8月2日，西北大學孫士生教授課題組與西安電子科技大學張軍英教授課題組聯合團隊的重要研究成果在線發表在Nature Methods雜志上。成果以“StrucGP: de novo structural sequencing of site-specific N-glycan on glycoproteins using a modularization strategy”為題，介紹了一種可解析糖蛋白上糖鏈序列的新方法及其配套軟件StrucGP，并描述了其技術細節。
糖類和蛋白質均是四大生物大分子之一，在生命活動中發揮非常重要的作用。其中N-連接糖蛋白主要存在于細胞膜表面和各種體液中，參與細胞間識別和通訊、免疫應答、病原體的宿主識別等重要生物學過程。很多糖蛋白已經成為重要的疾病生物標志物和藥物靶標。目前，同時解析糖基化位點和糖鏈組成信息已基本可以實現，但由于糖鏈結構的復雜性和糖基化微不均一性特性，糖基化位點特異性的糖鏈序列測定（也稱糖鏈結構解析）依然存在極大挑戰。
孫士生教授團隊建立的新方法中，StrucGP采用了模塊化的解析策略，首先將N-連接糖鏈結構分為核心結構、糖鏈類型以及分支結構三個部分，分別進行從頭結構解析，然后合并獲得糖鏈的整體結構信息，極大地降低了糖鏈結構解析的復雜度，提高了糖鏈結構解析的準確性。另外，StrucGP在糖鏈結構解析中并不依賴于糖鏈數據庫，因此有助于新的糖鏈結構鑒定。在鑒定準確度方面，研究團隊建立了基于誘餌數據庫（decoy database）和誘餌譜圖 (decoy spectra) 的假陽性率評估方法，以及多種對糖鏈各模塊精細結構的置信度（probability）評估方法，有助于研究人員對鑒定結構進行可信度評估。
該技術首次實現了完整糖肽上N-連接糖鏈序列的解析，為糖蛋白質組學研究提供了新的技術手段，在生物醫藥領域包括新的生物標志物和治療靶點發現、重要糖蛋白抗體藥物的糖基化分析、病毒上重要糖蛋白的糖基化解析、疾病致病機理研究等方面都具有廣泛的應用前景。比如在腫瘤研究中，StrucGP能夠直接獲得腫瘤特異性糖鏈結構所修飾的糖蛋白和糖基化位點等信息，從而獲得其亞細胞定位、信號通路、可能的分子功能等關鍵信息，有助于研究者進一步深入研究特定糖鏈/糖蛋白的生物學功能（實例可參考Jia L. et al. Theranostics, 2021）。
西北大學生命科學學院博士生申潔晨、賈麗、青年教師黨劉毅博士和西安電子科技大學碩士生蘇遠杰為本論文的共同第一作者，孫士生教授為通訊作者。孫士生教授團隊自2017年創建以來一直從事糖蛋白質組學方法學和應用研究，致力于建立可全面和精細解析N-糖蛋白質組的方法體系，以及開發可實現高通量和自動化解析完整糖肽的軟件系統。團隊研究成果先后在Nature Biotechnology, Nature Methods, Nature Communications, Theranostics, Analytical Chemistry 等期刊發表。
該研究得到國家自然科學基金委“生物大分子動態修飾與化學干預”重大研究計劃、面上和青年項目，科技部重點研發項目和中國博士后基金等多項科研項目的資助。
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