浅谈蛋白质质谱分析
浅谈蛋白质质谱分析

浅谈蛋白质质谱分析方法及应用董义龙(单位:毕节学院,化学与化学工程学院,2009级化学教育本科三班,学号:06320904031)摘要:随着科学的不断发展,运用质谱法进行蛋白质的分析日益增多,本文简要的综述了肽和蛋白质等生物大分子质谱分析的特点,方法及蛋白质质谱分析的原理,方式和应用,并对其发展前景着出展望。
关键词:蛋白质质谱分析原理与方法蛋白质是生物体中含量最高,功能最重要的生物大分子,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之一,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面都起着至关重要的作用,因此,蛋白质也是生命科学中极为重要的研究对象。
关于蛋白质的分析研究,一直是化学家及生物学家极为关注的问题,其研究的内容主要包括分子量测定,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。
1 蛋白质组学研究的背景和意义1.1蛋白质组学的产生20世纪90年代开始的人类基因组计划(}Iuman Genome Project,HGP)是人类有史以来最伟大的认识自身的世纪工程,旨在阐明人类基因组DNA3×109核苷酸序列,希望在分子水平上破译人类所有的遗传信息。
经过各国科学家十几年的努力,HGP已取得了巨大的成绩。
在揭示基因组精细结构的同时,也凸现了基因数量有限性和基因结构的相对稳定性,这与生命现象的复杂和多交性之间存在着巨大的反差。
这种反差促使人们认识到:基因只是遗传信息的载体。
要研究生命现象,阐释生命活动的规律,只了解基因组的结构是远远不够的。
对于生命活动的主要体现者——蛋白质进行更全面和深入的研究是目前生命科学研究的迫切需要和重要任务。
后因组时代中功能基因组(Functional Genomics)的研究采用一些新的技术,如微阵列,DNA芯片对成千上万的基因表达进行分析比较,并从基因整体水平上对基因的活动规律进行阐述。
蛋白质质谱分析技术

蛋白质质谱分析技术蛋白质质谱分析技术是一种广泛应用于生物医学研究和药物开发领域的重要分析方法。
它通过测定蛋白质的分子质量、结构以及相互作用等信息,为科学家提供了深入了解蛋白质功能和疾病机制的有力工具。
本文将介绍蛋白质质谱分析技术的原理、方法及其在不同领域的应用。
一、蛋白质质谱分析技术的原理蛋白质质谱分析技术基于质谱仪的原理,该仪器能够将蛋白质分子转化为离子,并通过质谱分析技术对离子进行检测和分析。
质谱分析技术主要包括四个步骤:样品制备、质谱仪分析、数据获取和解析。
在样品制备过程中,蛋白质通常需要经过蛋白质提取、纯化和消化等处理步骤,以获取高质量的样品。
随后,样品通过不同的离子化方法(如电喷雾离子化或激光解析离子化)将蛋白质转化为离子化的状态,并进入质谱仪进行分析。
质谱仪中的离子分离装置(如时间飞行法或四极杆)能够按照质量-电荷比将离子分离并进行测量。
最后,通过数据的获取和解析,科学家可以获得蛋白质的分子质量、序列信息、结构以及相互作用等重要参数。
二、蛋白质质谱分析技术的方法蛋白质质谱分析技术包括多种不同的方法和技术,下面将介绍其中的一些常用方法。
1. 质谱仪类型质谱仪分为多种类型,包括飞行时间质谱仪(TOF)、电子捕获质谱仪(ESI-MS)、多杆质谱仪等。
不同类型的质谱仪适用于不同的蛋白质分析需求,具有不同的优势和适用范围。
2. 核心技术蛋白质质谱分析中的核心技术包括蛋白质消化、亲和纯化、离子化方法以及质谱数据分析等。
消化方法如胰蛋白酶消化、化学消化等可将复杂蛋白质分子分解为易于分析的肽段。
亲和纯化方法则能够富集特定的蛋白质或肽段。
离子化方法常用的有电喷雾离子化和激光解析离子化,能够将蛋白质或肽段转化为离子态以进行分析。
质谱数据的解析和处理涉及到数据库比对、蛋白质定量以及结构分析等多个方面。
三、蛋白质质谱分析技术的应用蛋白质质谱分析技术在生物医学研究和药物开发领域有着广泛的应用。
1. 蛋白质鉴定蛋白质质谱分析技术可以用于鉴定复杂混合物中的蛋白质成分,如细胞蛋白质组、组织蛋白质组等,为研究蛋白质功能和疾病相关基因的表达提供重要的手段。
