质谱在蛋白研究中应用
- 格式:docx
- 大小:21.40 KB
- 文档页数:6
为什么蛋白质测序有用?蛋白质测序是一种通常利用质谱(MS)来确定蛋白质氨基酸编码的方法。
在质谱法发展之前,Edman降解是主流方法,它是一种逐步降解肽以推导氨基酸顺序的方法。
如今,质谱因其易用性和高通量能力而受到青睐。
蛋白质测序经常与DNA测序进行比较,因为两者都用于生物学鉴定。
在一些场景下,研究人员可能会选择蛋白质测序而不是DNA测序。
首先,与DNA测序相比,蛋白质测序产生的序列文库随机匹配明显更少。
这是因为DNA依赖于四个碱基(A、T、C、G)。
因此,两个不相关的DNA序列偶然具有25%的相似性。
相比之下,蛋白质序列可以由20种不同的氨基酸生成,因此具有更高的灵敏度。
此外,尽管DNA数据库目前要广泛得多,但与蛋白质数据库相比,它们受到更多冗余序列的困扰。
这意味着研究人员可以预期在蛋白质测序中遇到更少的随机命中。
其次,虽然DNA测序为了解可能产生的潜在细胞蛋白提供了一个窗口,但蛋白质测序还可以提供有关翻译后修饰(PTMs)的信息,PTMs对蛋白质的结构和功能很重要。
因此,蛋白质测序在识别分子途径中存在的实际效应物方面特别有用。
蛋白质从头测序蛋白质从头测序的目的是在给定MS光谱的情况下重建肽/蛋白质的氨基酸序列,而无需依赖先前建立的数据库。
这种强大的方法是表征蛋白质,特别是新的蛋白质序列的关键。
蛋白质从头测序在抗体测序方面备受关注。
抗体是我们免疫系统中必不可少的分子,是诊断和治疗领域的宝贵工具。
在标准商业条件下,一旦给动物接种了所需的抗原,抗体就开始产生了。
这驱动了免疫反应,包括浆细胞的遗传超突变和重排,从而产生多克隆抗体。
使用杂交瘤生成和单B细胞测序等分子技术,研究人员可以从混合物中分离出单个克隆(单克隆抗体)。
严谨地是,用相同的抗原对原始动物进行免疫将产生不同批次的单克隆抗体——每批抗体都具有独特的特异性活性。
在这种情况下,DNA测序可用于鉴定匹配的抗体;然而,由于它涉及广泛的生物信息学分析和详细的工作流程,研究人员通常会选择另一种方法。
百泰派克生物科技
串联质谱鉴定蛋白质
串联质谱鉴定蛋白质原理
串联质谱通过检测在质谱中获得的肽段碎片的分子质量来鉴定蛋白质,鉴定内容包括蛋白质的分子质量、蛋白质或多肽一级结构以及修饰位点等。
经过酶解的肽段在质谱仪中按照一定的规律解离成不同系列的离子,通过分析不同系列相邻离子的质量差等质谱数据推算氨基酸的质量及序列,进一步分析得到蛋白或多肽的分子质量和结构等信息。
串联质谱鉴定蛋白质技术
蛋白质串联质谱鉴定技术基于肽段中氨基酸序列的特异性对蛋白质进行鉴定,一次性分析蛋白酶解的所有肽段,解析其序列,比传统的蛋白质鉴定方法更简便、更准确、灵敏度更高。
适当调整后还可以鉴定蛋白翻译后修饰。
串联质谱技术在蛋白组学研究中发挥着越来重要的作用,已成为蛋白组学研究最先进的工具。
百泰派克生物科技使用Thermo公司最新推出的Obitrap Fusion Lumos质谱仪结合Nano-LC,可实现来自蛋白质提取物、SDS-PAGE蛋白条带、2D蛋白胶点、pull-down及co-IP等样品中的蛋白质进行高效精准的蛋白质谱鉴定服务,欢迎免费咨询152-****7680。
蛋白质间的相互作用存在于生物体每个细胞的生命活动过程中,互交叉形成网络,成细胞中一系列重要生理活动的基础。
其中,多数蛋白质是通过与配体分子结合或者是作为1个大的生物复合体的一部分,与细胞完整性维持、遗传物质复制、基因表达调控、信号转导、免疫应答等一系列生命过程。
