  • Hydrolýza trypsinem a ošetření PNGase F pro odstranění N-glykanů.
  • Chromatografické rozdělení pomocí Waters nanoEase HSS T3 (100 Å, 1,8 μm, 75×15 mm) a trap kolony nanoEase M/Z Symmetry C18 (100 Å, 5 μm).
  • Gradient eluce 10–35 % acetonitrilu s 0,1 % kyselinou mravenčí během 60 minut.
Iontová analýza:
  • Kvadrupólová izolace glykopeptidů před CID v trap regionu.
  • Iontová mobilita v cyklické iontové mobilitní buňce (1 a 5 průchodů) optimalizovaná na trisacharidové fragmenty.

Hlavní výsledky a diskuse


MS/MS spektra glykopeptidů A a C odhalila charakteristické oxoniové ionty (m/z 528, 657, 819, 1022). Pomocí jednoho průchodu IMS byly detekovány dvě mobilitní populace fragmentu m/z 657. Při pěti průchodech se dříve kratší drift times rozdělily na izomery s vazbami NeuAcα2-6Galβ1-4GlcNAc (ATD ~73,2 ms) a NeuAcα2-3Galβ1-3GalNAc (ATD ~73,8 ms). Nejdelší drift time (~80,2 ms) odpovídalo isomeru NeuAcα2-3Galβ1-4GlcNAc, potvrzujícímu přítomnost druhého izomeru prodlouženého core 1.

Tabulka čtyř zkoumaných glykopeptidů ukázala konzistentní rozdělení základních (core 1), rozšířených (extended core 1) i core 2 struktur v blízkosti furinového štěpného místa.

Přínosy a praktické využití metody


Díky vysokému rozlišení IMS lze:
  • Rozlišit sialyl-linkage izomery v glykopeptidech.
  • Provést site-specifickou identifikaci O-glykanů na virových proteinech.
  • Podpořit vývoj cílených antivirotik a vakcín prostřednictvím detailních glykoprofilů.

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekává se integrace cyklické IMS do rutinních glykoprofilingových protokolů pro vysokou propustnost a automatizaci. Metodu lze rozšířit na analýzu glykanů dalších virových i buněčných glykoproteinů a klinických vzorků, podporovat screening lékových kandidátů a personalizovanou medicínu.

Závěr


Studie prokázala, že kombinace CID a cyklické IMS dokáže spolehlivě rozlišit isomery O-vázaných glykanů na furinovém štěpném místě S-proteinu SARS-CoV-2. Pět průchodů IMS umožnilo oddělit sialyl-linkage formy α2-3 a α2-6 a potvrdit různé core struktury. Toto přináší nové možnosti detailní glykoprofilace virových proteinů a má význam pro virologický výzkum i farmaceutický průmysl.

Reference


1 Hoffmann M, Kleine-Weber H, Pöhlmann S. A Multibasic Cleavage Site in the Spike Protein of SARS-CoV-2 Is Essential for Infection of Human Lung Cells. Mol Cell. 2020;78(4):779–784.
2 Guttman M, Lee KK. Site-Specific Mapping of Sialic Acid Linkage Isomers by Ion Mobility Spectrometry. Anal Chem. 2016;88(10):5212–5217.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Comprehending COVID-19: Structural Characterization of the Glycan Assemblies of O-linked Glycopeptides Using Cyclic Ion Mobility
CONFIDENT O-GLYCOSYLATION SITE IDENTIFICATION USING A CYCLIC ION MOBILITY– MASS SPECTROMETER EQUIPPED WITH ECD FUNCTIONALITY
Confident O-glycosylation Site Identification for ENBREL (etanercept) Using the ECD Functionality of SELECT SERIES Cyclic IMS System
UTILISATION OF CYCLIC ION MOBILITY WITH MULTIPLE PASS ACQUISITION FOR THE ANALYSIS OF GLYCOPEPTIDES AND GLYCOFORMS ASSOCIATED WITH SARS-COV-2