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Joseph Zaia 博士

终结单组学研究的各自为政


安捷伦帮助研究人员收集多组学数据

生物学是复杂的,对它研究得越多,便会发现它越复杂。

但这并没能阻止 Joseph Zaia。

Zaia 是波士顿大学医学院生物医学质谱中心的副主任。他的研究融合了传统上相互独立的研究领域:蛋白质组学、糖组学和糖蛋白组学。

“为了完全理解生物学,我们需要将这些不同组学的数据联系起来,”Zaia 说。

但是考虑到可能涉及的多种变量,这并非一件易事。仅以糖基化反应为例,这一由内质网和高尔基体介导的具有位点特异性的蛋白质糖基化过程将影响多种生物功能。

“我们所面临的挑战是,任何蛋白质位点的糖基化存在天然的异质性,”Zaia 说道,“每一个位点可能有 50 种不同的糖基化形式,这还只是一个不确定的数量。如果你需要研究的蛋白质具有 10 个不同的糖基化位点,可以想像你将要面对多么复杂的分子。”

Zaia 和他的团队一直都在使用安捷伦技术来解析这些不同的结构,其中包括 6550 iFunnel Q-TOF 和 6560 离子淌度 Q-TOF LC/MS 系统

他坚信,他们开发的分析方法和得出的质谱数据是理解正常与疾病状态下细胞生长情况的宝贵资源。

这是一项开创性工作,Zaia 博士对 Agilent 6560 在他开展更深入研究中发挥的作用赞不绝口:

“标准的 LC/MS 系统可以让我获得一定程度的细节信息,但 6560 通过离子淌度分离增加了一个全新的维度,可在了解糖链结构并挖掘糖蛋白组信息应用中发挥极大作用,”他说道。

“例如在生物治疗药物领域,科学家们需要表征低丰度结构以了解它们是否处于允许限度内。6560 提供的快速获得分析数据的方式可用于确定非人源的糖基化水平是否处于允许限度内。”

这些数据非常重要,因为制药公司(以及美国食品药品监督管理局等政府机构)需要根据准确、详尽的分析数据确保药物的安全性和有效性。

“FDA 认可分析化学的权威性,”Zaia 说,“因此,如果一种生物仿制药的化学分析结果足够好,则无需再进行昂贵的临床试验。”

他认为糖基化研究需要像核酸或蛋白质研究一样受到足够重视。

“在美国国家生物技术信息中心 (NCBI),你可以找到各种工具获取遗传信息和蛋白质序列信息。最终糖基化信息将需要以同等的重要水平得以展现”,他说。

“这就是安捷伦的 HILIC-C18 HPLC-chip 受到我们青睐的原因之一。该芯片能够让我们获得高质量的糖蛋白 LC/MS 数据,有助于解决蛋白质糖基化表征的所有问题。它让我们朝这个目标迈出了实质性的一大步。”

Zaia 还提到,该芯片(以定制订购的方式提供)对于简化处理步骤尤其有用。

“现在我们可以在无需处理样品的情况下,实现糖蛋白的富集与分析。这是一个很大的优势,因为许多变异性正是由样品处理引入的。我认为它是一个成功典范。它确实非常有用,可以帮助你获得真正可靠的数据,”他说道。

“当流感病毒发生演变时,我们可以从比较糖基化如何变化的角度,利用芯片对流感病毒蛋白质的糖基化进行表征。我们的最终目的是同时获得真正高质量的蛋白质组学、糖组学和糖蛋白组学数据。在安捷伦技术的帮助下,我们正在出色地完成这项任务。”

仅限研究使用。不可用于诊断目的。

Joseph Zaia 博士

生物医学质谱中心副主任
生物化学教授
波士顿大学医学院

代表性出版物

Construction of a Database of Collision Cross Section Values for Glycopeptides, Glycans, and Peptides Determined by IM-MS.
Glaskin RS, Khatri K, Wang Q, Zaia J, Costello CE.
Anal Chem. 2017 Apr 18;89(8):4452-4460. doi: 10.1021/acs.analchem.6b04146.

The minimum information required for a glycomics experiment (MIRAGE) project: improving the standards for reporting glycan microarray-based data.
Liu Y, McBride R, Stoll M, Palma AS, Silva L, Agravat S, Aoki-Kinoshita KF, Campbell MP, Costello CE, Dell A, Haslam SM, Karlsson NG, Khoo KH, Kolarich D, Novotny MV, Packer NH, Ranzinger R, Rapp E, Rudd PM, Struwe WB, Tiemeyer M, Wells L, York WS, Zaia J, Kettner C, Paulson JC, Feizi T, Smith DF.
Glycobiology. 2016 Nov 22

The minimum information required for a glycomics experiment (MIRAGE) project: sample preparation guidelines for reliable reporting of glycomics datasets.
Struwe WB, Agravat S, Aoki-Kinoshita KF, Campbell MP, Costello CE, Dell A, Ten Feizi, Haslam SM, Karlsson NG, Khoo KH, Kolarich D, Liu Y, McBride R, Novotny MV, Packer NH, Paulson JC, Rapp E, Ranzinger R, Rudd PM, Smith DF, Tiemeyer M, Wells L, York WS, Zaia J, Kettner C.
Glycobiology. 2016 Sep;26(9):907-910.

Confident assignment of site-specific glycosylation in complex glycoproteins in a single step.
Khatri K, Staples GO, Leymarie N, Leon DR, Turiák L, Huang Y, Yip S, Hu H, Heckendorf CF, Zaia J.
J Proteome Res. 2014 Oct 3;13(10):4347-55. doi: 10.1021/pr500506z. Epub 2014 Sep 9

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