蛋白质质谱分析技术

蛋白质质谱分析技术蛋白质是生物学研究中最基本的分子之一。
它们对于细胞的结构和功能至关重要。
但是,我们对于这种生物分子的理解还远远不够深入。
这是因为蛋白质分子是非常复杂的,其结构和化学性质都是多变的。
为了更好地理解这种分子,开发出了蛋白质质谱分析技术。
什么是蛋白质质谱蛋白质质谱是一种用于鉴定和分析蛋白质的分子量、序列、组成和修饰的技术。
其基本原理是将蛋白质分子经过离子化后,通过高精度的仪器进行检测。
这样可以得到蛋白质分子的质谱图像和整体的分子结构信息。
蛋白质质谱分析技术的种类在蛋白质质谱分析技术中,有许多种不同的方法。
其中最常见的包括质谱半定量、质谱定量、质谱物联网等。
质谱半定量技术质谱半定量技术是一种将质谱分析作为定量化工具的方法。
通过标准曲线,可以将蛋白质样品浓度进行测量。
质谱半定量技术提供了一种直接测量低限的方法,也是代表了一种标准化的技术。
质谱定量技术质谱定量技术是可以定量地检测蛋白质质量荷比,通过测量非常灵敏的质谱仪将分子分离后,这种技术可以测量蛋白质分子的数量,以及精确的蛋白质质量荷比。
质谱定量技术被广泛应用于生物医学研究领域。
质谱物联网技术质谱物联网技术提供了一种更加高效、准确、低成本的质谱分析方法。
通过将分析所需的离子分离优化,并将样品在冷凝器中等离子体冷却之前测量,提供了更加直接、快速和准确的质谱检测。
蛋白质质谱分析的应用蛋白质质谱分析技术的应用十分广泛,从基础研究到临床应用都有各种应用。
其中最常见的有三个方面:生产质量控制在生产过程中,质谱分析技术可帮助监测物质鉴定、纯度、污染等类似质量控制的这些过程。
疾病诊断质谱分析技术可用于疾病诊断和治疗,如糖尿病、肿瘤等。
质谱分析技术能够分析代谢产物的组成,帮助疾病的诊断和疗效的评估。
药物研究质谱分析技术在药物研究中必不可少。
它可帮助药物化学家理解其疗效、药代动力学等方面的信息,包括药的成分、代谢过程、体内药物浓度和消除机制等等。
结论蛋白质质谱分析技术是生物学界中非常重要的一种技术,它可为生物学家提供各种蛋白质分别的质谱信息,详细的让我们了解了蛋白质的结构和化学性质。
质谱分析蛋白质

百泰派克生物科技
质谱分析蛋白质
蛋白质质谱分析就是利用质谱技术对单一蛋白质或蛋白混合物进行鉴定、分析。
质谱技术主要是对物质的相对分子质量和含量或浓度进行分析,广泛运用于各种蛋白质分析中,如鉴定蛋白质种类、测定蛋白质氨基酸序列、预测蛋白质空间结构、验证或寻找相互作用蛋白、定性和定量鉴定蛋白翻译后修饰等。
质谱技术分析蛋白质的基本原理是利用质谱检测得到的质谱图如肽质量指纹图谱和肽序列标签数据与数据库中存储的数据进行匹配,从而鉴定一个蛋白质或多肽。
因此,质谱数据的可靠性程度直接关系到最后的鉴定结果,一台具有良好性能如灵敏度、分辨率和质量精确性等的质谱仪是保证质谱结果准确性的硬性条件。
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纳升色谱技术,提供蛋白质质谱分析服务技术包裹,包括蛋白分子量鉴定、蛋白序列分析、蛋白结构测定、蛋白翻译后修饰鉴定以及蛋白相互作用检测等,百泰派克生物科技还可根据需求提供定制化检测方案,欢迎免费咨询。
蛋白质分析技术之质谱法

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。
蛋白质质谱分析和代谢组学

蛋白质质谱分析和代谢组学是现代生物学、医学等领域中极为重要的手段之一。
两者都是利用仪器分析样品中各种分子的组成和数量,以了解生物系统的状态和特征。
蛋白质质谱分析是指利用质谱仪对蛋白质进行鉴定、定量和结构分析的技术。
在蛋白质质谱分析中,首先需要将复杂的蛋白质样品进行分离,通常采用的方法有凝胶电泳、液相色谱等。
然后将分离得到的蛋白质样品进行裂解,获得其组成的质荷比谱图。
通过对谱图的解析和比对,可以鉴定蛋白质的种类、含量、修饰情况等信息。
同时,质谱技术还可以用于研究蛋白质的空间构象和分子间相互作用等方面。
