蛋白质质谱特定过程。
祁振国岳王海龙杨静市蓝秀
(包头医学院生物化学与分子生物学系,内蒙古包头014010;赤峰第一医院’)
中国图书馆分类号(}so3文献识别码A文号1006-740 x(2006)02-0231-O3。
蛋白质组学是后基因组时代的一个新领域
在细胞或有机体中在蛋白质水平表达基因的完整蛋白质。
定性和定量研究,以揭示生命的过程和解释基因表达控制。
系统的机制?。蛋白质组学分为表达蛋白质组学(例如。
表达蛋白质组)和细胞图蛋白质(细胞图
Pmteomies),前者指细胞和组织中表达的蛋白质的定量。
图谱,依赖于二维凝胶电泳图谱和图像分析,可以整体使用
在蛋白质水平上研究细胞的通路,以及疾病、药物及其
这是一种由生物刺激引起的障碍,因此它可能会发现疾病的迹象。
并阐明生物途径;后者指的是细胞器或蛋白质的纯化。
化合物、蛋白质成分经质谱鉴定,并测定了蛋白质和蛋白质。
相互作用的亚细胞位置。90年代以来,随着人类基数的发展
因为集团计划的实施,生物信息被触发。
蛋白质分析的发展带来了革命性的变化。现在就要
高分辨率二维电泳、高灵敏度生物质谱和快速生长
蛋白质和DNA数据库结合起来为高通制造鸡蛋。
高通量蛋白质组学铺平了道路。
本文主要介绍质谱技术在蛋白质组学中的应用。
接收日期:2006年3月2日
作者简介:王海龙(19511),男。大学,副教授。
l质谱技术的发展历史
1.1质谱的发展历史可以追溯到20世纪初,汤姆逊。
抛物线质谱装置被创造出来,第一台是1919年阿斯顿制造的。
速度聚焦质谱仪已经成为质谱发展史上的一个里程碑。
最初的质谱仪主要用于测定元素或同位素的原子量。
随着离子光学理论的发展,质谱仪得到了不断的改进,其应用范式
Wai也在不断扩大,到了50年代后期已经广泛使用。
用于测定无机化合物和有机化合物。现代质谱学
我们的足迹遍布各个学科的技术领域,包括固态物理、冶金
黄金,电子,航空航天,原子能,地球和宇宙化学,生物化学和
生命科学等领域有着广泛的应用。生活中的质谱技术
科学的应用为质谱学的发展注入了新的活力。
它已经成为一种独特的生物质谱技术。
1.2基本原理质谱是带电源。
分子、分子或分子碎片按质量顺序排列的图像。
质谱仪是一种能电离成离子并通过适当的电的材料
场、磁场根据它们的空间位置、时间顺序或轨道稳定性和
是否实现质量比分离,检测强度后进行材料分析。
设备。质谱仪主要由分析系统、电气系统和真空系统组成。
好的。
用于分析的样品分子在离子源中被电离
单电荷分子和碎片离子的质量,这些单电荷离子相加
1j 1j 1 " j 1口罩j。
拉拉拉拉拉拉
威普信息
包头医学院学报第22卷
在快速电场中获得相同的动能,并形成进入电场的离子束
离子束中较慢的离子通过。
电场后挠度大,速度快挠度小;磁场中离子产生的角度
速度矢量反方向偏转,即速度慢的离子仍然偏转很大很快。
快速偏转小;当两个场的偏转效应相互补偿时,它们
轨道相交于一点。同时,它也可以发生在磁场中。
质量分离,使那些质量比相同但速度不同的
离子聚焦在同一点,不同质量比的离子聚焦在不同的点。
点,焦平面接近平面,这里用探测系统进行检查。
通过测量,也就是质谱,可以得到不同质量比的谱线。通过质谱分析
分析,我们可以得到样品的分子量、分子式和分子量。
同位素组成和分子结构等信息。
2种质谱技术
2.1电喷雾电离质量数
光谱测定法(ESI-MS)是在出口处使用毛细管。
高电压,产生的高电场使毛细管流出的液体雾化。
变成细小的带电液滴,随着溶剂的蒸发,液滴的表面电荷较强。
程度逐渐增加,最后液滴解体成带有一个或多个电荷的大量。
离子,导致分析物以单电荷或多电荷离子的形式进入。
进入气相?。电喷雾电离的特点是产生高电荷离子。
