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蛋白糖基化修饰是一种非常普遍的翻译后修饰,在调控蛋白稳定、折叠、运输和功能等方面发挥重要作用。然而,检测细胞内特定蛋白糖基化的手段却非常有限,在这里我们介绍一种通过结合糖代谢标记技术(glycan metabolic tagging)和原位邻位连接技术(In situ proximity ligation assay,in situ PLA)来检测特定蛋白糖基化的高效荧光成像技术;糖代谢标记邻位连接技术(Metabolic TaggingProximity Ligation Assay,METPLA)。 该技术是一种原位检测各种糖基化修饰的通用方法,并允许在细胞环境下观察膜受体的二聚化现象。我们首先通过检测表皮生长因子(Epithelial growth factorreceptor, EGFR)的唾液酸化建立了METPLA技术,在显微镜下可以观察到实验组和对照组荧光斑点信号数量有明显差别,证明了METPLA技术可以用于特定蛋白糖基化的检测。接着,我们用METPLA技术检测了葡萄糖转运蛋白(glucosetransporter type4,GLUT4)以及它的糖缺失突变体GLUT4-N57Q上的唾液酸化荧光信号,结果证明METPLA信号来自于同一个蛋白而非相邻蛋白上的修饰。我们通过METPLA来标记唾液酸化EGFR并同时免疫染色不同细胞器来分析唾液酸化EGFR的亚细胞定位。结果表明,METPLA不仅可以亚细胞定位糖蛋白,并且有很高的空间分辨率。我们认为,当EGFR主要处在单体状态时,识别EGFR胞外域(N;端)的抗体不能检测唾液酸化修饰的EGFR,但是利用识别EGFR胞内域(C;端)的抗体则可以。为了验证我们的猜测,我们把A549细胞血清饥饿过夜后加入EGF来诱导EGFR二聚化。随着EGF处理时间或剂量的增加,METPLA检测到的斑点状荧光信号也随之增加。我们通过抑制EGFR激酶活性来证明METPLA荧光信号来自于EGFR二聚化而非二聚化导致的激酶活化。因此,METPLA是一种检测EGFR二聚化的新型手段。另外,我们还检测了膜蛋白上的岩藻糖基化和O-连接糖基化,证明了该技术应用的广泛性。 总之,我们建立了一种高效检测特定蛋白糖基化的荧光成像技术-METPLA。这项技术可使我们更方便研究糖基化修饰对蛋白结构和功能的影响。