PEAKS GlycanFinder是一款用于深度糖蛋白质组学分析的综合性软件，可以很好地分辨糖链结构。它利用基于糖肽的方法来分析LC-MS/MS数据中的糖蛋白。PEAKS GlycanFinder集成了糖库搜索和糖的从头测序[1]，提升N-和O-聚糖的鉴定和定量。并开发了基于深度学习的算法来解决糖基化位点和糖基结构的模糊匹配问题。
特色功能
- 集成糖蛋白质组学和糖组学解决方案 – 鉴定和定量完整的糖肽和释放的聚糖。新增功能！
- 对 N-连接和 O-连接聚糖进行深入的糖谱分析，具有结构可靠性 – 增强的糖组学和糖蛋白质组学分析，具有糖基结构的可信度。新增功能！
- 全面的糖基化位点分析 – 利用多种酶消化物实现更广泛、更详细的糖基化位点全景分析。
- 准确、灵活的定量分析，适用于发现和靶向方法——支持无标记和标记的糖肽定量，以满足不同的实验需求，并支持 PRM 方法进行靶向定量。新增功能！
- Glycan de novo 测序 – 发现新型游离寡糖。
- 供应商中立的数据兼容性 – 处理来自 Orbitrap、timsTOF 和 ZenoTOF 仪器的数据，以实现无缝、独立于平台的分析。
- 直观的可视化和报告 – 增强的图形用户界面 （GUI），用于简化验证、数据探索和报告。
蛋白糖基化
蛋白质糖基化是指糖基或聚糖附着在蛋白特定氨基酸上的反应，是最重要的翻译后修饰之一，在众多生物学过程中起着关键作用。据估计，蛋白质组中50%以上的蛋白质是糖蛋白。聚糖是一种基于碳水化合物的异质结构，可以是线性的，也可以是支链的，附着在糖蛋白内的氨基酸侧链上。糖蛋白中的聚糖可分为N糖，即与天冬酰胺氮原子(N)结合，或O糖，即与丝氨酸(S)或苏氨酸(T)侧链的氧原子结合。重要的是，糖基化可以影响蛋白质的结构、稳定性和功能，对生理和病理功能都有很大影响。
糖蛋白质组学与质谱
糖蛋白质组学是从给定的细胞或组织蛋白质组中鉴定聚糖和相关的糖基化位点。来自MS/MS的碎片数据用于鉴定糖基化位点及其附着的N糖或O糖的结构。过去，基于LC-MS/ MS的糖蛋白质组学研究一直面临糖的结构异质性问题，即每个多肽可能存在多个糖基化位点，并且相同的聚糖组成可能包含多个不同的结构。
PEAKS GlycanFinder就是为了应对这些挑战所进行设计的。将所有肽谱匹配(PSMs)一致的结果用于确定糖基化位点。通过多种酶联合酶切，PEAKS GlycanFinder可提供非常准确的糖基化位点分析。如果多个候选糖链与某一糖谱相匹配，则为每个候选糖链计算一个S-Score。此外，糖的从头测序克服了糖库不完整的阻碍。
糖蛋白组的完整糖肽定性与定量
对于糖蛋白质组，PEAKS® GlycanFinder提供两个工作流来对N糖和O糖基化肽段进行定性和定量分析。Glycan Site Profiling工作流用于分析糖基化位点，结果可汇总展示多酶切质谱数据各自鉴定到的肽段。Glycan Sample Profiling工作流用于糖蛋白、糖肽和非糖肽水平的非标记和标记定量分析。
深入了解游离寡糖异质性 – 游离寡糖分析和糖基化位点分析
为了确保糖蛋白组的更深入覆盖，Glycan Site Profiling工作流提供了位点异质性的详细视图，揭示了每个糖基化位点上不同糖型的分布和丰度。通过PEAKS特有的整合多个酶切样本的质谱数据，全面揭示每个糖基化位点的糖谱，提升可信度。
此外，PEAKS® GlycanFinder使用Charge Lookup策略提升糖肽定量分析的重现性，即使有些Feature存在MS2谱图缺失，也能确保所有检测到的糖肽Feature参与计算。
价态匹配(Charge LookUp)
肽段经雾化电离后，通常会产生几种不同价态的母离子，但并不是所有母离子都能产生对应的二级谱。通常，PEAKS只计算有鉴定信息的母离子的特征峰面积用作该肽段的定量。因此，如果糖肽中某些价态的母离子未得到鉴定结果，该肽段的定量就会受到影响。为了得到更准确的糖肽定量信息，PEAKS GlycanFinder采用价态匹配（Charge Lookup）的方式来寻找同一多肽的所有母离子，然后将所有母离子的特征峰用于对应糖肽的定量。下面的图 3 显示了一个例子，其中使用一个未鉴定糖肽的特征进行糖基分析。
糖肽和糖蛋白的定量
