ABSTRACT The densely glycosylated spike (S) proteins that are highly exposed on the surface of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) facilitate viral attachment, entry, and membrane fusion. We have previously reported all the 22 N -glycosites and site-specific N -glycans in the S protein protomer. Herein, we report the comprehensive and precise site-specific O-glycosylation landscapes of SARS-CoV-2 S proteins, which were characterized using high-resolution mass spectrometry. Following digestion using trypsin and trypsin/Glu-C, and de-N-glycosylation using PNGase F, we determined the mucin-type (GalNAc-type) O-glycosylation pattern of S proteins, including unambiguous O -glycosites and the 6 most common O -glycans occupying them, via Byonic identification and manual validation. Finally, 43 O -glycosites were identified in the insect cell-expressed S protein. Most glycosites were modified by non-sialylated O -glycans such as HexNAc(1) and HexNAc(1)Hex(1). In contrast, 30 O -glycosites were identified in the human cell-expressed S protein S1 subunit. Most glycosites were modified by sialylated O -glycans such as HexNAc(1)Hex(1)NeuAc(1) and HexNAc(1)Hex(1)NeuAc(2). Our results are the first to reveal that the SARS-CoV-2 S protein is a mucin-type glycoprotein; clustered O -glycans often occur in the N- and the C-termini of the S protein, and the O -glycosite and O -glycan compositions vary with the host cell type. These site-specific O-glycosylation landscapes of the SARS-CoV-2 S protein are expected to provide novel insights into the viral binding mechanism and present a strategy for the development of vaccines and targeted drugs.

The glycoprotein spike (S) on the surface of SARS-CoV-2 is a determinant for viral invasion and host immune response. Herein, we characterized the site-specific N-glycosylation of S protein at the level of intact glycopeptides. All 22 potential N-glycosites were identified in the S-protein protomer and were found to be preserved among the 753 SARS-CoV-2 genome sequences. The glycosite occupancy by different glycoforms exhibited remarkable heterogeneity in human cell-expressed protein subunits, including up to 157 N-glycans, mainly of the complex type. In contrast, the insect cell-expressed S protein contained 38 N-glycans, primarily of the high-mannose type. Our results revealed that the glycan types were highly determined by the differential processing of N-glycans among human and insect cells. This N-glycosylation landscape and the differential N-glycan patterns among distinct host cells are expected to shed light on the infection mechanism and present a positive view for the development of vaccines and targeted drugs.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.