研究蛋白质间相互作用的方式和程度,将有助于蛋白质功能的分析、疾病致病机理的阐明和治疗和新型药物的开发等众多难题的解决。
因此,确定蛋白质间相互作用关系、绘制相互作用图谱已成为蛋白质组学研究的热点。
近年来有许多方法被用于蛋白质相互作用的研究,酵母双杂交技术,免疫共沉淀技术,串联亲和纯化技术,化学交联技术,蛋白质芯片技术,荧光共振能量转移技术,噬菌体展示技术等。
酵母双杂交技术Fields和song等首先在研究真核基因转录调控中建立起来的,是在真核细胞中检测蛋白质与蛋白质之间的相互作用的方法。
该系统是通过两个分别称之为“诱饵蛋白”和“捕获蛋白”的融合蛋白形成一个完整的转录激活因子,从而激活报告基因的表达,通过在营养缺陷型培养基上生长或呈现显色反应来检测系统的功能。
酵母双杂交系统可在全基因组规模上进行蛋白质一蛋白质相互作用高通量的研究。
免疫共沉淀技术免疫共沉淀是利用抗原和抗体的特异性结合以及细菌的Protein A或G特异性地结合到免疫球蛋白的Fc片段的现象开发出来的方法。
其基本原理是,在细胞裂解液中加入抗兴趣蛋白的抗体,孵育后再加入与抗体特异结合的结合于Agarose珠上的Protein A或G,若细胞中有与兴趣蛋白结合的目的蛋白,就可以形成这样一种复合物:“目的蛋白—兴趣蛋白—抗兴趣蛋白抗体—Protein A或G”,经变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,复合物又被分开。
然后经免疫印迹或质谱检测目的蛋白。
这种方法得到的目的蛋白是在细胞内与兴趣蛋白天然结合的,符合体内实际情况,得到的结果可信度高。
这种方法常用于测定两种目标蛋白质是否在体内结合;也可用于确定一种特定蛋白质的新的作用搭档。
质谱鉴定蛋白与成分的结合位点质谱技术是一种用于鉴定和表征复杂蛋白与小分子成分之间结合位点的强大工具。
质谱是一种基于分子质量-电荷比的分析技术,可以通过测量分子的质量和相对丰度来确定目标蛋白与成分之间的配对关系。
质谱鉴定蛋白与成分的结合位点的原理是利用蛋白质和成分之间的非共价相互作用,例如氢键、离子键、范德华力、疏水效应等。
通过这些相互作用,蛋白质可以与成分形成稳定的结合,并在质谱测量中保持这种稳定的配对关系。
质谱鉴定蛋白与成分的结合位点的方法通常涉及以下步骤:样品制备、蛋白-成分复合物的分离、质谱测量和数据分析。
下面将详细介绍这些步骤。
首先,样品制备是质谱鉴定蛋白与成分结合位点的关键步骤之一。
样品制备包括蛋白质的纯化和成分的提取。
蛋白质的纯化可以使用不同的方法,如亲和层析、离子交换层析、凝胶过滤层析等。
成分的提取可以使用有机溶剂、酸碱水溶液等。
在样品制备过程中,需要注意选择适当的条件以保持蛋白质与成分之间的结合。
其次,蛋白-成分复合物的分离是鉴定蛋白与成分结合位点的关键步骤之二。
蛋白-成分复合物的分离可以使用不同的方法,如凝胶电泳、液相层析、超滤等。
这些方法可以根据复合物的特性和大小选择合适的分离策略。
然后,质谱测量是鉴定蛋白与成分结合位点的关键步骤之三。
质谱测量可以使用不同的质谱仪器,如质谱-质谱(MS-MS)、飞行时间质谱(TOF-MS)、离子流动管质谱(Ion Mobility-MS)等。
这些仪器可以根据特定的实验要求选择合适的测量方法。
最后,数据分析是鉴定蛋白与成分结合位点的关键步骤之四。
数据分析包括质谱图的解析和蛋白与成分结合位点的确定。
质谱图的解析可以使用不同的软件和数据库,如Mascot、Sequest、ProteinProspector等。
