基于质谱分析的定性蛋白质组学方法基于质谱分析的定性蛋白质组学方法.pdfVIP

基于质谱分析的定性蛋白质组学方法                           齐孟文  中国农业大学  现代质谱是蛋白质分析与研究的基本实验技术，这里简要介绍有关蛋白质鉴 定的质谱原理、实验平台，及其质谱解析算法，以期对相关领域的技术线路和实 验方法有一基本了解。 1.现代生物质谱的一般结构 生物质谱得益于两种软电离技术的发展，即基质辅助激光解吸电离(MALDI) 和电喷雾电离（ESI）。 图.MALDI 电离原理示意图，一般得到单价的正离子。孙汉昌，2011，蛋白质组 质谱数据处理关键问题与技术研究。 图.ESI 电离的示意图，一般得到多价态的离子。图片来自，孙汉昌，2011，蛋 白质组质谱数据处理关键问题与技术研究。 2.定性蛋白组学的实验平台 图.ABI 4700质谱仪组成、常用实验策略和数据处理。图片来自张记阳，2007， 蛋白质组学中串联质谱数据搜库结果质量控制方法研究。 图.LTQ-Orbitrap质谱平台及常用实验流程。图片来自张记阳，2007，蛋白质组 学中串联质谱数据搜库结果质量控制方法研究。 3. 蛋白质组学的实验策略 在基于质谱技术的蛋白质组学研究中，有两种基本的实验策略：自底向上策 略(Bottom-up)和自顶向下策略(Top-down)。 自顶向下策略是以蛋白质分子整体作为分析对象，通过蛋白质的肽质量指纹 （peptide mass fingerprinting,PMF）对蛋白进行鉴定的方法。为了有效地克 服质量简并的现象，减少有哪些信誉好的足球投注网站目标的范围，一般选择高精度和高分辨率的质谱， 如傅里叶变换离子回旋共振质谱仪（2ppm，50000）。该策略具有较高的序列覆盖 度和翻译后修饰特征的保持，适合于翻译后修饰及特殊的蛋白质异构体的分析。 不足的是，(1)实验样品蛋白质需要高度纯化；(2)在目前的实验条件下，较难分 析大分子量的蛋白质。 自底向上策略, 称之为鸟枪法, 是利用串联质谱数据，即肽碎片指纹 （peptide fragment fingerprinting，PFF）来鉴定肽段序列，然后再推断组装 样品中包含的蛋白质, 是常用的高通量分析策略。由于肽碎片携有呈几何增长的 组合信息，可以消除质量简并之忧，对质谱的质量分辨率要求不高，多用于对复 杂样品的混合物进行高通量分析。 图.自底向上策略和自顶向下策略示意图。孙汉昌，2011，蛋白质组质谱数据处 理关键问题与技术研究。 4.串联质谱生产特点及解析 利用低能惰性气体诱导碰撞,使肽骨架各种键断裂，生成 N 端的 x - ，y - ，z - 类 和C端的 6种系列离子，低能CID主要产生 , a - ，b - ，c - 类 y - b - ， a - 其次是 离子。另外两个骨架键断裂往往会形成内部碎片, 如氨基一酰基离子 (amino-acylium ion), 亚氨(immnonim)离子等。碎片离子还有可能丢失一个中 性分子基团(比如水或者氨分子)形成新的离子，高能量CDI则还可导致侧链的断 裂而得到其它类型的离子。 An I