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超导磁体-傅立叶变换-离子回旋共振-质谱技术系统（FT-ICR MS）是目前所知的具有最高分辨率的质谱系统，目前的分辨率可达到100万（FWHM）以上，可用于原油极性组分、环境有机污染物及其代谢产物、海洋天然有机质、蛋白质及其他生物大分子等的精确质量测定、分子式计算、结构推算等。
该技术能够非常有效运用于一些复杂体系中有机化合物的分子表征，已经在原油组学与石油化工、油田化学、有机地球化学、海洋科学、生命科学、环境科学和材料科学等研究领域得到了广泛的应用。
傅立叶变换-离子回旋共振-质谱（FT-ICR MS）主要研究对象石油生物油天然水体气溶胶石油酸、氮化物硫化物、烃类多氧化合物腐殖酸类腐殖质生物医药生物大分子2016年有机地球化学国家重点实验室在中科院修购专项资金1000万的支持下购入了该质谱系统（型号：Bruker solariX XR 9.4T FT-ICR MS），配套液相色谱一台。
该系统配备的离子源有集成的MALDI和ESI双源，以及大气压化学离子源（APCI II ），能够与液相色谱联用。
目前该设备由科研人员1名、仪器管理人员1名以及流动人员（在读研究生）共同管理和运行。
实际样品检测结果20160715_JB_Neg_test_naphthenic acid_low concentration_ best_4M_cal_000002.d: -MS 20160721_JB_Neg_solvent_SRNOM_best_4M_64_cal_000002.d: -MS 20160830_LWM_neg_FM_2_bitumen_noon_final_000001.d: -MS20160726_JB_neg_Venezuela crude oil_low concentration_4M_cal_000002.d: -MS 200300400500600700m/z 环烷酸腐殖酸油砂沥青委内瑞拉原油R=450000。
几种天然中药材的光谱分析中药材作为一种独特的医药资源，具有广泛的治疗作用和药用价值。
然而，中药材的种类繁多，其品质和成分也因种类、生长环境、采摘时间等因素而异。
因此，中药材分析成为了一个重要的研究领域。
通过分析中药材的化学成分和光谱特征，可以有效地鉴别中药材的真伪优劣，提高中药材使用的安全性和有效性。
本文将介绍几种天然中药材的光谱分析及其应用。
光谱分析是一种通过分析物质对光线的吸收、反射和散射等特性，推断物质成分和结构的方法。
中药材的光谱特征主要包括吸收峰和指纹图。
吸收峰是指中药材在特定波长下对光线的吸收达到最大值的现象，可以反映中药材中特定成分的含量。
指纹图则是指中药材在多个波长下对光线的吸收、反射和散射等特性的图形表示，可以用来鉴别中药材的种类和真伪。
丹参是一种常见的中药材，具有活血化瘀、消肿止痛等作用。
通过对丹参进行光谱分析，可以发现其具有明显的紫外吸收峰和红外指纹图。
紫外吸收峰可以反映丹参中黄酮类成分的含量，而红外指纹图则可以用来鉴别丹参的真伪和质量。
黄芪是一种常用的中药材，具有补气固表、利水退肿等作用。
通过对黄芪进行光谱分析，可以发现其具有多个紫外吸收峰和红外指纹图。
紫外吸收峰可以反映黄芪中多种成分的含量，而红外指纹图则可以用来鉴别黄芪的品种和质量。
中药材光谱分析的应用主要表现在以下几个方面：通过分析中药材的光谱特征，可以有效地鉴别中药材的种类、真伪和质量。
例如，可以利用红外指纹图对中药材进行“形谱比对”，判断其是否为同一品种；利用紫外吸收峰可以反映中药材中特定成分的含量，判断其质量优劣。
通过对中药材的光谱特征进行分析，可以深入了解中药材的化学成分和结构，为新药开发和天然药物研究提供理论依据。
