負のイオンMaldi-MSにおける3-アミノキノリンベースの液体マトリックスを使用したグリカン標識法によるN-グリカンの構造分析

過小評価されたN-グリカンの負イオン断片化は、陽性イオンの断片化よりも有益であることが証明されています。還元的アミノ化を介した蛍光標識は、グリカン分析のためにしばしば採用されていますが、負イオンの断片化に対する標識群の影響についてはほとんど知られていません。以前に、3-アミノキノリン/α-シアノ-4-ヒドロキシ皮酸（3AQ/CHCA）液体マトリックスを使用したターゲット上のグリカン標識法は、非常に敏感で迅速かつ定量的なN-グリカンプロファイリング分析を可能にすることを実証しました。現在の研究では、陰性イオン衝突誘導解離（CID）スペクトルに基づく構造分析のための3AQ標識N-グリカンの適合性を調査しています。3AQ標識n-グリカンは、2つのアンテナ（Dおよびeイオン）に特異的なキトビオースコアとイオンの交差リング切断により、過小評価されたN-グリカンのものと同様の単純で有益なCIDスペクトルと同様の単純で有益なCIDスペクトルを示しました。過小評価されたN-グリカンについて提案された診断フラグメントイオンの解釈は、3AQ標識N-グリカンに直接適用できます。しかし、2-アミノベンズアミド（2AB） - 2-ピリディラミン（2PA）ラベルのN-グリカンなどの従来の還元的アミノ化により、N-グリカンが蛍光標識されたN-グリカンは、脱水症と複数のクレアベージによって形成された多数の信号で構成される複雑なCIDスペクトルを示しました。2ABおよび2PA標識N-グリカンの複雑なスペクトルは、N-グリカン誘導体の標識群の構造的差異ではなく、オープン減少末端N-アセチルグルコサミン（GLCNAC）環によるものであることがわかりました。最後に、例として、ヒトの表皮成長因子受容体2型（HER2）タンパク質から放出された中性N-グリカンを構造的に分析するために、標的標識3AQ標識法とそれに続く陰イオンCIDが適用されました。3AQベースの液体マトリックスを使用したグリカンラベル法は、グリカンの非常に敏感な定量的および定性的分析を促進するはずです。

Negative-ion fragmentation of underivatized N-glycans has been proven to be more informative than positive-ion fragmentation. Fluorescent labeling via reductive amination is often employed for glycan analysis, but little is known about the influence of the labeling group on negative-ion fragmentation. We previously demonstrated that the on-target glycan-labeling method using 3-aminoquinoline/α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (3AQ/CHCA) liquid matrix enables highly sensitive, rapid, and quantitative N-glycan profiling analysis. The current study investigates the suitability of 3AQ-labeled N-glycans for structural analysis based on negative-ion collision-induced dissociation (CID) spectra. 3AQ-labeled N-glycans exhibited simple and informative CID spectra similar to those of underivatized N-glycans, with product ions due to cross-ring cleavages of the chitobiose core and ions specific to two antennae (D and E ions). The interpretation of diagnostic fragment ions suggested for underivatized N-glycans could be directly applied to the 3AQ-labeled N-glycans. However, fluorescently labeled N-glycans by conventional reductive amination, such as 2-aminobenzamide (2AB)- and 2-pyrydilamine (2PA)-labeled N-glycans, exhibited complicated CID spectra consisting of numerous signals formed by dehydration and multiple cleavages. The complicated spectra of 2AB- and 2PA-labeled N-glycans was found to be due to their open reducing-terminal N-acetylglucosamine (GlcNAc) ring, rather than structural differences in the labeling group in the N-glycan derivative. Finally, as an example, the on-target 3AQ labeling method followed by negative-ion CID was applied to structurally analyze neutral N-glycans released from human epidermal growth factor receptor type 2 (HER2) protein. The glycan-labeling method using 3AQ-based liquid matrix should facilitate highly sensitive quantitative and qualitative analyses of glycans.