质谱在蛋白质分析中的应用

导读

蛋白质组学是基因组研究的继续，以基质辅助激光解吸附飞行时间质谱和电喷雾质谱为代表的现代生物质谱技术，为蛋白质组的研究提供了必要的技术手段。主要通过获取蛋白质、多肽的分子量以及修饰片段的信息，研究蛋白-蛋白间相互作用、翻译后修饰乃至基因表达水平的变化等方面的情况，从而扩充和完善蛋白质组学的研究。

蛋白质组学的科学研究之所以能够取得蓬勃的发展，主要依赖于生物质谱技术的飞速发展以及高通量分离和分析技术的突破性进步。一些新的构造的具有高潜能的质谱仪被引入到蛋白质组学研究中并产生深刻影响。首先是质谱技术尤其是“软电离源”技术——电喷雾和基质辅助激光解析离子源的发展，使之成为检测微量甚至是痕量蛋白质分子的重要手段。高通量、高效的分离技术和大规模、高效率、高准确性地鉴定一个组织或细胞乃至亚细胞中的全部蛋白质以及利用稳定同位素标记方式与多维分离-串级质谱实现大规模的蛋白质定量分析也已经使得生物质谱成为实现这一目标的核心分析技术。生物信息学的建立形成了国际性的科学大协作。蛋白质组学研究的进一步深入，将对了解疾病的发生和药物的筛选起到决定性的作用。

蛋白质的分析鉴定

01

蛋白质分子量测定

随着质谱技术的发展，分子量的测定已从传统的有机小分子扩展到了生物大分子。MALDI-MS技术以及极高的灵敏度、精确度在蛋白质分析中得到了广泛的应用。该技术不仅可测定各种疏水性、亲水性和糖蛋白的分子量，还可以测定蛋白质混合物的分子量。这可认为是蛋白质分析领域的一项重大突破。

02

肽指纹图谱

质谱技术作为蛋白质组研究的三大支撑技术之一，除了用于多肽，蛋白质的分子量测定外，还广泛的应用与肽指纹图谱测定及氨基酸序列测定。

肽指纹图谱（Peptide Mass Fingerprinting PMF）测定是对蛋白酶解或降解后所得多肽混合物进行质谱分析的方法。质谱分析所得肽断与多肽蛋白数据库中蛋白质的理论肽断进行比较，判断出所测蛋白是已知还是未知。由于不同的蛋白质具有不同的氨基酸序列，不同蛋白质所得肽断具有指纹特征。采用肽指纹谱的方法已对酵母、大肠杆菌、人心肌等多种蛋白质组进行了研究。对肽序列的测定往往要应用串联质谱技术，采用不同的技术选择特定质核比的离子，并对其进行碰撞诱导解离，通过分析肽断的断裂情况推导出肽序列。

目前生物质谱被认为是大规模、高通量进行蛋白结构鉴定的首选工具。由于通过LC-MS/MS可直接鉴定蛋白混合物，因此将来有望不通过2-D就能研究蛋白质组。生物质谱的优势在于它能帮助我们研究蛋白-蛋白间相互作用、翻译后修饰乃至基因表达水平的变化等，具有极大的应用前景。