例如，可以利用光谱分析方法研究中药材中新的活性成分，发现新的药用价值。
农药残留是影响中药材质量和安全性的重要因素之一。
利用光谱分析技术可以快速、准确地检测中药材中农药残留量。
例如，可以利用气相色谱-质谱联用（GC-MS）方法对中药材中的有机氯农药残留进行检测和分析。
傅里叶变换离子回旋共振质谱技术简述及其在化工领域的应用杨秋霞，李雪莹，杨熙，林晨，潘云山，肖丽珊，叶绮云，王李平*(广东省测试分析研究所，广东省化学危害应急检测技术重点实验室，广东广州510070)Introduction and Application Progress of Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry in the field of Chemical IndustryYang Qiuxia,Li Xueying,Yang Xi,Lin Chen,Pan Yunshan,Xiao Lishan,Ye Qiyun,Wang Liping*(Guangdong Provincial Key Laboratory of Emergency Test for Dangerous Chemicals,Guangdong Institute of Analysis,Guangzhou510070,China)Abstract:The introduction and advantage of Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry(FT-ICR MS)were introduced firstly,and the application progress of FT-ICR MS in the field of chemical industry was described.The prospect of this technology was summarized in the finally.Keywords:fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry；petrochemical industry；accessory ingredient傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)是根据给定磁场中的离子回旋频率来测量离子质荷比的质谱仪，是现今分辨率最高的质谱仪器。
蛋白质分析技术之质谱法蛋白质是生物体内最为重要的有机大分子，既是构成细胞组织的基本单位，也是参与细胞代谢的重要分子。
而被称为“生命之光”的DNA也仅仅是蛋白质的编码者。
因此，全面了解蛋白质结构和功能对于深入理解细胞运作以及生命科学的研究都有着重要的作用。
而质谱法则是一种非常重要的蛋白质分析技术。
质谱法是一个非常灵敏、快速、高分辨率的蛋白质分析技术。
通过将样品通过质量分析器，分离样品中的离子，获得不同质量的信号，进而对分子进行分析。
质谱法对于蛋白质的结构分析、动态过程分析以及定量分析都有着非常重要的作用。
本文将从以下三个方面对质谱法进行深入讲解：一、质谱法基础质谱法有很多种不同的分析方法，比如MALDI-TOF、ESI-MS、Q-TOF等。
这些不同的质谱法对应着不同的离子化方式、分离模式和检测方式，都有各自的优缺点。
但无论哪种方法，都有一些基本的操作流程。
在质谱分析中，最根本的就是质量分析。
该过程要求先要将样品中的分子离子化，然后进行分离和检测。
常见的离子化方式有电子喷射（EI）、化学离子化（CI）、电喷雾（ESI）和基质辅助激光解吸飞行时间质谱（MALDI-TOF）。
此外，质量分析器也有不同的类型，先进的FTICR（傅立叶转换离子回旋共振质谱仪）可以对不同的离子进行分析，从而获得对应的质量谱峰。