这些软件和数据库可以通过与已知蛋白质和成分的比对,确定目标蛋白与成分结合的位点信息。
总结起来,质谱技术是一种强大的工具,可以鉴定复杂蛋白与成分结合的位点。
蛋白质组学质谱技术蛋白质组学是指对生物体内所有蛋白质的研究,包括蛋白质的表达、定位、互作和生物学功能等方面。
蛋白质组学的研究需要对蛋白质进行全面、高通量的检测和分析。
质谱技术作为蛋白质组学研究的重要手段,可以对复杂的蛋白质混合物进行高效、高灵敏度的检测和定量,并提供蛋白质结构、功能和生物学作用机制的信息。
本文将介绍蛋白质组学中常用的质谱技术。
蛋白质混合物的分离胶体电泳:利用电场作用使蛋白质在 agarose、聚丙烯酰胺等凝胶中分离,蛋白质根据大小、电荷、形状等差异在凝胶的不同位置聚集,形成带状图谱。
胶体电泳具有分离效果好、操作简便等特点,但需注意该方法可能导致部分蛋白质存在缺失或无法检测的情况。
液相色谱:根据蛋白质的化学性质差异将蛋白质从混合物中分离。
比如通过疏水作用、电荷作用、亲和力等对蛋白质进行分离,可同时对多种目标蛋白进行高效、高纯度的制备,但要注意一定的缺陷是操作较为繁琐,且整个过程对仪器要求较高。
其它方法:如大规模质谱分析中使用的离心、遗传工程等方法也被广泛应用来分离纯化目标蛋白样本。
同时又随着细胞水平和分子水平的研究进展,例如单细胞分离法和单分子检测技术也逐渐兴起并发展。
常见的质谱技术1. MALDI-TOF/TOF 质谱技术MALDI-TOF/TOF(Matrix‐assisted laser desorption/ionization time‐of‐flight mass spectrometry),又称为飞行时间质谱法,是一种利用激光辅助产生加分子量分析蛋白质的质谱分析技术。
它首先通过光分解基质分子产生气态蛋白质分子离子,然后加速这些离子并在飞行管中产生时间信号,最后通过时间信号的变化来确定蛋白质的分子量。
MALDI-TOF/TOF质谱技术具有高分辨率、高精确度、高通量、分析速度快等优点,可广泛应用于样品鉴定、蛋白质识别、蛋白质定量、多肽分析等方面。
2. LC-MS/MS 质谱技术LC-MS/MS(Liquid chromatography–mass spectrometry)质谱技术是一种高效的蛋白质检测和分析方法,它主要是通过液相色谱技术将蛋白质分离出来,然后使用质谱仪进行检测。
百泰派克生物科技
蛋白质组学质谱分析
蛋白质组学质谱分析就是利用质谱技术分析研究蛋白质组。
质谱分析是蛋白质组学研究的关键技术之一。
百泰派克生物科技提供基于质谱的蛋白质组学分析服务。
蛋白质组学
蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象的一门科学。
所研究的蛋白质组可以是特定条件下特定细胞类型中的蛋白质的集合,可以是来自生物体各种细胞蛋白质组的蛋白质的完整集合,也可以是某些亚细胞生物系统中蛋白质的集合(例如线粒体蛋白质组、病毒蛋白质组)等等。
分析蛋白质比分析核酸序列更加困难,因为只有4种核苷酸用来组成DNA,但至少有20种不同的氨基酸组成蛋白质。
很多方法可以用来
研究蛋白质、蛋白质组或整个蛋白质组,例如双向凝胶电泳、质谱分析、色谱分析等。
其中,质谱分析在蛋白质组学研究中是一个关键技术。
蛋白质组学质谱分析
蛋白质组学质谱分析是利用质谱技术分析研究蛋白质组。
蛋白质组学质谱分析研究包括在组学水平上对蛋白质进行鉴定、功能分析、表达差异分析和相互作用分析等。