代谢组学则是指对代谢产物进行全面分析,以获取生物系统代谢状态的信息。
代谢产物包括代谢物、代谢产物、代谢途径中的中间体和终产物等。
代谢组学的核心技术是代谢谱学,其原理与蛋白质质谱类似,也是利用质谱仪对代谢产物进行定量和标示分析。
代谢组学技术的应用领域涵盖了基础生物学、医学、环境科学等多个领域,例如用于疾病诊断、基因功能研究、药物研发等方面。
在生物学、医学等领域中具有广泛的应用前景。
在疾病诊断方面,这两种技术可以用于筛查生物标志物,早期发现疾病;在药物研发方面,它们可以分析药物对生物系统的影响,为药物研发提供有效的指导;在环境科学领域,代谢组学可用于监测环境污染物污染程度和生态系统的健康状况。
同时,随着技术的发展,也面临着一些挑战。
例如,复杂的样品前处理和分离技术仍需要改进,以提高分析的准确性和高度重现性。
此外,大规模数据的处理和综合分析也需要相应的算法和软件支持,以便更好地解读和理解数据。
总之,是现代生物学、医学等领域中不可或缺的技术之一。
它们的应用领域广泛,对于科学研究和生物医药等领域的发展都具有重要意义。
未来随着技术的不断发展,这两种技术还将有更加广泛的应用前景。
蛋白质质谱的分析

蛋白质是生物体中含量最高,功能最重要的生物大分子,存在于所有生物细胞,约占细胞干重质量的50%以上。
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中最活跃,最富生命力的前沿研究领域之一。
本文简要综述了肽和蛋白质等生物大分子质谱分析的特点,方法及蛋白质质谱分析的原理,方式和应用,并对其发展前景作出展望。
1 质谱分析的特点与方法1.1 质谱分析具有很高的灵敏度,能为亚微克级试样提供信息,能最有效地与色谱联用,适用于复杂体系中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。
1.2 质谱分析的方法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)快原子轰击质谱;(4)离子喷雾电离质谱;(5)大气压电离质谱。
以前三种近年来研究最多,应用也最广泛。
2 蛋白质的质谱分析2.1 蛋白质的质谱分析原理原理是通过电离源将蛋白质分子转化为气相离子,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)的蛋白质离子分开来,经过离子检测器收集分离的离子,确定离子的M/Z值,分析鉴定未知蛋白质。
2.2 蛋白质和肽的序列分析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。
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。
在质谱测序中,灵敏度及准确性随分子量增大有明显降低,所以肽的序列分析比蛋白质容易很多。
近年来随着电喷雾电离质谱(ESI)及基质辅助激光解吸质谱(MALDI)等质谱软电离技术的发展与完善,极性肽分子的分析成为可能,检测限下降到fmol级别,可测定分子量范围则高达100000Da,目前基质辅助的激光解吸电离飞行时间质谱法(MALDI TOP MS)已成为测定生物大分子尤其是蛋白质.多肽分子量和一级结构的有效工具,也是当今生命科学领域中重大课题——蛋白质研究所必不可缺的关键技术之一,目前在欧洲分子生物实验室(EMBL)及美国、瑞士等国的一些高校已建立了MALDI TOP MS 蛋白质一级结构(序列)谱库,能为解析FAST谱图提供极大的帮助,并为确证分析结果提供可靠的依据。
生物化学中的蛋白质质谱分析和代谢物测定

生物化学中的蛋白质质谱分析和代谢物测定生物体内的代谢过程涉及到各种复杂的生化反应,这些反应以蛋白质为基础。
蛋白质是由氨基酸组成的复杂大分子,是生物体内各种生化反应发生的关键基础。
因此,对蛋白质进行研究和分析是了解生物体内代谢过程的重要途径。
蛋白质质谱分析是一种重要的蛋白质研究方法。
它可以通过检测蛋白质分子的质量和化学性质,揭示蛋白质在生物体内作用的机制和生理功能。
蛋白质质谱分析的基础是将蛋白质分子从复杂的混合样品中纯化出来,并将其分离成单个的蛋白质分子。
