Browse > Article
http://dx.doi.org/10.5478/MSL.2017.8.4.69

MS-Based Technologies for the Study of Site-Specific Glycosylation  

Kim, Unyong (Graduate School of Analytical Science and Technology, Chungnam National University)
Oh, Myung Jin (Graduate School of Analytical Science and Technology, Chungnam National University)
Lee, Jua (Graduate School of Analytical Science and Technology, Chungnam National University)
Hwang, Hee Yeon (Graduate School of Analytical Science and Technology, Chungnam National University)
An, Hyun Joo (Graduate School of Analytical Science and Technology, Chungnam National University)
Publication Information
Mass Spectrometry Letters / v.8, no.4, 2017 , pp. 69-78 More about this Journal
Abstract
Glycosylation, which is one of the most common post-translation modification (PTMs) of proteins, plays a variety of crucial roles in many cellular events and biotherapeutics. Recent advances have led to the development of various analytical methods employing a mass spectrometry for glycomic and glycoproteomic study. However, site-specific glycosylation analysis is still a relatively new area with high potential for technologies and method development. This review will cover current MS-based workflows and technologies for site-specific mapping of glycosylation ranging from glycopeptide preparation to MS analysis. Bioinformatic tools for comprehensive analysis of glycoprotein with high-throughput manner will be also included.
Keywords
Glycosylation; Glycopeptide; Mass Spectrometry; Site-specific mapping; Bioinformatics;
Citations & Related Records
Times Cited By KSCI : 1  (Citation Analysis)
연도 인용수 순위
1 Li, J. Functional Glycomics: Methods and Protocols. Humana Press: Totowa, NJ, 2010.
2 Catherine A. Cooper; Elisabeth Gasteiger; Packer, N. H. Proteomics 2001, 1, 340.   DOI
3 Wu, Y.; Mechref, Y.; Klouckova, I.; Mayampurath, A.; Novotny, M. V.; Tang, H. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2010, 24, 965.   DOI
4 Lee, L. Y.; Moh, E. S.; Parker, B. L.; Bern, M.; Packer, N. H.; Thaysen-Andersen, M. J. Proteome Res. 2016, 15, 3904.   DOI
5 Strum, J. S.; Nwosu, C. C.; Hua, S.; Kronewitter, S. R.; Seipert, R. R.; Bachelor, R. J.; An, H. J.; Lebrilla, C. B. Anal. Chem. 2013, 85, 5666.   DOI
6 Chandler, K. B.; Pompach, P.; Goldman, R.; Edwards, N. J. Proteome Res. 2013, 12, 3652.   DOI
7 Park, G. W.; Kim, J. Y.; Hwang, H.; Lee, J. Y.; Ahn, Y. H.; Lee, H. K.; Ji, E. S.; Kim, K. H.; Jeong, H. K.; Yun, K. N.; Kim, Y. S.; Ko, J. H.; An, H. J.; Kim, J. H.; Paik, Y. K.; Yoo, J. S. Sci. Rep. 2016, 6, 21175.   DOI