常用的一些质谱方法包括MALDI(基质辅助激光解吸电离)、ESI(电喷雾电离)、PMF(肽质量指纹图谱)和串联质谱等。
以质谱技术为基础进行蛋白质组学研究具
有更好的灵敏度、精确度等特点。
生物学中的蛋白质质谱分析技术随着科学技术的发展,分子生物学已成为一个十分重要的领域。
分子生物学的核心是研究蛋白质,因为蛋白质是生物体的重要构成部分。
研究蛋白质的方法有很多种,其中最为先进的方法是利用质谱技术。
质谱技术是在生物分子的研究中极其常见的技术,特别是在药物开发、生物医学、基因工程和临床医学方面。
本文将介绍蛋白质质谱分析技术。
蛋白质的重要性蛋白质是生物体里重要的构成物之一,是生物体内基本的功能单位,控制了生物体内的生长、代谢、信号转导等过程。
除此之外,蛋白质还可以用于诊断疾病、制造药物、以及进行科学研究。
什么是蛋白质质谱分析?蛋白质质谱分析是一种非常重要的技术,可以快速、高效、准确地对蛋白质进行定性和定量分析。
蛋白质质谱是指将蛋白质分离、离子化、加速、分离成不同荷质比的离子,并通过测量离子荷量和质量来鉴定和定量分析样品中的蛋白质。
由于蛋白质本身的复杂性和多样性,蛋白质质谱分析也变得越来越多样化。
蛋白质质谱分析的步骤蛋白质质谱分析的整个过程一般包括样品制备、硫酸盐凝胶电泳或液相色谱分离、质谱分析和数据分析四个步骤。
样品制备:样品制备是蛋白质质谱分析中最重要的一个步骤,也是实验中最容易出问题的一个环节。
样品制备的好坏直接影响到后续实验的结果准确性。
硫酸盐凝胶电泳或液相色谱分离:蛋白质质谱分析前必须要对样品进行分离和纯化,这个步骤是非常重要的。
分离纯化后的样品可以使蛋白质分子从复杂混杂的混合物中单独获取出来,这样有利于后面对分子的质谱分析。
质谱分析:蛋白质分子在质谱仪中通过电离发射或加速产生离子。
离子会进入在加速器中的离子源,并通过谱仪的质量分选器,分离成不同的离子荷质比。
最后,离子会进入检测器进行检测并生成一个质谱谱图。
数据分析:数据处理是整个蛋白质质谱分析实验的最后一个步骤。
数据分析的主要目的是确定蛋白质的氨基酸序列和确定蛋白质的相对数量。
蛋白质质谱技术的类型蛋白质质谱技术根据质谱分析的种类可以分为两种:质谱法和互补分析法。
蛋白质组学的主要研究策略蛋白质组学是研究蛋白质组中所有蛋白质的类型、数量、结构和功能的科学领域。
随着蛋白质组学不断发展,越来越多的研究策略被应用于蛋白质组学研究。
本文将介绍蛋白质组学的主要研究策略,希望能对相关研究人员提供指导与启发。
第一种主要研究策略是质谱法。
质谱法是通过测量蛋白质组中蛋白质的质量来研究其特性。
其中,串联质谱技术(MS/MS)可以用来确定蛋白质的氨基酸序列和翻译后修饰等信息。
另外,蛋白质质谱图谱也可以用来鉴定和定量蛋白质组中不同蛋白质的存在和丰度。
第二种主要研究策略是蛋白质互作网络分析。
蛋白质互作网络分析是研究蛋白质间相互作用的一种策略。
通过建立蛋白质间的互作网络,可以揭示蛋白质在细胞内不同通路中的相互作用和功能。
这种方法在研究蛋白质组的结构和功能方面具有重要意义,并对理解疾病的分子机制提供了重要线索。
第三种主要研究策略是定量蛋白质组学。
定量蛋白质组学是研究蛋白质组中蛋白质丰度的策略。
通过比较不同样品中蛋白质的丰度差异,可以发现与疾病相关的蛋白质。
当前常用的定量蛋白质组学方法包括标记和非标记两种。
标记方法包括稳定同位素标记和化学标记,非标记方法通过质谱定量等技术进行蛋白质定量。
第四种主要研究策略是功能蛋白质组学。
功能蛋白质组学是研究蛋白质组中蛋白质功能的策略。
通过确定蛋白质组中每个蛋白质的功能和相互关系,可以揭示蛋白质在生物学过程中的作用机制。