二、蛋白质质谱分析质谱技术对于研究蛋白质分析十分重要。
具有相同分子量的蛋白质因为其各自的氨基酸组成不同而形成不同的质谱图。
通过质谱技术能够获得蛋白质分解物、多肽、蛋白质的修饰、蛋白质结构以及可解析计算蛋白质分子量。
相比于传统的蛋白质分析技术来说，质谱法的高灵敏度、高效率使得人们能够从低浓度的复杂蛋白质样品中分析出较小的蛋白质分子，拓宽了分析范围，获得了更多重要分析信息。
相对于其他的质谱分析方法，MALDI-TOF和ESI-MS技术在确定多肽组成和质量等信息方面表现出较大的区别。
基于MALDI-TOF的分析技术，样品的制备过程较为简单，允许大分子物质直接在样品板上进行脱离，加速了整个分析过程。
蛋白质的磷酸化修饰是生物体内重要的共价修饰方式之一。
蛋白质的磷酸化和去磷酸化这一可逆过程几乎调节着包括细胞的增殖、发育、分化、信号转导、细胞凋亡、神经活动、肌肉收缩及肿瘤发生等过程在内的所有生命活动。
目前已知有许多人类疾病是由于某些异常的磷酸化修饰所引起，而有些磷酸化修饰却是某种疾病所导致的后果。
在哺乳动物细胞生命周期中，大约有1/3的蛋白质发生过磷酸化修饰；在脊椎动物基因组中，有5%的基因编码的蛋白质是参与磷酸化和去磷酸化过程的蛋白激酶和磷酸（酯）酶。
磷酸化修饰本身所具有的简单、灵活、可逆的特性以及磷酸基团的供体ATP的易得性，使得磷酸化修饰被真核细胞所选择接受而成为一种最普遍的调控手段。
鉴于磷酸化修饰在生命活动中所具有的重要意义，探索磷酸化修饰过程的奥秘及其对细胞功能的影响已成为众多生物化学家及蛋白组学家所关心的内容。
用蛋白质组学的理念和分析方法研究蛋白质磷酸化修饰，可以从整体上观察细胞或组织中磷酸化修饰的状态及其变化，这对以某一种或几种激酶及其产物为研究对象的经典分析方法是一个重要的补充，同时提供了一个全新的研究视角，并由此派生出磷酸化蛋白质组学（phosphoproteomics）这一新概念。
在蛋白质组学水平进行磷酸化蛋白质的分析定量研究已引起人们广泛关注，各种技术也相应地发展起来.1.1 免疫亲和色谱富集磷酸化蛋白质最简单的方法就是用识别磷酸化氨基酸残基的特异抗体进行免疫共沉淀，从复杂混合物中免疫沉淀出目标蛋白质。
目前，仅有酪氨酸磷酸化蛋白质的单克隆抗体可以用来进行有效的免疫共沉淀。
这是因为该抗体具有较强的亲和力和特异性，可以有效地免疫沉淀酪氨酸磷酸化的蛋白质。
Imam-Sghiouar等人从B-淋巴细胞中通过免疫沉淀获得酪氨酸磷酸化的蛋白质，然后再用二维电泳分离技术并结合质谱分析方法，鉴定出多个与斯科特综合症相关的酪氨酸磷酸化的蛋白质。
由于抗磷酸化丝氨酸和苏氨酸抗体的抗原决定簇较小，所以令抗原抗体的结合位点存在空间障碍，特异性较差。
傅里叶变换离子回旋共振质谱的发展
傅里叶变换离子回旋共振质谱（FourierTransformIonCyclotronResonanceMassSpectrometry,FT-ICRMS）是质谱技术中的一种高分辨率、高精度的分析方法。
该技术利用磁场中的离子回旋频率与外加电场的频率匹配，使离子在磁场中做匀速圆周运动，从而实现精确质量测量。
该技术的发展经历了多个阶段。
最初，FT-ICR MS仅用于离子化学反应动力学研究。
随着仪器性能的不断提高，该技术被越来越多地应用于生物医学、环境科学、材料科学等领域。
近年来，FT-ICR MS 在蛋白质组学和代谢组学等领域的应用得到了广泛关注，并且成为了探索生命科学的重要工具。
随着FT-ICR MS技术的不断发展，其灵敏度、分辨率和质量精度都得到了显著提高。
同时，该技术还结合了其他分析技术，如液相色谱（LC）和气相色谱（GC），进一步提高了分析的有效性和可靠性。