而不是碎片离子,质荷比降低到大多数质量分析。
仪器可以检测的范围,从而大大扩大了分子量。
分析范围,离子的真实分子质量也可以基于质荷比和电。
计算费用数。电喷雾电离质谱的优点是它可以很容易地与许多
两种分离技术结合使用j。
2.2基质辅助激光解吸质谱(基质辅助
激光分离/电离(MALDI)的基本原理是结合
分析物分散在基质分子中并形成晶体。
在结晶过程中,基质分子通过辐射吸收的能量导致能量。
积累并迅速产生热量,使基质晶体升华,产生基质和分离。
沉淀物膨胀并进入气相。MALDI产生的质谱大多是
单电荷离子,所以质谱中的离子与多肽和蛋白质相关
质量之间是一一对应的。MALDI产生的离子经常飞。
理论上,只要飞行管的长度足够,时间探测器就能探测到。
够了,探测器能探测到的分子数量没有上限,所以质量
光谱适用于蛋白质、肽、核酸和多糖等大分子的研究。
调查一下。
2.3快原子轰击质谱(Fast Atom Bomebardment)
质谱(FABMS)是一种使用快速的软电离技术。
快速惰性原子发射存在于衬底中的样品,导致样品离子飞溅。
这种软电离技术适用于强极性和热不稳定性。
它特别适用于多肽和蛋白质的分析。
FABMS只能提供有关离子的准确质量,因此它可以被确定。
样品的元素组成和分子式。以及fabms-ms系列技术。
该方法的应用可以提供样品更详细的分子结构信息,从而
使其在生物医学分析中迅速发展】。
2.4同位素质谱技术是较早发展和应用的。
技术广泛应用于各个领域,但更应该用在医疗领域。
使用是近几年才开始的。因为一些致病菌具有特定的分解特性
这种化合物的能力,很容易用同位素来标记,人们会
人们想到用同位素质谱来检测其代谢物中的同位素含量。
量来达到检测病原体的目的,还可以同位素质谱。
在医疗领域的应用开辟了新的思路。
电泳分离后凝胶上蛋白质的质谱鉴定
电泳分离后,首先用合适的蛋白质处理凝胶上的蛋白质。
将该酶切割成肽段并通过质谱鉴定。有四种样品制备方法:
3.1胶内消化法灵敏度高,目前应用广泛。
通用样品制备方法。最常用的内切蛋白酶是胰卵。
白色酶。在蛋白质主链的精氨酸和赖氨酸的C端进行。
停。文献中有多种凝胶酶切方法,这里介绍其改性。
进入后的威姆法。
电泳后用最小体积切下凝胶上的蛋白质点。
,将凝胶块切成约1mm的小颗粒,并转移到小离心管中。
加入约5O的100 mmol/l碳酸氢铵溶液洗涤胶粒。
5分钟后,弃去碳酸氢铵溶液,加入50pJ乙腈,使凝胶脱水65438±0O。
a 15分钟。如果胶粒没有完全脱水,用乙腈脱水~次后丢弃。
乙腈溶液。将离心管放入真空离心蒸发浓缩器中,加入少量
加热15雨水,使胶粒完全干燥。50pJ新鲜制备
加入10毫摩尔/升的碳酸氢铵溶液用于离心。
在试管中,胶体颗粒被水合。在56℃下加热30分钟以减少样品,并将其丢弃。
取出DTr溶液,加入乙腈,静置65438±05分钟,然后加入Speed Vac微反应器。
加热干燥15rain,加入50L 55 mmol/L碘乙酰胺。
100毫摩尔/升碳酸氢铵溶液,含烷基化半胱氨酸残基
巯基将其在室温下的暗室中放置20分钟,弃去晴朗的夜晚,并加入
将50pJ乙腈放置65438±05分钟,并在Speed Vac中干燥。添加20升
将胰蛋白酶溶液在4℃下放置45-60分钟以使胶体颗粒复水。
加入1O-2o碳酸氢铵溶液覆盖胶粒,37cI=保温1小。
之后,将其放置过夜,并将获得的溶液用于质谱分析。
3.2电洗脱后溶液中的酶水解;电洗脱来自电泳后的凝结。
从橡胶中回收蛋白质的经典方法。通常蛋白质质量大于0。
O01毫摩尔.将含有SDS的凝胶与MALDI TOF MS分析相结合
,可以分析亚毫摩尔的毫摩尔蛋白质。舒赫·马谢尔等。用还是不用?