这种方法可以通过基因敲除、过度表达、功能分析等方法进行研究。
总之,蛋白质组学的核心是研究蛋白质组中所有蛋白质的类型、数量、结构和功能。
我们介绍了质谱法、蛋白质互作网络分析、定量蛋白质组学和功能蛋白质组学等主要研究策略。
这些策略相互补充,综合运用可以全面深入地研究蛋白质组。
希望这些信息能够对蛋白质组学研究人员的工作提供指导和启示。
质谱技术在蛋白组研究中的应用 2005-01-20
质谱技术在蛋白组研究中的应用
[摘要] 质谱对于现代蛋白质化学研究是一项重要的技术。也可用于蛋白组分析,在同一时间监控上千种蛋白的表达情况。首先蛋白质混合物可以用双向凝胶电泳分开,再用质谱及随后的蛋白质数据库检索对单个蛋白进行鉴定和分析。最近几年,质谱领域取得了令人鼓舞的进展,使得全自动、高通量的蛋白检测成为可能。质谱也可以用来分析蛋白的转录后调节以及研究蛋白质复合体。本文将介绍目前蛋白组研究中质谱方法的应用并对其优缺点进行讨论。
关键词: 质谱;二维电泳(2-DE);蛋白组分析MALDI-TOF
1 前 言 蛋白组学是研究生物特定组织或细胞内表达的所有蛋白质成分,蛋白质组的一门学科。蛋白组分析一般是用双向凝胶电泳(2-DE),质谱(MS)以及数据检索来完成。2-DE要回顾到20世纪70年代初[1],但是用质谱技术对蛋白质进行鉴定和分析是在近十年内才成为可能。其中最重要的一个原因是新的软离子技术即基质辅助激光解析电离(MALDI)[2]和电喷雾电离(ESI)[3,4]技术的发展和应用,以及样本制备技术和质谱仪的发展等。从数据库中获得成指数上升的序列信息也促进了质谱技术的发展。
跟转录组学中的全自动DNA微阵列技术相比,蛋白组分析需要更多的手工操作,尤其在2-DE上会出现很多问题[5,6]。尽管存在很多困难,蛋白组学的重要性还是公认的。DNA微阵列技术是建立在对mRNA稳定水平的检测上,然而蛋白组学研究的对象是细胞中最活跃的因子——蛋白质。最近有研究证明,mRNA的表达和蛋白的水平并非具有相关性[7,8]。蛋白质有转录后修饰过程,并会以不同的形式出现。而这些修饰过程是相应的DNA测序技术所不能预测的。质谱技术在蛋白质修饰分析过程中具有重要的作用。 2 质谱对蛋白质的检测 质谱仪是由离子源,质量分析,离子检测器,以及数据检索等单元组成。首先,被分析的分子在离子源中被离子化,然后在质量分析器里根据不同的质荷比分开,再对分开的离子进行检测。随着MALDI和EIS的出现,质谱技术已经广泛用来分析蛋白质。质量分析器有很多种,最常用的方法是将飞行时间检测器(TOF)与MALDI或三级四级串联质谱仪联用,或者将四级杆-TOF,离子阱等连接到ESI上。
蛋白组分析中,可以用两种不同的方法检测电泳分离后的单个蛋白质。最简单的方法叫做肽指纹谱测定(PMF)[9~13]。这个方法是用特殊的酶对2-DE分离后的蛋白质点进行降解,产生的肽从凝胶中分离出来后再用质谱分析和检测肽的分子量。数据库检测能够产生所有蛋白质理论上的PMF,把它们和质谱分析所获得的肽片进行比较就可以得出结果。第二种方法是在质谱仪中把凝胶分离后的肽分解成片段,产生局部的氨基酸序列(序列标签)。那么就可以用分子量或者序列信息进行数据库检索[14,15]。PMF一般用MALDI-TOF来实现,序列标签可以用串联质谱技术MS-MS进行检测[16~18]。用质谱检测蛋白的灵敏性可以精确到飞摩的水平,甚至已有报道其精确度可以达到阿摩水平[19]。
