研究突破 | EAD实现创新寡糖糖苷键测序策略，助力罕见病精准诊断！

在生物体内，寡糖从单糖逐步合成，或由多糖降解产生。寡糖是一种新型功能性糖源，广泛应用于食品、保健品、饮料、医药等领域。但是与其他生物聚合物相比，寡糖结构更加复杂，其复杂性不仅在于不同的单糖构建单元，还在于不同的糖苷键、可变构象和复杂的分支。不同的寡糖异构体可能反映不同的生物功能，比如寡糖中的糖苷键连接方式（如α-1,4、α-1,6），对糖链的生物功能、代谢方式以及疾病标志物特异性具有重要影响。而目前寡糖结构的分析极具挑战性，因此对寡糖生物学功能的理解非常有限。

在本研究中，研究团队首次将"衍生化修饰"与"EIEIO高能电子碎裂"有机融合，构建出一个适用于复杂寡糖糖苷键结构解析的新平台：DEED-GL-Seq。通过肼基衍生化试剂（T3）的衍生化，显著放大了不同糖苷键（如α-1,4与α-1,6）之间的电子密度差异，使得EIEIO技术可高选择性地产生连接类型特异的碎片离子（DEED- GL-frags）。

研究团队以多个糖苷异构体（如麦芽糖 vs 异麦芽糖；乳糖 vs 蜜二糖等）为模型，系统评估了DEED-GL-Seq在识别糖苷键连接方式的准确性与通用性，证明了DEED-GL-Seq能够在不同单糖组成的二糖中成功识别 α-1,4、α-1,6等常见糖苷键。同时DEED-GL-Seq平台在麦芽四糖、Glc?、异麦芽四糖、乳糖-n-新四糖（LNnT）等较复杂寡糖模型中完整解析糖链连接类型和顺序。

图2 糖苷键识别示意图

为验证该策略在真实样本中的应用潜力，研究团队将DEED-GL-Seq应用于GSD-II（糖原累积症II型）患者的尿液寡糖组学分析。在不同亚型的糖原贮积症患者的尿液样本中检测到了已有文献报道的庞贝病寡糖标志物Glc?，并成功对其糖苷键类型进行了测序。同时，本研究首次发现和系统鉴定了2个六糖和2个七糖的寡糖生物标志物：HEX-1, HEX-2, HEPTA-1, HEPTA-2；其中，HEX-2在庞贝病中的特异性最优，有望成为庞贝病新型诊断标志物。通过DEED-GL-Seq平台对新发现的寡糖标志物进行结构分析，发现HEX-1，HEPTA-1，HEPTA-2拥有与已知标志物Glc?结构相同的片段，而HEX-2与Glc?等截然不同，其结构中含有连续的α-1,6糖苷键连接，推测其来源于庞贝病特异性代谢路径。因此HEX-2因其与其它标志物的低相关性和强特异性，而表现出对庞贝病优异的诊断性能。

图3 GSD-II患者尿液寡糖谱图

在本研究中，DEED-GL-Seq不仅在寡糖分析的灵敏度和结构解析能力方面实现重大提升，更实现了真正意义上的"Standard Free"--无需依赖任何已知对照物，即可实现对糖链连接顺序的直接判读。从而突破了传统CID方法对糖类分辨率低、对链长增长敏感、需标准品辅助等分析瓶颈。这项技术融合了质谱物理原理与液相色谱优化的全流程方案，以期能够为糖组学和代谢病研究提供了新的技术支撑。

论文信息

? 题目：Development of derivatization-enhanced EIEIO-driven glycosidic linkage sequencing (DEED-GL-Seq) strategy and its application to glycogen-sourced oligosaccharides profiling

? 期刊：Carbohydrate Polymers（中科院一区, IF 12.5）

https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2025.123877