Glycan Sample Profiling工作流可以进行完整糖肽和糖蛋白的可靠鉴定和定量，支持非标记和报告离子定量方法。
非标记定量
基于不同样本中肽段特征峰的相对丰度进行定量，并通过Match Between Runs对不同样本中同一肽段的特征峰进行匹配。
报告基因离子定量
基于不同标签产生的报告离子信号强度实现相对定量，支持商业化试剂iTRAQ/TMT或用户自定义标签。
基于 LC-MS/MS 的糖组定性与定量
通过PEAKS® GlycanFinder新增的Released Glycan Sample Profiling工作流，用户可轻松实现糖组学的分析。软件内置一些常见聚糖的修饰，也支持用户自定义，并可以进行游离糖的报告离子定量分析。
为糖蛋白组研究扩充糖组学数据
PEAKS® GlycanFinder支持糖基修饰和加合离子分析，以及交叉环（crossing ring）注释，因此使得糖谱注释和鉴定更加准确。
游离糖报告基因离子定量
报告离子定量使得游离糖的定量更加准确，提升了糖定量的灵敏性和重现性，为不同样本间糖的组成和含量变化研究提供更加可靠的数据支持。
靶向糖肽定量
PEAKS GlycanFinder 2.5的PRM 工作流可实现糖肽的靶向定量分析，根据用户自定义的transition list，提供目标糖肽的定量结果和MS2谱图注释。
Glycan Network-破译功能性糖基的关联
Glycan Network展示了各种糖型之间的关联，每条边连接的两个糖之间仅有一个糖单元组成不同，因此可将具有共同核心结构的、末端不同的糖全面可视化。以下图形表明存在两个糖合成和加工的路径【1】。
GlycanFinder特有功能
糖基化结构特异性 s-score
糖肽上的相关聚糖被赋予s-score（%），这表明在聚糖数据库中匹配的聚糖结构的置信度。
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对于数据库中具有相同组成的候选游离寡糖，候选游离寡糖按匹配的游离寡糖 Y-ion 计数排序。分数越高越好。100% 表示只有 1 个结果，这是最佳匹配。0% 表示 top1 和 top2 结果非常相似，我们不能自信地说结果是最佳匹配。
图 11 展示了使用 S -score来区分具有相同游离糖组成的两个结构。两种候选药物具有相同的序列和糖基部分 （HexNAc）4（Hex）3（Fuc）1。镜像图提供了碎裂离子的视觉证据，有助于确定哪种结构对应于鉴定出的游离寡糖。
Glycan de novo 测序
当糖肽谱无法与数据库匹配时，PEAKS GlycanFinder将执行N-聚糖的从头测序。这可以帮助用户找到数据库中没有考虑到的其他聚糖结构。
参考文献
[1]Pinho, S., Reis, C. Glycosylation in cancer: mechanisms and clinical implications. Nat Rev Cancer 15, 540–555 (2015). https://doi.org/10.1038/nrc3982
[2]Sun, W., Zhang, Q., Zhang, X. et al. Glycopeptide database search and de novo sequencing with PEAKS GlycanFinder enable highly sensitive glycoproteomics. Nat Commun 14, 4046 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-39699-5
[3]Korkola, N., Jurcic, K. PEAKS GlycanFinder 2.5: Launching a New Era for Glycoproteomics and Glycomics. Bioinformatics Solutions Inc (2025). https://www.bioinfor.com/peaks-glycanfinder-2-5-launching-a-new-era-for-glycoproteomics-and-glycomics