浅析质谱在蛋白质组学中的应用

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1、浅析质谱在蛋白质组学中的应用摘要：随着蛋白质组学研究的迅速发展,质谱技术已成为应用于蛋白质组学研究中的强有力工具和核心技术。质谱技术的先进性在于为蛋白质组学研究提供的通量和分子信息，本文介绍了基于质谱的定量蛋白质组学﹑定向蛋白质组学、氢氘交换质谱的研究方法及优劣。关键字：蛋白质组学；质谱技术；研究方法；优劣AnalysisofmassspectrometryapplicationinproteomicsXuewenChen(number:07320901003)ChemistryandChemicalEngineering

2、CollegeofBijieUniversity09Chemistry(3)class,Bijie,551700Abstract:Withtheproteomicsandtherapiddevelopmentofmassspectrometrytechniqueshavebecomeusedinproteomicresearchofpowerfultoolsandcoretechnology.Massspectrometryofadvancedtechnologyinproteomicsstudiesprovideflux

3、andmolecularinformationpresentedinthispaperbasedonmassspectrometryinquantitativeproteomics,directedproteomics,hydrogendeuteriumexchangemassspectrometryresearchmethodsandadvantagesanddisadvantages.Keywords:Proteomics;massspectrometry;researchmethods;advantagesanddi

4、sadvantages1引言蛋白质的研究是一个复杂的过程。首先，其化学结构即氨基酸序列的多变性决定了其不同的结构和性质；其次，其形状因素，包括结构和构象以及在溶液中的运动亦是研究的重点。蛋白质的结构和动力学变化对其功能的影响至关重要，因此，研究其三者之间的关系具有重要的意义。1.1蛋白质组学蛋白质组学(Proteomics)[1]是从整体水平上研究细胞内蛋白质的组成、活动规律及蛋白质与蛋白质的相互作用,是功能基因组学时代一门新的学科。包括鉴定蛋白质的表达、存在方式(修饰形式)、结构、功能和相互作用等。蛋白质组的研究不仅能为

5、生命活动规律提供物质基础，也能为众多种疾病机理的阐明蛋白质组学及攻克提供理论根据和解决途径。蛋白质组学研究不仅是探索生命奥秘的必须工作，也能为人类健康事业带来巨大的利益。因此对其进行定性、定量鉴定就显得尤为重要。目前蛋白质组学的研究主要有两条路线:一是基于双向电泳的蛋白质组学;二是基于质谱的蛋白质组学。1.2质谱质谱（massspectrum）[2]是化合物分子在真空条件下受电子流的轰击或强电场等其他方法的作用，电离成离子，同时发生某些化学键有规律的断裂，生成具有不同质量的带电荷的离子，这些离子按质荷比m/z（离子的质量m

6、与其所带电荷z的比值）的大小被收集并记录程谱的方法。1.2鉴定技术　　生物质谱技术是蛋白质组学研究中最重要的鉴定技术，其基本原理是样品分子离子化后，根据不同离子之间的荷质比（M/E）的差异来分离并确定分子量。对于经过双向电泳分离的目标蛋白质用胰蛋白酶酶解（水解Lys或Arg的-C端形成的肽键）成肽段，对这些肽段用质谱进行鉴定与分析。目前常用的质谱包括两种：基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）和电喷雾质谱（ESI-MS）。1.21飞行时间质谱：MALDI[3]的电离方式是Karas和Hillenka

7、mp于1988年提出。MALDI的基本原理是将分析物分散在基质分子（尼古丁酸及其同系物）中并形成晶体，当用激光（337nm的氮激光）照射晶体时，基质分子吸收激光能量，样品解吸附，基质-样品之间发生电荷转移使样品分子电离。它从固相标本中产生离子，并在飞行管中测定其分子量，MALDI-TOF-MS一般用于肽质量指纹图谱，非常快速（每次分析只需3~5min），灵敏（达到fmol水平），可以精确测量肽段质量，但是如果在分析前不修饰肽段，MALDI-TOF-MS不能给出肽片段的序列。1.22电喷雾质谱（ESI-MS）　　ESI-MS

8、[4]是利用高电场使质谱进样端的毛细管柱流出的液滴带电，在N2气流的作用下，液滴溶剂蒸发，表面积缩小，表面电荷密度不断增加，直至产生的库仑力与液滴表面张力达到雷利极限，液滴爆裂为带电的子液滴，这一过程不断重复使最终的液滴非常细小呈喷雾状，这时液滴表面的电场非常强大，使分析物离子化并以带单电荷或多电荷的离