8 Lih, T. M.; Choong, W. K.; Chen, C. C.; Cheng, C. W.; Lin, H. N.; Chen, C. T.; Chang, H. Y.; Hsu, W. L.; Sung, T. Y. Nucleic Acids Res. 2016, 44, w575.   DOI
9 Lynn, K. S.; Chen, C. C.; Lih, T. M.; Cheng, C. W.; Su, W. C.; Chang, C. H.; Cheng, C. Y.; Hsu, W. L.; Chen, Y. J.; Sung, T. Y. Anal. Chem. 2015, 87, 2466.   DOI
10 Liu, M. Q.; Zeng, W. F.; Fang, P.; Cao, W. Q.; Liu, C.; Yan, G. Q.; Zhang, Y.; Peng, C.; Wu, J. Q.; Zhang, X. J.; Tu, H. J.; Chi, H.; Sun, R. X.; Cao, Y.; Dong, M. Q.; Jiang, B. Y.; Huang, J. M.; Shen, H. L.; Wong, C. C. L.; He, S. M.; Yang, P. Y. Nat. Commun. 2017, 8, 438.   DOI
11 Lohmann, K. K.; von der Lieth, C. W. Proteomics 2003, 3, 2028.   DOI
12 Jiang, J.; Tian, F.; Cai, Y.; Qian, X. H.; Costello, C. E.; Ying, W. T. Anal. Bioanal. Chem. 2014, 406, 6265.   DOI
13 Kolarich, D.; Jensen, P. H.; Altmann, F.; Packer, N. H. Nat. Protoc. 2012, 7, 1285.   DOI
14 Leymarie, N.; Griffin, P. J.; Jonscher, K.; Kolarich, D.; Orlando, R.; McComb, M.; Zaia, J.; Aguilan, J.; Alley, W. R.; Altmann, F.; Ball, L. E.; Basumallick, L.; Bazemore-Walker, C. R.; Behnken, H.; Blank, M. A.; Brown, K. J.; Bunz, S. -C.; Cairo, C. W.; Cipollo, J. F.; Daneshfar, R.; Desaire, H.; Drake, R. R.; Go, E. P.; Goldman, R.; Gruber, C.; Halim, A.; Hathout, Y.; Hensbergen, P. J.; Horn, D. M.; Hurum, D.; Jabs, W.; Larson, G.; Ly, M.; Mann, B. F.; Marx, K.; Mechref, Y.; Meyer, B.; Moginger, U.; Neususs, C.; Nilsson, J.; Novotny, M. V.; Nyalwidhe, J. O.; Packer, N. H.; Pompach, P.; Reiz, B.; Resemann, A.; Rohrer, J. S.; Ruthenbeck, A.; Sanda, M.; Schulz, J. M.; Schweiger-Hufnagel, U.; Sihlbom, C.; Song, E.; Staples, G. O.; Suckau, D.; Tang, H.; Thaysen-Andersen, M.; Viner, R. I.; An, Y.; Valmu, L.; Wada, Y.; Watson, M.; Windwarder, M.; Whittal, R.; Wuhrer, M.; Zhu, Y.; Zou, C. Mol. Cell. Proteomics 2013, 12, 2935.   DOI
15 Faid, V.; Denguir, N.; Chapuis, V.; Bihoreau, N.; Chevreux, G. Proteomics 2014, 14, 2460.   DOI
16 Plomp, R.; Hensbergen, P. J.; Rombouts, Y.; Zauner, G.; Dragan, I.; Koeleman, C. A.; Deelder, A. M.; Wuhrer, M. J. Proteome Res. 2014, 13, 536.   DOI
17 Ohta, M.; Kawasaki, N.; Itoh, S.; Hayakawa, T. Biologicals 2002, 30, 235.   DOI
18 Hua, S.; Nwosu, C. C.; Strum, J. S.; Seipert, R. R.; An, H. J.; Zivkovic, A. M.; German, J. B.; Lebrilla, C. B. Anal. Bioanal. Chem. 2012, 403, 1291.   DOI
19 Hua, S.; Hu, C. Y.; Kim, B. J.; Totten, S. M.; Oh, M. J.; Yun, N.; Nwosu, C. C.; Yoo, J. S.; Lebrilla, C. B.; An, H. J. J. Proteome Res. 2013, 12, 4414.   DOI
