基于多能量LC-MS/MS分析技术在人类尿液中鉴定新型糖-小分子结合物

《ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY》：Identification of novel sugar-small-molecule conjugates in human urine based on multi-energy LC-MS/MS analysis

　　

摘要

糖介导的结合在人体生物转化过程中起着核心作用，但由于结构复杂性和光谱参考资料有限，许多糖-小分子结合物仍未被鉴定。在这项研究中，我们重新分析了从六种NIST人类尿液参考材料中获得的LC-MS/MS数据，以识别之前未被发现的含糖结合物。我们建立了一个分析框架，该框架整合了以下内容：(A) 在低碰撞能量下使用诊断性糖片段和中性损失验证；(B) 在高碰撞能量下提取非糖成分（NSC）片段以构建伪光谱用于库匹配；(C) 通过MS1特征重建来验证物种的质量、保留时间、丰度及其与其他离子的关系。利用这一策略，我们鉴定出了23种先前未报道的糖-小分子结合物，其中包括8种含有N-乙酰葡萄糖胺（GlcNAc）的结合物、12种含有N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）的结合物和3种含有N-乙酰神经氨酸（NeuAc）的结合物。在结合物中检测到GalNAc和NeuAc，扩展了参与小分子结合的糖的种类。在23种结合物中，有15种含有葡萄糖醛酸（GlcA），在14种情况下，GlcA作为桥梁将额外的糖基团连接到NSC上。NSC包括内源性和外源性化合物。对六种尿液材料进行的半定量分析显示了分析结果的高度一致性以及样本间的显著差异。总体而言，这些发现表明人体代谢中存在先前未知的结合物，并表明多能量LC-MS/MS结合亚结构光谱解释是一种有效的策略，可用于阐明复杂的代谢物。

图形摘要

糖介导的结合在人体生物转化过程中起着核心作用，但由于结构复杂性和光谱参考资料有限，许多糖-小分子结合物仍未被鉴定。在这项研究中，我们重新分析了从六种NIST人类尿液参考材料中获得的LC-MS/MS数据，以识别之前未被发现的含糖结合物。我们建立了一个分析框架，该框架整合了以下内容：(A) 在低碰撞能量下使用诊断性糖片段和中性损失验证；(B) 在高碰撞能量下提取非糖成分（NSC）片段以构建伪光谱用于库匹配；(C) 通过MS1特征重建来验证物种的质量、保留时间、丰度及其与其他离子的关系。利用这一策略，我们鉴定出了23种先前未报道的糖-小分子结合物，其中包括8种含有N-乙酰葡萄糖胺（GlcNAc）的结合物、12种含有N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）的结合物和3种含有N-乙酰神经氨酸（NeuAc）的结合物。在结合物中检测到GalNAc和NeuAc，扩展了参与小分子结合的糖的种类。在23种结合物中，有15种含有葡萄糖醛酸（GlcA），在14种情况下，GlcA作为桥梁将额外的糖基团连接到NSC上。NSC包括内源性和外源性化合物。对六种尿液材料进行的半定量分析显示了分析结果的高度一致性以及样本间的显著差异。总体而言，这些发现表明人体代谢中存在先前未知的结合物，并表明多能量LC-MS/MS结合亚结构光谱解释是一种有效的策略，可用于阐明复杂的代谢物。

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