随后,利用质谱技术对这些蛋白质分子进行定量和定性分析。
蛋白质质谱分析通常分为两步:样品制备和质谱分析。
在样品制备方面,先将蛋白质分子从生物样品中提取出来,分离纯化后进行消化。
消化后的蛋白质分子被转化成小分子的片段,称为蛋白质肽段。
在质谱分析方面,肽段分子被离子化,进入质谱仪进行分析。
分析过程中,质谱仪会根据分子的欧比塔比计算各肽段分子的质量与电荷比,分析出肽段的分子式和序列。
收集所有的数据并分析,便可得到样品中所有蛋白质分子的性质和特征。
代谢物测定是研究生物体内代谢过程的另一种重要途径。
它可以通过对生物体内代谢产物的定量和定性分析,了解生物体内代谢过程的机制。
代谢物测定主要通过质谱技术实现。
与蛋白质质谱分析相似,代谢物测定也需要将代谢产物从样品中提取出来,分离纯化并进行离子化。
离子化后的代谢产物进入质谱仪进行分析,绘制出所有代谢产物的谱图。
根据谱图可以定量分析代谢产物的含量,了解代谢过程中的变化和机制。
代谢物测定虽然与蛋白质质谱分析类似,但也存在着一定的差异。
代谢物测定的样品来源比较多样,可以是血液、尿液、唾液、细胞等物质,因此代谢物的种类和含量也比较复杂和多变。
同时,代谢物的分析需要更为精细和谨慎,因为常规的样品处理和分析方法可能会造成代谢产物的覆盖程度不足或误差较大,从而影响代谢物测定的准确性。
总的来说,蛋白质质谱分析和代谢物测定是探究生物体内代谢机理的两项重要技术。
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浅谈蛋白质质谱分析方法及应用董义龙(单位:毕节学院,化学与化学工程学院,2009级化学教育本科三班,学号:06320904031)摘要:随着科学的不断发展,运用质谱法进行蛋白质的分析日益增多,本文简要的综述了肽和蛋白质等生物大分子质谱分析的特点,方法及蛋白质质谱分析的原理,方式和应用,并对其发展前景着出展望。
关键词:蛋白质质谱分析原理与方法蛋白质是生物体中含量最高,功能最重要的生物大分子,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之一,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面都起着至关重要的作用,因此,蛋白质也是生命科学中极为重要的研究对象。
关于蛋白质的分析研究,一直是化学家及生物学家极为关注的问题,其研究的内容主要包括分子量测定,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。
1 蛋白质组学研究的背景和意义1.1蛋白质组学的产生20世纪90年代开始的人类基因组计划(}Iuman Genome Project,HGP)是人类有史以来最伟大的认识自身的世纪工程,旨在阐明人类基因组DNA3×109核苷酸序列,希望在分子水平上破译人类所有的遗传信息。
经过各国科学家十几年的努力,HGP已取得了巨大的成绩。
在揭示基因组精细结构的同时,也凸现了基因数量有限性和基因结构的相对稳定性,这与生命现象的复杂和多交性之间存在着巨大的反差。
这种反差促使人们认识到:基因只是遗传信息的载体。
要研究生命现象,阐释生命活动的规律,只了解基因组的结构是远远不够的。
对于生命活动的主要体现者——蛋白质进行更全面和深入的研究是目前生命科学研究的迫切需要和重要任务。
后因组时代中功能基因组(Functional Genomics)的研究采用一些新的技术,如微阵列,DNA芯片对成千上万的基因表达进行分析比较,并从基因整体水平上对基因的活动规律进行阐述。
它摒弃经典分子生物学零敲碎打地研究个别基因的习惯,力求从细胞水平上解决基因组问题以建立对生命现象的整体认识。
但是,生命现象的主要体现者是蛋白质,而蛋白质有其自身的特定活规律仅仅从基因的角度来研究是远远不够的l 31。
因此,产生了一门在整体水平上研究细胞内蛋白质的组成及其活动规律的新兴学科——蛋白质组学(Proteomics)。