3 用MALDI-TOF进行肽指纹谱分析 凝胶分离后的蛋白质鉴定以及肽指纹谱分析是目前质谱实验室常规使用的方法。在进行MALDI分析之前需要最优化的凝胶上消化[20~22]和脱盐过程。胰岛素是最常用的凝胶消化酶,因为它在赖氨酸和精氨酸位点能够特异性切割蛋白质,产生分子量在600~2500Da之间的小分子肽,并能够从凝胶上有效的分离出来。
MALDI-TOF是质谱技术中相对简单并很容易使用的一种方式,对样本中的盐和其他污染物有很高的耐受性,这点优于ESI。提取的肽片混合物中较小的片段可以直接沉积在靶板上做PMF分析,剩下的样本可以储存起来作为以后的ESI-MS分析。如果经凝胶分离后所有的肽全用来做MALDI分析,那么样本经脱盐以后将会取得更好的结果。脱盐的过程可以用商品化的试剂盒ZipTip(Millipore),或者在凝胶电泳仪的末端放置一个小的逆向塑料柱来实现[23,24]。
PMF中非常重要的一个因素就是质谱测量分子量的准确度[25]。现代的MALDI-TOF仪都具有延迟取样反射器装置,用它们检测的肽段分子量可以精确到10~30ppm。这样的精确度使得4~5个肽段足以清楚的鉴定蛋白质的分子量。MALDI产生的大多数都是单电荷离子,所以它的图谱很容易解释。
4 肽质指纹谱分析的自动化 为了实现高通量蛋白检测,样本准备,质谱检测,资料分析和数据检索必须实现自动化操作。目前有些实验室用机器人对蛋白质进行自动化取点,凝胶上消化,样本脱盐以及对MALDI平板进行定点测定等。而且,现代化的MALDI-TOF仪完全能够让MALDI检测自动化。资料分析和数据检索过程同样可以自动化。在进行蛋白组分析时,如果在凝胶上不用单个分离就可以对所有蛋白质进行鉴定将是非常具有诱惑力的。为此,研究人员做了很多努力,由Hochestrasser及其同事建立了一套称作分子探测术的方法(molecular scanner)[26,27]。它是将整个2-DE胶上蛋白质样本同时酶解,并将酶解片段一起原位转移至另一张膜上,再直接用MALDI- TOF 质谱对膜上样本进行整体扫描,为实现蛋白质组学研究的自动化、规模化以及临床应用提供了一个崭新的思路和方法。这种思路的优点是显而易见的,不过按照目前的方法,要普及此种技术主要的难点是,质谱扫描一张图谱所需的时间过长,如用0.4mm的精度扫描一张4cm×4cm的膜需55个小时,这就意味着一张16cm×16cm的常用膜的扫描,至少需要36天不间断的工作和大约40G的磁盘空间存储如此庞大的原始数据。
5 用ESI-MS/MS的方法创建序列标签 只有当被消化的蛋白存在于已有的蛋白或基因组数据库中,并且能从MALDI分析器中得到四五个肽片的数据才能成功进行。如果在EST数据库中只有目的蛋白的部分序列,那么就需要知道肽片的序列信息。创建序列标签的优势在于,用肽的分子量和序列作为数据库检索对象比只用分子量作为检索对象具有更高的特异性。有了序列标签信息后,也可以用EST数据库进行检索[28]。通常来自于一个肽上的序列标签就足以鉴定蛋白质。同MALDI相比,纳升-ESI-MS/MS费时费力,而且在做ESI分析之前必须对样本进行脱盐处理。这些问题可以通过ESI-MS与HPLC联用得到解决。做ESI分析对样本浓度很敏感,用现代化的纳升-HPLC方法可以提供很高的局部肽片凝聚物,分离后的样本可以直接用于质谱分析,而不需要再分解。当分析混合物的时候,在质谱之前做LC分离尤其重要,因为它使得数据依赖的实验(DDE)成为可能,在DDE中,所有的离子都进入检测器进行测量,如果从HPLC到质谱之间出现一个峰的话,软件将自动从质谱转换到MS/MS模式并对产生的离子进行扫描。跟纳升-ESI相比,用这个方法可以从一份标本产生更多的MS/MS数据。Yates等已经详细叙述了如何进行LC-MS/MS全自动蛋白检测的策略[29]。