20 Thaysen-Andersen, M.; Packer, N. H. BBA-Proteins and Proteom. 2014, 1844.
21 Groleau, P. E.; Desharnais, P.; Cote, L.; Ayotte, C. J. Mass Spectrom. 2008, 43, 924.   DOI
22 Alvarez-Manilla, G.; Atwood, J.; Guo, Y.; Warren, N. L.; Orlando, R.; Pierce, M. J. Proteome Res. 2006, 5, 701.   DOI
23 Joenvaara, S.; Ritamo, I.; Peltoniemi, H.; Renkonen, R. Glycobiology 2008, 18, 339.   DOI
24 Hemstrom, P.; Irgum, K. J. Sep. Sci. 2006, 29, 1784.   DOI
25 Huddleston, M. J.; Bean, M. F.; Carr, S. A. Anal. Chem. 1993, 65, 877.   DOI
26 Cointe, D.; Beliard, R.; Jorieux, S.; Leroy, Y.; Glacet, A.; Verbert, A.; Bourel, D.; Chirat, F. Glycobiology 2000, 10, 511.   DOI
27 Hua, S.; Oh, M. J.; Ozcan, S.; Seo, Y. S.; Grimm, R.; An, H. J. TrAC- Trends Anal. Chem. 2015, 68, 18.   DOI
28 Thaysen-Andersen, M.; Wilkinson, B. L.; Payne, R. J.; Packer, N. H. Electrophoresis 2011, 32, 3536.   DOI
29 Dam, S.; Thaysen-Andersen, M.; Stenkjær, E.; Lorentzen, A.; Roepstorff, P.; Packer, N. H.; Stougaard, J. J. Proteome Res. 2013, 12, 3383.   DOI
30 Thaysen-Andersen, M.; Packer, N. H. BBA-Proteins Proteom. 2014, 1844, 1437.   DOI
31 Sun, B.; Ranish, J. A.; Utleg, A. G.; White, J. T.; Yan, X.; Lin, B.; Hood, L. Mol. Cell. Proteomics 2007, 6, 141.   DOI
32 Stadlmann, J.; Taubenschmid, J.; Wenzel, D.; Gattinger, A.; Durnberger, G.; Dusberger, F.; Elling, U.; Mach, L.; Mechtler, K.; Penninger, J. M. Nature 2017, 549, 538.   DOI
33 Parker, B. L.; Thaysen-Andersen, M.; Solis, N.; Scott, N. E.; Larsen, M. R.; Graham, M. E.; Packer, N. H.; Cordwell, S. J. J. Proteome Res. 2013, 12, 5791.   DOI
34 Halim, A.; Nilsson, J.; Ruetschi, U.; Hesse, C.; Larson, G. Mol. Cell. Proteomics 2012, 11, 1.   DOI
35 Cancilla, M. T.; Wong, A. W.; Voss, L. R.; Lebrilla, C. B. Anal. Chem. 1999, 71, 3206.   DOI
36 Jensen, L. J.; Kuhn, M.; Stark, M.; Chaffron, S.; Creevey, C.; Muller, J.; Doerks, T.; Julien, P.; Roth, A.; Simonovic, M.; Bork, P.; von Mering, C. Nucleic Acids Res. 2009, 37, D412.   DOI