相信在未来，FT-ICR MS技术将在更广泛的领域得到应用，为探索复杂化学和生命现象提供更为强大的支持。
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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。
傅里叶变换-离子回旋共振质谱与核磁共振一、引言傅里叶变换是一种数学工具，可以将函数在时域和频域之间进行转换。
离子回旋共振质谱（IRMS）和核磁共振（NMR）是利用傅里叶变换原理的仪器，在化学、生物学、药物研发等领域有重要应用。
本文将探讨傅里叶变换在离子回旋共振质谱和核磁共振中的应用，介绍其原理和技术特点。
二、离子回旋共振质谱离子回旋共振质谱是一种测定元素同位素比例的分析方法，主要用于地球科学、天文学和核物理等领域。
该技术利用离子在磁场中受到的洛伦兹力和外加交变电场引起的振荡来分析样品中同位素的含量。
离子回旋共振质谱仪的关键部分是储存环和检测系统，其中傅里叶变换在信号处理中起到重要作用。
离子回旋共振质谱仪通过加速器将样品中的原子或分子离子化，并将离子注入到一个磁场中。
离子在磁场中绕轴线做匀速回旋运动，并在外加的交变电场作用下产生振荡。
这种振荡会导致离子围绕轴线做径向运动，最终被探测器捕获。
离子的运动轨迹可以用复数表示，而复数的频谱可以通过傅里叶变换得到。
离子回旋共振质谱仪利用傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，从而可以得到样品中同位素的含量信息。
三、核磁共振核磁共振是一种通过核自旋共振现象来研究物质结构和性质的方法，广泛应用于化学、生物学、医学等领域。
核磁共振仪利用傅里叶变换原理进行信号处理，从而得到样品中核自旋共振频率的信息。
核磁共振仪的工作原理是利用样品中核自旋在外加磁场中的共振现象来获取样品信息。
当样品置于外加静磁场中时，核自旋会沿外加磁场的方向取向。
施加射频脉冲后，核自旋将发生共振现象并产生幅度衰减的自旋回波信号。
这个信号随时间变化，可以通过傅里叶变换将其转换为频谱信号，从而得到样品中核自旋共振频率的信息。
四、傅里叶变换在IRMS和NMR中的应用1. 信号处理傅里叶变换在离子回旋共振质谱和核磁共振仪中起着至关重要的作用。
离子回旋共振质谱仪通过傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，从而得到样品中同位素的含量信息。
蛋白质纯化后的评价标准在评价样品纯度之前，首-先需要鉴定待测杂质的类型，如核酸、碳水化合物、脂质、无关蛋白质、同工酶类、失活蛋白质，进而确定在特定溶液条件中, 能够区分假定杂质和目标蛋白质的理化特性(化学分析或物理特征）。
而纯度则是指待测杂质含量低于某个特定水平。
需要注意的是，上述说明中并没有要求描述杂质的性质。
纯化过程可能已将某一杂质的浓度降低到检测下限以下，但色谱峰中还有残留。
毫无疑问，表观纯度取决于所选择的测定方法及其灵敏度。
由于大多数分离方法都能够有效地去除非蛋白质类杂质，因此本文将主要介绍蛋白质样品中蛋白质类杂质的检测方法。
目前有一些高灵敏度的方法可用于检测样品中的杂质。
其中每种方法测定分子的一种特定物理特性。
方法的选择依赖于以下标准:①可用于检测的蛋白质的量；②待测杂质的性质;③所需的检测精度;④所需的检测灵敏度;⑤可能干扰到该方法的蛋白质及其溶剂特性。
蕞为简单和常用的方法是，经一次或多次分离后证实只有一种组分可被检测到。
若纯度标准为只可以存在一种可检测物质，则需用多种分离手段检测杂质。
当所选择的某种检测方法无法从主要分析物中分辨出一种未知杂质时，推荐使用正交的方法(orthogonal)。
蕞后，谨慎处理样品非常重要，这样可以防止在制备分析所用的样品过程中改变其杂质谱。
