基因产物蛋白质的诸多翻译后修饰类型赋予其更加完善的功能，是生命体能够在基因数目有限的情况下调控复杂生理学过程的重要原因。糖基化是生物体内常见和复杂的翻译后修饰之一，对蛋白质的结构与功能有着极其重要的影响。研究表明许多疾病的发生都与糖基化异常有关，目前临床上使用的诸多疾病辅助标志物为糖基化蛋白质。因此，进行糖基化蛋白质组学研究将有利于疾病特异性标志物的发现，对重大疾病（如癌症）的早期诊断具有重要意义。

质谱由于其快速、准确、灵敏的检测能力而被认为是分析鉴定生物分子的一种有效技术，近年来发展迅速。尽管如此，由于在复杂的生物样品中高丰度蛋白/肽段往往占有很大比例，而与有机体生命活动密切相关的蛋白/肽段，尤其是与疾病密切相关的修饰性糖基化蛋白/肽段的含量却很低，加之样品本身所含盐分和表面活性剂等物质，这些都极大限制了糖基化蛋白/肽段的进一步检测和分析。因此，糖基化蛋白/肽段的分离富集技术成为了糖基化蛋白质组学研究的重点和难点，对糖基化蛋白质组学的发展起着关键性作用。

复旦大学附属中山医院沈锡中教授（点击查看介绍）团队一直致力于研究开发肿瘤早期诊断标志物的筛查技术，以期提高重大疾病诊断和防治能力，实现肿瘤患者的早期诊断和早期治疗，从而延长患者生命，减少医疗费用，减轻社会负担。沈锡中教授因在疾病相关蛋白质生物分子标志物的筛查方面取得的良好研究成果曾获得上海科技进步二等奖。近期，沈锡中教授团队和复旦大学化学系邓春晖教授（点击查看介绍）团队在国际著名期刊Chemical Communications上发表了题为“Advances in hydrophilic nanomaterials for glycoproteomics”的综述论文。该综述基于近年来国际著名期刊上发表的众多关于糖基化蛋白质组学分离分析方面研究报道和自己团队的部分研究成果，对亲水性纳米材料的制备及其在糖基化蛋白质组分离分析方面的研究进展进行了全面总结，旨在通过材料、化学、医学领域的共同努力，进一步促进疾病标志物的发现，实现对重大疾病的早诊早疗。

相比于糖基化蛋白质组学中常用的肼化学和硼酸化学等技术，由于非糖基化肽段通常呈现疏水性而不同糖基化肽段均呈现出良好亲水性，基于亲水相互作用的技术更加简单易行，在分离富集糖基化肽方面效果更为显著。下图所示为应用于糖基化蛋白质组学的亲水性功能化纳米材料的分类总观图。在本文中，作者首先对亲水性捕获的基本原理进行了概述，然后根据构成纳米材料的亲水性功能基团的特征对纳米材料进行了详细地归类总结。如下图所示，构成亲水性纳米材料的主要亲水功能分子包括糖、氨基酸、聚合物以及亲水性有机框架等。作者主要围绕这四类亲水性功能分子简要介绍了亲水性功能化纳米材料的合成和改性方法，并重点介绍了具有代表性的亲水性功能化纳米材料在糖基化蛋白质组学中的应用性能。作者最后对亲水性功能化纳米材料在糖基化蛋白质组学方面的研究进展、面临的挑战和发展方向进行了总结和展望。

糖基化蛋白质组学中的亲水性功能化纳米材料概览

这一成果近期发表在Chemical Communications上，文章的通讯作者为复旦大学附属中山医院沈锡中教授和复旦大学化学系邓春晖教授，第一作者为孙念荣青年副研究员。相关工作得到国家重点研发项目和国家自然科学基金的资助。

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Advances in hydrophilic nanomaterials for glycoproteomics

Nianrong Sun, Hao Wu, Hemei Chen, Xizhong Shen, Chunhui Deng

Chem. Commun, 2019, 55, 10359-10375, DOI: 10.1039/C9CC04124A

作者简介

沈锡中教授，复旦大学附属中山医院消化科主任，博士生导师。研究兴趣包括功能化纳米材料的设计和制备以及它们在肝脏和胃肠道肿瘤早期诊断中的应用。已在Gastroenterology, Nucleic Acids Res., Clin. Cancer Res., Biochim. Biophys. Acta, Adv. Funct. Mater. 等国际高水平期刊上发表学术论文100余篇，参与《实用内科学》和《上海市内科学诊疗常规》等8部专著的编写。

https://www.x-mol.com/university/faculty/69018

孙念荣博士，复旦大学附属中山医院，青年副研究员。已在Adv. Funct. Mater., Anal. Chem., TrAC Trend Anal. Chem., Nanoscale, ACS Appl. Mater. Inter. 等杂志上发表论文30余篇。