37 Ueda, K. Proteomics Clin. Appl. 2013, 7, 607.
38 Tian, Y.; Zhang, H. Proteomics Clin. Appl. 2010, 4, 124.   DOI
39 Mayampurath, A.; Yu, C. -Y.; Song, E.; Balan, J.; Mechref, Y.; Tang, H. Anal. Chem. 2014, 86, 453.   DOI
40 Hua, S.; Hu, C. Y.; Kim, B. J.; Totten, S. M.; Oh, M. J.; Yun, N.; Nwosu, C. C.; Yoo, J. S.; Lebrilla, C. B.; An, H. J. J. Proteome Res. 2013, 12, 4414.   DOI
41 Anonsen, J. H.; Vik, A.; Egge-Jacobsen, W.; Koomey, M. J. Proteome Res. 2012, 11, 5781.   DOI
42 Yin, X.; Bern, M.; Xing, Q.; Ho, J.; Viner, R.; Mayr, M. Mol. Cell. Proteomics 2013, 12, 956.   DOI
43 Trinidad, J. C.; Schoepfer, R.; Burlingame, A. L.; Medzihradszky, K. F. Mol. Cell. Proteomics 2013, 12, 3474.   DOI
44 Halim, A.; Ruetschi, U.; Larson, G. r.; Nilsson, J. J. Proteome Res. 2013, 12, 573.   DOI
45 Thannhauser, T. W.; Shen, M.; Sherwood, R.; Howe, K.; Fish, T.; Yang, Y.; Chen, W.; Zhang, S. Electrophoresis 2013, 34, 2417.   DOI
46 Nilsson, J.; Ruetschi, U.; Halim, A.; Hesse, C.; Carlsohn, E.; Brinkmalm, G.; Larson, G. Nat. Methods 2009, 6, 809.   DOI
47 Uematsu, R.; Furukawa, J. -i.; Nakagawa, H.; Shinohara, Y.; Deguchi, K.; Monde, K.; Nishimura, S. -I. Mol. Cell. Proteomics 2005, 4, 1977.   DOI
48 Nwosu, C. C.; Seipert, R. R.; Strum, J. S.; Hua, S. S.; An, H. J.; Zivkovic, A. M.; German, B. J.; Lebrilla, C. B. J. Proteome Res. 2011, 10, 2612.   DOI
49 James, W. Dennis.; Maria, Granovsky.; Warren, C. E. BioEssays 1999, 21, 421.
50 Apweiler, R.; Hermjakob, H.; Sharon, N. BBA-Gen. Subjects 1999, 1473, 4.   DOI
51 Moremen, K. W.; Tiemeyer, M.; Nairn, A. V. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2012, 13, 448.
52 Dwek, R. A.; Butters, T. D.; Platt, F. M.; Zitzmann, N. Nat. Rev. Drug Discov. 2002, 1, 65.   DOI
53 Jefferis, R. Trends Pharmacol. Sci. 2009, 30, 356.   DOI
54 Kolarich, D.; Lepenies, B.; Seeberger, P. H. Curr. Opin. Chem. Biol. 2012, 16, 214.   DOI
55 Hong, Q.; Ruhaak, L. R.; Stroble, C.; Parker, E.; Huang, J.; Maverakis, E.; Lebrilla, C. B. J. Proteome Res. 2015, 14, 5179.   DOI
56 Li, H.; d'Anjou, M. Curr. Opin. Biotechnol. 2009, 20, 678.   DOI
57 Lingg, N.; Zhang, P.; Song, Z.; Bardor, M. Biotechnol. J. 2012, 7, 1462.   DOI
58 Marino, K.; Bones, J.; Kattla, J. J.; Rudd, P. M. Nat. Chem. Biol. 2010, 6, 713.   DOI
59 Wuhrer, M.; Deelder, A. M.; Hokke, C. H. J. Chromatogr. B 2005, 825, 124.   DOI
60 Park, Y.; Lebrilla, C. B. Mass Spectrom. Rev. 2005, 24, 232.   DOI
61 An, H. J.; Froehlich, J. W.; Lebrilla, C. B. Curr. Opin. Chem. Biol. 2009, 13, 421.   DOI
62 Seo, Y.; Kim, U.; Oh, M. J.; Yun, N. Y.; An, H. J. Mass Spectrom. Lett. 2015, 6, 53.   DOI
63 Wuhrer, M.; Catalina, M. I.; Deelder, A. M.; Hokke, C. H. J. Chromatogr. B 2007, 849, 115.   DOI