并且，洁净的环境、适宜的温度及适当材质的容器都会为分析提供帮助。
一、蛋白质的组成和活性分析一些方法能够量化氨基酸、特定辅基团或活性位点的摩尔数，可以用来评价蛋白质样品的纯度。
如果已知纯蛋白质的活性，那么单位活性测量可以用来检测相对纯度。
这些方法是间接的，因为总要将分析物假设为不含杂质的纯品，并将该假设纯品的量作为参照。
这些方法主要适用于纯化过程早期的多相系统，或适用于需要特殊环境来保持活性的分子(如膜蛋白）。
一般需要检测两项: 第1项是分析所用样品中蛋白质(或原料）的总量; 第二项是定量已知的活性对象或其他特殊的分析对象。
收稿日期:2002211204基金项目:国家自然科学基金资助项目(20175034)作者简介:作者简介:刘晗青(1979～),女(汉族),江苏省常州市人,硕士研究生,分析化学专业3通讯作者:郭寅龙(1962～),男(回族),博士,研究员,分析化学专业,E 2m ail :ylguo @pub .si oc .ac .cn第24卷第2期2003年5月质谱学报Jou rnal of Ch inese M ass Spectrom etry SocietyV ol .24 N o .2M ay 2003傅立叶变换-离子回旋共振质谱法在蛋白质分析中的应用刘晗青,郭寅龙3(中国科学院上海有机化学研究所,上海 200032)[作者简介]:刘晗青,2001年毕业于中国药科大学,2001级中科院上海有机化学研究所分析化学专业硕士研究生。
主要进行生物质谱方向的研究。
在郭寅龙研究员的指导下,进行生物样品微量分析的高灵敏间歇电喷雾方法学研究,在《化学学报》等刊物上发表论文两篇。
摘要:对傅立叶变换2离子回旋共振质谱(FT I CRM S )的仪器特点及FT I CRM S 在研究蛋白质结构鉴定、蛋白质翻译后修饰和蛋白组学中的应用等方面进行了综述和讨论。
给出参考文献45篇。
关键词:质谱学;蛋白质分析;综述;傅立叶变换2离子回旋共振质谱(FT I CRM S )中图分类号:O 657163;Q 51217 文献标识码:A 文章编号:100422997(2003)0223632071 傅立叶变换-离子回旋共振质谱的仪器特点傅立叶变换2离子回旋共振质谱法(FT I CRM S )是离子回旋共振波谱法与现代计算机技术相结合的产物。
傅立叶变换2离子回旋共振质谱法是基于离子在均匀磁场中的回旋运动,离子的回旋频率、半径、速度和能量是离子质量和离子电荷及磁场强度的函数,当对离子施加与其回旋频率相同的射频场作用时,离子将同相位加速至一较大的半径回旋,从而产生可被接受的类似电流的信号。
傅立叶变换2离子回旋共振质谱法所采用的射频范围覆盖了欲测定的质量范围,所有离子同时被激发,所检测的信号经过傅立叶变换,转换为质谱图。
傅立叶变换2离子回旋共振质谱仪的优点十分突出[1],主要优点如下:(1)容易获得高分辨率。
FT I CRM S 的分辨率在一个较宽的质荷比范围内极高,远远超过其它类型的质谱仪[2]。
在一定的频率范围内,只要在足够长的时间内进行采样,均可获得高分辨数据,这样就能获得高的质量准确性[3～5]。
用FT I CRM S 可得到精度很高的精确质量数,这对于得到离子的元素组成是很重要的。
Schu rch 等[6]用N 2羧基苯邻二甲酰亚胺标记,鉴于FT I 2CRM S 的高分辨率,鉴定肽段时质量误差仅为0.003D 。
Kelleher 等[7]根据FT I CRM S 的高分辨率,设计不用色谱分离直接鉴定出CH 3 CD 32标记的肽的方法;(2)便于实现串极质谱分析。
可完成多级(时间上)串联质谱的操作,由于它可提供高分辨的数据,因而信息量更丰富。
