【ASMS 2017】美国波士顿大学凯瑟琳•科斯特洛博士摘得2017年度质谱杰出贡献奖！聚糖和糖缀合物串联质谱开发贡献卓著！

一、凯瑟琳•科斯特洛博士个人简介

Dr. Catherine E. Costello(凯瑟琳•科斯特洛博士)

凯瑟琳•科斯特洛

William Fairfield Warren杰出教授

波士顿大学医学院

生物医学质谱中心

Catherine E. Costello博士，波士顿大学医学院教授，主要研究领域为生物化学、细胞生物与基因组学、生理与生物物理学。

博士毕业于乔治敦大学，在麻省理工学院从事博士后研究工作。在1994年创办波士顿大学医学院生物医学质谱中心，该研究中心以质谱为手段，主要研究糖生物学、蛋白质翻译修饰、生物活性脂质、心血管疾病和传染病等。

二、聚糖和糖缀合物的串联质谱开发的贡献

Costello教授的研究通过以灵敏和高通量的方式对游离聚糖和糖缀合物进行全面的结构表征，已经彻底改变了糖组学。在20世纪80年代，她是第一个认识到结合新兴软电离技术与串联质谱法鉴定聚糖的潜力的人。直到今天，她1988年出版的定义聚糖解离命名的出版物仍然被高度引用。

Costello教授描述了在单串联质谱法步骤中，在聚糖上产生最大程度的结构细节的策略。她认识到，虽然碰撞解离提供了有用的信息，但其效用受到关键交叉切割产生的低丰度的限制。她为聚糖和糖缀合物开发了活化的电子解离方法，这在本质上更有效地用于产生交叉环切割。这包括解离机理和金属阳离子化影响的研究。

Costello教授及其同事还利用电子基活化/解离方法开创了聚糖和糖缀合物的傅立叶变换质谱，并在时间上证明了这些方法与在线LC-串联MS相容。Costello教授是第一位展示完整糖蛋白自上而下的串联质谱分析方法的研究人员。这很重要，因为大多数细胞表面和分泌的蛋白质是糖基化的，并且生物医学的进展取决于表征糖基化蛋白质形式的能力。

Costello教授的研究活动定义了聚糖和糖缀合物串联质谱法中的现有技术状态。这些成就解决了生物医药对聚糖和糖缀合物高通量测序的需求，以及完整糖蛋白的自上而下分析。

三、Costello教授实验室及其研究工作

Catherine E. Costello教授实验室是由美国国立卫生研究院全国普通医学研究所资助。其研究的目的是建立生物大分子的详细结构以了解其构效关系的影响或反映与生长发育、健康和疾病相关的生物过程。

实验室新方法的发展特别关注的是在糖生物学的应用需求方面，因为糖及其缀合物（糖蛋白、糖脂等）参与包括靶向免疫系统识别，神经系统生长发育、感染，癌变作用以及其他关键的生物反应等，具有重要的生理意义。

现阶段，对复杂分子结构的特征分析技术远远落后于线性聚合物的分析方法（如蛋白质和寡核苷酸），因此有必要进一步完善复杂分子的结构分析方法。最新研发的质谱离子化方法和先进的分离、检测手段可以完成对微量（低至皮摩尔）复杂混合物的结构研究，这进一步提升了对复杂分子结构的分析能力。在其实验室的研究规划中，将继续细化和延伸他们的质谱分析方法，并且和波士顿大学医学院和美国以外的其他研究机构合作，用于生物大分子的研究。

目前主要发展项目：

1. 基于基质辅助激光解吸/电离（MALDL）的质谱成像技术，主要应用于慢性创伤脑部病变和外伤性脑损伤的诊断；

2. 离子迁移质谱，主要用于糖、糖缀合物、蛋白质复合物的结构表征；

3. 电子解离技术，用于探究糖、糖缀合物的裂解途径。

目前主要协作研究：

包括在癌症、信号传导、传染病以及氧化应激反应所产生的蛋白质的翻译修饰等方面的聚糖映射和结构测定；莱姆病和类风湿性关节炎的抗原表达；基于质谱技术的脑损伤诊断；研究系统性淀粉样变性和朊病毒疾病中蛋白质的错误折叠。

四、Costello教授主要荣誉及代表性论文

Catherine E. Costello教授担任国际质谱基金会的主席，美国HUPO协会和马其他基金协会的主要负责人，美国化学协会顾问以及多个杂志的编委。她曾担任美国质谱学会主席（2002-2004）和人类蛋白质组组织主席（2011-2012）。因在蛋白质组学的研究和贡献而获得HUPO奖章，以及IMSF的汤姆森奖章和美国化学学会的富兰克林奖。

目前，Catherine E. Costello教授已经发表超过350篇学术文章，涉及领域包括生理学、生物物理学、生物化学、细胞生物与基因组学、蛋白组学等。

代表性论文：

PUBLISHED ON 4/7/2017

Pianta A, Arvikar S, Strle K, Drouin EE, Wang Q, Costello CE, Steere AC. Evidence of the Immune Relevance of Prevotella copri, a Gut Microbe, in Patients With Rheumatoid Arthritis. Arthritis Rheumatol. 2017 May; 69(5):964-975. PMID: 27863183.