64 Klampfl, C. W. Electrophoresis 2006, 27, 3.   DOI
65 Zamfir, A.; Peter-Katalinic, J. Electrophoresis 2001, 22, 2448.   DOI
66 Harazono, A.; Kawasaki, N.; Itoh, S.; Hashii, N.; Matsuishi-Nakajima, Y.; Kawanishi, T.; Yamaguchi, T. J. Chromatogr. B 2008, 869, 20.   DOI
67 Nilsson, J. Glycoconj. J. 2016, 33, 261.   DOI
68 Plematl, A.; Demelbauer, U. M.; Josic, D.; Rizzi, A. Proteomics 2005, 5, 4025.   DOI
69 Tajiri, M.; Yoshida, S.; Wada, Y. Glycobiology 2005, 15, 1332.   DOI
70 Jebanathirajah, J.; Steen, H.; Roepstorff, P. J. Am. Soc. Mass. Spectrom. 2003, 14, 777.   DOI
71 Hu, H.; Khatri, K.; Klein, J.; Leymarie, N.; Zaia, J. Glycoconj. J. 2016, 33, 285.   DOI
72 Bykova, N. V.; Rampitsch, C.; Krokhin, O.; Standing, K. G.; Ens, W. Anal. Chem. 2006, 78, 1093.   DOI
73 Syka, J. E. P.; Coon, J. J.; Schroeder, M. J.; Shabanowitz, J.; Hunt, D. F. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004, 101, 9528.   DOI
74 Wiesner, J.; Premsler, T.; Sickmann, A. Proteomics 2008, 8, 4466.   DOI
75 Kim, M. -S.; Pandey, A. Proteomics 2012, 12, 530.   DOI
76 Hakansson, K.; Cooper, H. J.; Emmett, M. R.; Costello, C. E.; Marshall, A. G.; Nilsson, C. L. Anal. Chem. 2001, 73, 4530.   DOI
77 Leymarie, N.; Zaia, J. Anal. Chem. 2012, 84, 3040.   DOI
78 Yu, Q.; Wang, B.; Chen, Z.; Urabe, G.; Glover, M. S.; Shi, X.; Guo, L.-W.; Kent, K. C.; Li, L. J. Am. Soc. Mass. Spectrom. 2017, 28, 1751.   DOI
79 Ko, B. J.; Brodbelt, J. S. Int. J. Mass spectrom. 2015, 377, 385.   DOI
80 Aboufazeli, F.; Kolli, V.; Dodds, E. D. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2015, 26, 587.   DOI
81 An, H. J.; Lebrilla, C. B. Mass Spectrom. Rev. 2011, 30, 560.   DOI
82 Oh, M. J.; Hua, S.; Kim, U.; Kim, H. J.; Lee, J.; Kim, J.- H.; An, H. J. Bioanalysis 2016, 8, 711.   DOI
83 Ceroni, A.; Maass, K.; Geyer, H.; Geyer, R.; Dell, A.; Haslam, S. M. J. Proteome Res. 2008, 7, 1650.   DOI
84 Zhang, Y.; Xie, X.; Zhao, X.; Tian, F.; Lv, J.; Ying, W.; Qian, X. J. Proteomics 2018, 170, 14.   DOI
85 Zauner, G.; Koeleman, C. A.; Deelder, A. M.; Wuhrer, M. J. Sep. Sci. 2010, 33, 903.   DOI
86 Singh, C.; Zampronio, C. G.; Creese, A. J.; Cooper, H. J. J. Proteome Res. 2012, 11, 4517.   DOI
87 Pai, P. -J.; Hu, Y.; Lam, H. Anal. Chim. Acta 2016, 934, 152.   DOI
88 Scott, N. E.; Parker, B. L.; Connolly, A. M.; Paulech, J.; Edwards, A. V.; Crossett, B.; Falconer, L.; Kolarich, D.; Djordjevic, S. P.; Hojrup, P.; Packer, N. H.; Larsen, M. R.; Cordwell, S. J. Mol Cell Proteomics. 2011, 10, M000031-MCP201.
89 Wang, D.; Hincapie, M.; Rejtar, T.; Karger, B. L. Anal. Chem. 2011, 83, 2029.   DOI
90 Olsen, J. V.; Macek, B.; Lange, O.; Makarov, A.; Horning, S.; Mann, M. Nat. Methods 2007, 4, 709.   DOI