以含SDS pH2.5的乙酸铵为洗脱缓冲液,使用电洗脱系统的电极。
相反,蛋白质SDS复合物原位解离,成为游离蛋白质。
质量迁移到阴极,通过使用标准蛋白质样品,回收率达到25%。
约56%[引用]
3.3膜上酶消化膜上酶消化不常用于质谱分析。
分析,因为它的灵敏度低于凝胶内消化。不是转电的时候。
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王海龙等。质谱在蛋白质组学中的应用233。
所有的蛋白质都可以被有效地转移,并且蛋白质处于印迹过程中。
质量可能会下降。此外,将酶消化后从PVDF膜中提取的肽老化。
提取率不高,加入Triton 100可以增加肽的提取效率。
率,但去污剂干扰了j的鉴定。
3.4在印迹过程中,酶消化1999箱和其他报告将被固定
在印迹过程中,胰蛋白酶膜被置于凝胶和PVDF膜之间。
对蛋白质样品进行酶消化,完全消化并对蛋白质进行印迹。
这个过程需要特殊的设计。印迹膜可以浸泡在基质溶液中。
用maldtof ms直接分析这种方法的主要特点是印迹。
平行酶消化的灵敏度不如标准方法j。
4通过肽质量指纹图谱鉴定蛋白质。
蛋白质组学中最重要的突破是通过生物质谱鉴定。
电泳后凝胶上的蛋白质。质谱学已经取代了生物化学。
经典的埃德曼降解技术。。这是因为质谱技术可以
高通分析法可用于蛋白质混合物的分析,且灵敏度高。
肽质量指纹法最初是由Henzel和他的同事提出的。
出来,很快成为高通蛋白质鉴定的选择方法。分析
MALDI TOF MS用于测定凝胶中酶消化后的多肽混合物。
质量,并获得肽质量指纹图谱。蛋白质消化后产生肽。
该混合物可以在蛋白质序列数据库中进行理论预测,并且
将质谱测定多肽混合物与理论预测的数据进行比较,
质谱测定的足够肽的质量和数据库中的蛋白质定理
蛋白质可以通过预测肽段的质量匹配来明确识别_1。
随着科学技术的进步,质谱学也发展迅速,特别是
特别是与生物技术的结合,开创了质谱应用的新领域。
质谱已成为生命科学研究中非常重要的工具。它的研究
该成果还将极大地促进人类基因组的研究,并将使人类对。
对生命本质及其发生发展过程的认识达到了前所未有的水平。
有了新的高度。
参考
【1】钱小红,盛龙生。生物质谱技术与方法[M]。北京:科学
出版社,2003: 17。
[2] B.N .帕拉马西尼。电喷雾电离质谱应用技术[M].北京:化学
工业出版社,2005: 215。
[3]利布勒。蛋白质组学导论[M]。北京:科学出版社。
2005:163.
桑志红。电喷雾质谱及其在蛋白质化学研究中的应用。
用[J]。外国医学。药学,2000,27 (1): 38。
[5]米勒通用,伯德SE,库兹涅基里。自然洞察力:功能
基因组学[J]。自然,2000,405:819。
、魏、杨松成。生物质谱和蛋白质组技术的应用。
运用策略[J]。分析测试杂志,2002,21(增加):9。
[7]韦弗射频。分子生物学[M]。哥伦布:麦格劳—
hil 1.2001:231。
魏,杨松成。蛋白质转移到膜上的质谱分析[J].质量
《光谱学报》,2004: 20 (3): 89。
夏家辉。医学遗传学[M]。北京:人民卫生出版社,2004。
241.
[10] Benfey PN,Protopapas AD。基因组[M]。新泽西州:
普兰提斯大厅.2004:202.
[11]冯作华。医学分子生物学[M]。北京:人民卫生出版社,
2001:189.
[12]查喜良。医学分子生物学[M]。北京:人民卫生出版社,
2003:263.