PUBLISHED ON 3/30/2017

Glaskin RS, Khatri K, Wang Q, Zaia J, Costello CE. Construction of a Database of Collision Cross Section Values for Glycopeptides, Glycans, and Peptides Determined by IM-MS. Anal Chem. 2017 Apr 18; 89(8):4452-4460. PMID: 28323417.

PUBLISHED ON 2/8/2017

Haserick JR, Leon DR, Samuelson J, Costello CE. Asparagine-Linked Glycans of Cryptosporidium parvum Contain a Single Long Arm, Are Barely Processed in the Endoplasmic Reticulum (ER) or Golgi, and Show a Strong Bias for Sites with Threonine. Mol Cell Proteomics. 2017 Apr; 16(4 suppl 1):S42-S53. PMID: 28179475.

PUBLISHED ON 12/29/2016

Chandler KB, Leon DR, Meyer RD, Rahimi N, Costello CE. Site-Specific N-Glycosylation of Endothelial Cell Receptor Tyrosine Kinase VEGFR-2. J Proteome Res. 2017 Feb 03; 16(2):677-688. PMID: 27966990.

PUBLISHED ON 11/22/2016

Liu Y, McBride R, Stoll M, Palma AS, Silva L, Agravat S, Aoki-Kinoshita KF, Campbell MP, Costello CE, Dell A, Haslam SM, Karlsson NG, Khoo KH, Kolarich D, Novotny MV, Packer NH, Ranzinger R, Rapp E, Rudd PM, Struwe WB, Tiemeyer M, Wells L, York WS, Zaia J, Kettner C, Paulson JC, Feizi T, Smith DF. The minimum information required for a glycomics experiment (MIRAGE) project: improving the standards for reporting glycan microarray-based data. Glycobiology. 2016 Nov 22. PMID: 27993942.

PUBLISHED ON 11/9/2016

Wang YH, Meyer RD, Bondzie PA, Jiang Y, Rahimi I, Rezazadeh K, Mehta M, Laver NM, Costello CE, Rahimi N. IGPR-1 Is Required for Endothelial Cell-Cell Adhesion and Barrier Function. J Mol Biol. 2016 Dec 04; 428(24 Pt B):5019-5033. PMID: 27838321.

PUBLISHED ON 11/7/2016

Wang Q, Drouin EE, Yao C, Zhang J, Huang Y, Leon DR, Steere AC, Costello CE. Immunogenic HLA-DR-Presented Self-Peptides Identified Directly from Clinical Samples of Synovial Tissue, Synovial Fluid, or Peripheral Blood in Patients with Rheumatoid Arthritis or Lyme Arthritis. J Proteome Res. 2017 Jan 06; 16(1):122-136. PMID: 27726376.

PUBLISHED ON 10/31/2016

Villar RF, Patel J, Weaver GC, Kanekiyo M, Wheatley AK, Yassine HM, Costello CE, Chandler KB, McTamney PM, Nabel GJ, McDermott AB, Mascola JR, Carr SA, Lingwood D. Reconstituted B cell receptor signaling reveals carbohydrate-dependent mode of activation. Sci Rep. 2016 Oct 31; 6:36298. PMID: 27796362.

PUBLISHED ON 9/23/2016

Bandini G, Haserick JR, Motari E, Ouologuem DT, Lourido S, Roos DS, Costello CE, Robbins PW, Samuelson J. O-fucosylated glycoproteins form assemblies in close proximity to the nuclear pore complexes of Toxoplasma gondii. Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Oct 11; 113(41):11567-11572. PMID: 27663739.

PUBLISHED ON 9/21/2016

Struwe WB, Agravat S, Aoki-Kinoshita KF, Campbell MP, Costello CE, Dell A, Ten Feizi, Haslam SM, Karlsson NG, Khoo KH, Kolarich D, Liu Y, McBride R, Novotny MV, Packer NH, Paulson JC, Rapp E, Ranzinger R, Rudd PM, Smith DF, Tiemeyer M, Wells L, York WS, Zaia J, Kettner C. The minimum information required for a glycomics experiment (MIRAGE) project: sample preparation guidelines for reliable reporting of glycomics datasets. Glycobiology. 2016 Sep; 26(9):907-910. PMID: 27654115.