1.2蛋白质组学的概念“蛋白质组”是澳大利亚Macquarie大学的Wilkins和Williams等于1994年在意大利一次学术会议上首次提出的,最早见诸于文献是在1995年7月的(Electrophoresisj)杂志上【41指的是基因组编码的全部蛋白质。
』4一义上来讲,蛋白质组(proteome)是指:“一个细胞或一个组织基因组所表达的全部蛋白质”。
蛋白质组是一个动态的概念,它是对应于一个基因组的所以蛋白质构成的整体,而不是局限于一个或几个蛋白质。
它不仅在同一个机体的不同组织和细胞表达情况不同,在同一机体的不同发育阶段、直至消亡的全过程中也不断变化;机体处于不同生状态下不同,在不同外界环境下也是不同的。
实际上每一种生命运动形式,都是特定蛋白质群体不同时间和空间出现并发挥功能的不同组合的结果。
蛋白质组的研究是从整体水平上研究细胞或有机体内蛋白质的组成及其活动规律,包括细胞内所有蛋白质的分离、蛋白质表达模式的识别、蛋白质的鉴定、蛋白质翻译后修饰的分析及蛋白质组数据库的构建。
这一术语一经提出,很快得到国际生物学界的广泛关注。
第~次国际性的“蛋白质组学”会议于1997年召开,同年出版了第一部蛋白质组学专著。
2000年三月首次发表了一个生物体的完整蛋白质组。
2001年二月和同年六月分别公布了人类基因组框架图和序列图谱,极大地促进了蛋白质组学的兴起,成为后基因组计划的重要组成部分。
1.3蛋白质组学研究的主要手段蛋白质组研究包括对蛋白质的表达模式的研究和对蛋白质功能模式研究的两个方面。
它核心实验工具是双向凝胶电泳和以质谱为代表的蛋白质鉴定技术及生物信息学。
蛋白质组分析首先要求分离亚细胞结构、细胞或组织等不同生命结构层次的蛋白质,目前一般采用1975年由‘Farrell 等创立的双向聚丙烯酰胺凝胶电泳技术pJ。
双向电泳图谱通过扫描仪扫描并数字化通过分析软件(如PDQUEST)可对数字化的图谱进行各种图像分析,包括分析蛋白质在图谱上的定位,分离蛋白质的计数,图谱间蛋白质差异表达的检测等。
对分离出的蛋白质进行鉴定是蛋白质表达模式的又一重要内容。
为适应大规模蛋白质组分析,质谱已成为蛋白质鉴定的核心技术。
除此之外,还有Edman降解法测N端序列,氨基酸组成分析等。
由这些技术测得的完整蛋白质分子量、蛋白质的肽指纹图谱以及部分肽序列等数据,通过相应的数据库的搜寻来鉴定蛋白质。
生物信息学是蛋白质组学中的一个重要的技术平台,它研究生物信息的采集、加工、分析、存储和传播等各个方面,它通过综合应用数学、计算机科学、工程科学以及生物学的技术、方法分析大量而复杂的生物学数据来揭示生物学的奥秘,是蛋白质组学中的不可或缺的一部分,其在蛋白质组学中的研究有两个重要应用:…是构建和分析双向凝胶电泳图谱,二是数据库的搜索与构建。
2质谱原理、发展及生物质谱技术2.1质谱及质谱分析的基本原理质谱技术具有较好的灵敏度、准确度,能准确测定蛋白质。
目前质谱主要测定蛋自质一级结构包括分子量、肽链氨基酸排序及多肽或二硫键数目和位置,在对蛋白质结构分析的研究中占据了重要的地位。
[1,2]质谱有进样器、离子源、质量分析器、离子检测器、控制电脑及数据分析系统等组成。
传统的质谱仅用于小分子挥发物质的分析,但随着新的离子化技术的出现,如基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)和电喷雾电离质谱(ESI-MS)等,各种质谱技术的出现为蛋白质分析提供了一种新的且准确快速的途径。
目前,酶解、液相色谱分离、串联质谱及计算机算法的联合应用已成为鉴定蛋白质的发展趋势。
1)质谱分析蛋白的原理:质谱法分析蛋白的基本原理是通过电离源将蛋白质分子转化为离子,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)的蛋白质离子分离开来,经过离子检测器收集分离的离子,确定离子的M/Z值,分析鉴定未知蛋白。
通常结合相应的处理及其他技术,能够比较准确、快速地鉴定蛋白质。
2)基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)简而言之,基质辅助激光解析电离飞行时间质谱是将多肽成分转换成离子信号,并依据质量/ 电荷之比(M/Z)来对该多肽进行分析,以判断该多肽源自哪一个蛋白。