多级串联质谱中采用碰撞诱导解离(Co llisi on 2induced dissociati on ,C I D )技术,将待分析的多肽离子在碰撞阱中分离,选中合适的离子碎成碎片,并记录片段的离子谱图。
理论上,任何一个多肽的C I D 谱包含了鉴定该蛋白质足够的信息[8,9](主要指低碰撞能的C I D)。
这种技术不仅可以用于纯蛋白的分析,而且可用于多种蛋白质的酶解混合物分析,理论上每个蛋白质如果至少能有一个多肽离子产生C I D谱,就能鉴定出该蛋白质。
因此,可能简化蛋白质水解前繁复的纯化步骤,并且可以直接分析蛋白质的混合样品,这就恰好满足了蛋白组计划分析大量蛋白质的需要。
但到目前为止,C I D谱图的解析仍是蛋白组工作的一个瓶颈。
(3)便于使用外电离源并与色谱仪器联用。
FT I CRM S一般采用外离子化源,便于与各种色谱仪器联用。
除此之外,灵敏度高[10]、质量范围宽、速度快、性能可靠等也是FT I CRM S的优点。
许多研究证明了质谱成功用于蛋白质四种结构的研究,即一级结构(氨基酸的线性序列)、二级结构(氨基酸折叠成定义好的形状)、三级结构(全部的三维折叠)及四级结构(多蛋白复合物中折叠多肽的空间安排)。
但是到目前为止,质谱在蛋白组学中的应用主要还是集中于一级结构的研究。
2 傅立叶变换2离子回旋共振质谱在蛋白质一级结构分析中的应用传统上,蛋白质的鉴定是从头测序,多数是自动的,逐步的化学降解(Edm an降解)蛋白质,然后分离多肽片段[11]。
这些局部顺序依靠重叠的片段拼装组合出整个蛋白质的顺序,但是更多的用于探针从基因库分离出编码该蛋白的基因。
随着序列数据库的增大,很明显,即使相对较短或不完善的序列(缺口,模糊的残基)对蛋白质的鉴定都是很有用的。
当意识到质谱能比较理想的产生期望的数据时,用从蛋白质或多肽提取的信息和序列数据库相关联的方法,而不是从头测序进行蛋白质鉴定的观念已经逐渐地深入人心[12]。
2.1 准确质量测定对蛋白质结构分析的应用价值氨基酸顺序测定的第一步就是蛋白质分子量的确定,这能为测定蛋白质分子中多肽链的数目和用质谱方法测定各个肽段的氨基酸顺序提供最基础的数据。
质量准确性的提高不仅能提高数据库搜索的速度,还能大大提高鉴定的可信度[13～15]。
用丰度为99%的13C标记物培养基培养细菌,使磷脂中的12C被13C所取代,一旦C原子数已知,有n个碳原子质量数就会增加n,比较分别用ES I FT I CRM S和(C I D)FT I CRM S 测得的天然和99%丰度的13C标记物培养基中磷脂的谱图,准确质量测定使其元素组成为唯一的可能[16]。
D em irev等[17]组合使用完整蛋白质的准确质量测定和蛋白组数据库,显著提高了鉴定微生物的特异性。
H e等[18]最近组合使用了高的磁场(9.4T),大的Penn ing阱的直径(101.6 mm)及低的离子浓度,用Λ2ES I FT I CRM S检测两种肽时质量分辨能力很高,这有可能成为蛋白组学研究的新突破点。
ES I FT I CRM S的准确质量测定还能可信的证实不确定的离子组成[19]。
2.2 蛋白质分子中氨基酸序列的测定蛋白质一级结构测定的一个最灵敏和最普遍的方式就是先用二维聚乙酰胺凝胶电泳分离蛋白质混合物,以胰蛋白酶消解,质量分析(分辨和分离一个特别的肽段)并最终用质谱方法产生一个至少是部分的氨基酸一级结构。
肽质量图谱(Pep tide m ass m app ing)是蛋白质一级结构测定一种最常用的手段。
肽质量图谱是基于序列特异性蛋白酶水解蛋白质衍生出来的肽的一个基团的准确质量的测定,是蛋白质鉴定的一个高效的方法。
不同氨基酸序列的蛋白质用序列特异性的蛋白酶水解后将会产生一系列该蛋白独特的质量指纹。
因此,如果用选择好的质量数(观察到的肽质量指纹)在一个包含有该特异蛋白的序列数据库中搜索,该蛋白就能依赖这个数据库正确的鉴定了。
