蛋白质质谱分析.doc

《蛋白质质谱分析.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、蛋白质质谱分析研究进展作者：汪福源蛋白质质谱分析研究进展摘要：随着科学的不断发展，运用质谱法进行蛋白质的分析LI益增多，木文简要综述了肽和蛋白质等生物大分了质谱分析的特点、方法及蛋片质质谱分析的原理、方式和M用，并对其发展前呆作出展望。关键词：蛋白质，质谱分析，应用前言：蛋白质是生物体屮含量最高，功能最重要的生物大分了，存在于所有生物细胞，约占-细胞干质量的50%以上，作为生命的物质基础蛋白质在催化生命体内各种反应进行、调节代谢、抵御外来物质入侵及控制遗传信息等方血都起肴至关重要的作用，因此蛋白质也是生命科学屮极为重要的研究对象。关于蛋白质的分析研究，一有是化学家及生物学家极为关注的问题

2、，其研究的内容主要包括分了量测定，氨基酸鉴定，蛋白质序列分析及立体化学分析等。随着生命科学的发展，仪器分析手段的更新，尤其是质谱分析技术的不断成熟，使这一领域的研究发展迅速。自约翰.芬恩(JohnB.Fenn)和出屮耕一(Koichi.Tanaka)发明了对生物大分了进行确认和结构分析的方法及发明了对生物大分子的质谱分析法以来，随着生命科学及生物技术的迅速发展，生物质谱目前已成为有机质谱屮最活跃、最富生命力的前沿研究领域Z—［1］。它的发展强有力地推动了人类基因组计划及其后基因组计划的提前完成和有力实施。质谱法已成为研究生物大分了特别是蛋白质研究的主要支撑技术之一，在对蛋片质结构分析的研

3、究屮占据了重要地位［2］。1.质谱分析的特点质谱分析用于蛋白质等生物活性分了的研究具有如下优点：很高的灵敏度能为亚微克级试样提供信息，能最有效地与色谱联用，适用于复杂体系屮痕量物质的鉴定或结构测定，同时具有准确性、易操作性、快速性及很好的普适性。2.质谱分析的方法近年来涌现出较成功地用于生物大分了质谱分析的软电离技术主要有下列几种：1)电喷雾电离质谱；2)基质辅助激光解吸电离质谱；3)快原了轰击质谱；4)离了喷雾电离质谱；5)大气压电离质谱。在这些软电离技术屮，以前面三种近年来研究得最多，应用得也最广泛［3］。3.蛋白质的质谱分析蛋白质是一条或多条肽链以特殊方式组合的生物大分子，复杂结构

4、主要包括以肽链为基础的肽链线型序列［称为一级结构］及市肽链卷曲折吾而形成三维［称为二级,三级或四级］结构。目前质谱主要测定蛋白质一级结构包括分了童、肽链氨基酸排序及多肽或二硫键数目和位置。3」蛋白质的质谱分析原理以往质谱(MS)仅用于小分了挥发物质的分析，由于新的离了化技术的出现，如介质辅助的激光解析/离了化、电喷雾离子化，备种新的质谱技术开始用于生物大分子的分析。其原理是：通过电离源将蛋白质分子转化为气相离了，然后利用质谱分析仪的电场、磁场将具有特定质量与电荷比值(M/Z值)的蛋白质离了分离开来，经过离了检测器收集分离的离了，确定离了的M/Z值，分析鉴定未知蛋白质。3.2蛋白质和肽的序

5、列分析现代研究结果发现越来越多的小肽同蛋白质一样具有生物功能，建立具冇特殊、高效的生物功能肽的肽库是现在的研究热点2—。因此需要高效率、高灵敏度的肽和蛋白质序列测定方法支持这些研究的进行。现有的肽和蛋白质测序方法包括N末端序列测定的化学方法Edman法、C末端酶解方法、C末端化学降解法等，这些方法都存在一些缺陷。例如作为肽和蛋白质序列测定标准方法的N末端氨基酸苯异硫亂酸酯(phenylisothiocyanate)PITC分析法(即Edman法，又称PTH法)，测丿芋速度较慢(5()个氨基酸残基/天)；样品用量较大(nmol级或儿

6、■pmol级)；对样品纯度要求很高；对于修饰氨基酸残基往

7、往会错误识别，而对N末端保护的肽链则无法测序［4］。C末端化学降解测序法则由于无法找到P1TC这样理想的化学探针，其发展仍瓯临着很大的困难。在这种背景下，质谱由于很高的灵敏度、准确性、易操作性、快速性及很好的普适性而倍受科学家的广泛注意。在质谱测序屮，灵敏度及准确性随分了量增大有明显降低，所以肽的序列分析比蛋白容易许多，许多研究也都是以肽作为分析对象进行的。近年来随着电喷雾电离质谱(electrosprayionisation,ESI)及基质辅助激光解吸质谱(matrixassistedlaserdesorption/ionization,MALDI)等质谱软电离技术的发展与完善，极性肽

8、分了的分析成为可能，检测限下降到fmol级别，可测定分了量范围则高达lOOOOODa,目前基质辅助的激光解吸电离飞行时间质谱法(MALDITOFMS)已成为测定生物大分了尤其是蛋白质、多肽分子量和一级结构的有效丁•具，也是当今生命科学领域屮重大课题——蛋白质组研究所必不可缺的关键技术Z—［5］。日前在欧洲分了生物实验室(EMBL)及美国、瑞士等国的一些高校已建立了MALDITOFMS蛋白质一级结构(序列)谱库，能为解析FAST谱图提