基质辅助激光解吸附质谱技术(MALDI)的基本原理是将分析物分散在基质分子中并形成晶体,当用激光照射晶体时,由于基质分子经辐射所吸收的能量,导致能量蓄积并迅速产热,从而使基质晶体升华,致使基质和分析物膨胀并进入气相。
MALDI所产生的质谱图多为单电荷离子,因而质谱图中的离子与多肽和蛋白质的质量有一一对应关系。
MALDI产生的离子常用飞行时间(TOF)检测器来检测,理论上讲,只要飞行管的长度足够,TOF检测器可检测分子的质量数是没有上限的,因此MALDI-TOF质谱很适合对蛋白质、多肽等生物大分子的研究。
3)电喷雾电离质谱(ESI-MS)电喷雾电离质谱(ESI-MS)是在毛细管的出口处施加一高电压,所产生的高电场使从毛细管流出的液体雾化成细小的带电液滴,随着溶剂蒸发,液滴表面的电荷强度逐渐增大,最后液滴崩解为大量带一个或多个电荷的离子,致使分析物以单电荷或多电荷离子的形式进入气相。
电喷雾离子化的特点是产生高电荷离子而不是碎片离子,使质量电荷比降低到多数质量分析仪器都可以检测的范围,因而大大扩展了分子量的分析范围,离子的真实分子质量也可以根据质荷比及电荷数算出。
电喷雾质谱的优势就是它可以方便地与多种分离技术联合使用,如液-质联用(LC-MS)是将液相色谱与质谱联合而达到检测大分子物质的目的。
4)快原子轰击质谱技术快原子轰击质谱技术(FABMS)是一种软电离技术,是用快速惰性原子射击存在于底物中的样品,使样品离子溅出进入分析器,这种软电离技术适于极性强、热不稳定的化合物的分析,特加适用于多肽和蛋白质等的分析研究。
FABMS只能提供有关离子的精确质量,从而可以确定样品的元素组成和分子式。
而FABMSMS串联技术的应用可以提供样品较为详细的分子结构信息。
3质谱分析蛋白的方法用于质谱分析蛋白质的方法主要有三种:肽质量指纹图谱法(PMF)、串联质谱法(CID)和梯形肽片段测序法(ladderpeptide sequencing)。
3.1肽质量指纹图谱(PMF)肽质量指纹图谱(PMF)即用特异性的酶解或化学水解的方法将蛋白质切成小的片段,然后用质谱检测各产物肽的相对分子质量,将所得的蛋白酶解肽段质量数在相应的数据库中检索,寻找相似肽指纹谱,从而绘制“肽图”。
由此可见,分子质量的精确度是PMF的关键指标所在,但蛋白质的翻译后修饰可能使PMF的质量数与理论值不符,故这就需要与序列信息适当结合。
3.2串联质谱法(CID)串联质谱法(CID)是利用待测分子在电离及飞行过程中产生的亚稳定离子,通过分析相邻同组类型峰的质量差,识别相应的氨基酸残基。
串联质谱的肽序列图需要读出部分氨基酸序列与前后的离子质量和肽段母质量相结合,这种鉴定方法称为肽序列标签(PST)。
3.3梯形肽片段测序法(ladder peptide sequencing)梯形肽片段测序法(ladder peptide sequencing),与Edman法有相似之处,是用化学探针或酶解使蛋白或肽从N端或C端逐一降解下氨基酸残基,产生包含仅异于1个氨基酸残基质量的系列肽,名为ladder,经质谱检测,由相邻肽峰的质量差而得知相应氨基酸残基。
其中的问题是由于酶解速度不一,易受干扰。
4 蛋白质质谱分析法的研究进展自约翰·芬恩和田中耕一发明了确认生物大分子结构的分析方法及其质谱分析法以来,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中最活跃、最富生命力的前沿研究领域之一。
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,已成为研究生物大分子特别是蛋白质研究的主要支撑技术之一。
质谱分析用于蛋白质等生物活性分子的研究具有如下优点:灵敏度高,能为亚微克级试样提供信息;能最有效地与色谱联用;适用于复杂体系中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。
4.1 质谱分析方法与蛋白质分析的联系蛋白质是一条或多条肽链以特殊方式组合的生物大分子,其复杂结构主要包括一级、二级、三级或四级结构。