采用纳流量液相色谱与傅立叶变换2离子回旋共振质谱联用,提供了一系列的胰蛋白酶消解后的母离子和子离子的质量,质量的准确性达到了10-6数量级,从而进一步确证了人肝的三种二乙酰基还原酶[20]。
另外采用n2ES I FT I CRM S在pm o l数量级的灵敏度上获得了蛋白质消解物的准确的质量指纹图谱,缩小了数据库的搜索范围并降低了搜索的噪声,测得了该种乙醛氧化酶的序列[21]。
应用ES I FT I CRM S和红外多光子解离(I R m u lti p ho ton dissociati on, I RM PD)可对一种糖激酶进行分子量和肽的一级结构的精确测定[22]。
2.3 蛋白质分子中二硫键位置的确定蛋白质分子中常有二硫键作为共价键交联463质谱学报 第24卷 一条多肽链链内或多条多肽链链间的两个半胱氨酸,确定二硫键的位置对于鉴定蛋白质一级结构有着重要意义。
近来Ge Y ing等[23]用电子捕获解离(E lectron cap tu re dissociati on,ECD)技术成功地对大肠杆菌的细胞抽提物中催化维生素B1生物合成的几种酶进行了二硫键等全面的结构鉴定。
2.4 在分析蛋白质表达上的应用获得蛋白质表达程度方面的信息是很有价值的,因为这是一个给定细胞的特征状态,直接反映了该细胞的生理功能,并且和信使核糖核酸(M essager ribonucleic acid,m RNA)表达的程度不直接相关。
常用的方法是用稳定性同位素标记(如2H,13C,15N等)。
样品中所有的肽以相同的序列对出现,但是质量不同。
因为这些肽对有相同的物化性质,它们在分离和离子化时就能表现相同的性质。
因此,低质量和高质量成分的信号强度的比就能提供一个可信的准确的这两种肽的相对比例。
Sm ith等[24]用贫化天然丰度极低的同位素(如贫化13C,15N,2H)标记的培养基和普通培养基培养细胞,为所有待检测的蛋白质提供了“内标”。
将用普通的细胞与标记的细胞在样品处理过程前混合,这样就排除了细胞裂解、分离和质谱分析引入的实验误差。
最后,用FT I CRM S 检测并比较了200种不同的蛋白质。
后来发展了更高效方便的定量方法——同位素编码亲和标记法(Iso top e2coded affin ity tags,I CA T)[25]。
这种方法是用重的同位素试剂(d8)和一般试剂(d0)对半胱氨酸选择性烷基化。
混合两种蛋白质的混合物,用胰蛋白酶水解,通过一个单体抗生物素蛋白的琼脂糖柱子,富集有生物素标记的蛋白质。
用微毛细管液相色谱2电喷雾电离串级质谱(L C2ES I2M S M S)选择性分离,I CA T2标记的肽对的离子信号强度就可以精确的提供两种蛋白的定量信息,随后的M S M S可以用来鉴定该种蛋白质。
I CA T试剂的使用同时实现了蛋白质的定性和相对定量[26]。
3 傅立叶变换2离子回旋共振质谱在研究蛋白质翻译后修饰中的应用生物活性的肽要表达它们的生物活力,就要在细胞中通过一系列的生物过程来合成,这一系列的过程起始于转录,然后翻译成前体蛋白。
新生的前体蛋白再通过内质网,高尔基复合体等转运时发生蛋白水解和翻译后修饰生成有活力的肽。
重要的翻译后修饰包括蛋白质水解、酰基化、羧基化、糖基化、脂化、胺化、磷酸化和硫酸化。
蛋白质经过这样的修饰,在结合、催化、调节以及物理性质等方面都被赋予了新的功能。
3.1 蛋白质分子中磷酸化肽的序列的分析仅次于蛋白质水解,蛋白质磷酸化是最重要和独特的一种翻译后修饰。
能进行磷酸化的氨基酸有丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸。
蛋白质磷酸化和去磷酸化的重要性在于在细胞信号传递过程中的作用及对许多蛋白质、激素、神经递质和肽等保持生物功能的关键性作用。