6 质谱仪的最新进展 用质谱检测蛋白,首先考虑到用PMF与 MALDI-TOF联用,如果无法检测,下一步就用ESI-MS/MS创建序列标签。在PMF分析中,MALDI的平板中只需一小部分样本就足以检测,剩下的样本就可以用来创建序列标签。并且,在MALDI-TOF仪器上,用一种叫做“源后延迟”的方法可以对只有部分序列的肽段进行检测。然而,用这个方法产生的质谱图比较难说明,精确性也很差。最近,用MALDI联合四级杆-时间质谱分析器[30,31]以及原始的MALDI-TOF/TOF[32]方法产生了。因此同一份标本可以首先考虑用PMF检测蛋白[33],如果有必要的话,再用MS/MS创建序列标签。MALDI联合四级杆-TOF检测高通量蛋白是有希望的[31]。
7 蛋白质组研究中的转录后修饰分析 蛋白组分析很重要的一点就是能对蛋白表达水平以及转录后修饰,如磷酸化和糖基化进行研究。蛋白质的磷酸化是很有趣的,因为在信号转导途径中它扮演了重要的角色。 最早检测蛋白质表达水平的方法是进行2-DE之前用35S-Met对样本进行代谢性标记,再在2-DE上进行放射自显影[34-36]。在凝胶中,不同蛋白的磷酸化和糖基化位点通常在凝胶中显示一连串蛋白质点,但是还需要做更详细的分析来确定修饰类型。蛋白质磷酸化的改变既可以用32P标记细胞,也可以用特异性磷酸化抗体做western blotting进行研究。如果用32P标记的方法,仍然需要做2-DE。经过凝胶比较后,把感兴趣的点从胶上切下来,然后用质谱鉴定[36]。Soskic使用的是印迹法,两个2-DE同时进行,一个用于做特异的磷酸化抗体实验,另一个做常规染色。蛋白质磷酸化和糖基化更为详细的特性可以用质谱来检测,但是需要更多的起始材料而不仅仅是二维凝胶上的一个点。另外这些分析不能产生直接的序列信息,技术上也比用质谱检测蛋白要难的多。在蛋白上查找磷酸化位点有很多种方法。为了检测消化后的混和肽中哪一个是磷酸化的,可以用MALDI-MS在磷酸化前后对混合肽做PMF分析:经过磷酸酯酶处理后,磷酸化的肽将会失去一个磷酸基团,分子量将比处理前小80Da.
糖基化研究中,多聚糖从蛋白中释放出来,对多聚糖结构的检测就是从这些游离的多聚糖中得到的。一般把MALDI仪和外源性糖苷酶[37-40]联合使用进行检测。如果需要更为详细的信息,可以用ESI-MS联合使用前体离子扫描仪[41-44]。到目前为止,能够用电泳分离后的蛋白进行糖蛋白结构检测的报道很少。其中有一项研究是N端糖蛋白酶切以后用一维SDS-PAGE分离,然后用MALDI-MS以及外源性的糖苷酶进行结构分析[45]。
8 用质谱研究蛋白-蛋白之间的作用 经典的蛋白组学着重于研究蛋白质在何时何处表达。因为大部分的细胞功能都是由蛋白质复合体而不是由单个蛋白来执行的,所以鉴定蛋白质的成分和相互作用是非常重要的。这个过程可以用生物化学方法纯化蛋白质后用质谱来鉴定不同的成分,如人类剪接体的成分,酵母的核孔复合体[46]以及核蛋白体等都可以用此策略检测出来。
一般的蛋白复合体是用亲和层析的方法纯化和分离,如免疫沉淀反应[47,48]。 DNA结合蛋白可以用同它们有特异性亲和力的核酸来分离,然后用质谱来鉴定[49]。Rigaut等人在串联层析的基础上,建立了一种通用的蛋白质复合体纯化方法[50]。在这个方法中,一种TAP标签和靶蛋白融合在一起,然后把蛋白转移到宿