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张晓楠:质谱在多肽氨基酸序列分析中的应用69

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分析与测试!

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质谱在多肽氨基酸序列分析中的应用

张晓楠
(华北制药集团新药研究开发有限责任公司,河北石家庄050015)

[摘要]多肽氨基酸序列分析是蛋白质研究的重要内容;日臻完善的质谱技术在该项研究中起到了巨大的作用。
[关键词]质谱;多肽;氨基酸
[中图分类号]O621.15[文献标识码]A[文章编号]1003-5095(2005)06-0069-02

!!随着人们对未知领域探索的逐渐深入,蛋白多别适合分析多肽和蛋白质的混合物。而ESI是当今有
肽类物质的研究也越来越多地渗入到化工、医药、环机质谱中最软的电离技术,它已经成功地用于多种
保等行业中。近些年,随着质谱以及液质联用技术类型的质量分析器。另外,由于ESI-MS/MS分析样品
的完善,对多肽氨基酸序列的分析又起到了很大的溶液是连续不断导入ESI源内,因此ESI源能直接与
促进作用。分离技术HPLC和CZE联用对样品进行联机分离与
1多肽氨基酸序列分析方法鉴定。
!!多肽氨基酸序列的分析是蛋白质组学的一个研!!在HPLC-ESI-MS/MS分析多肽混和物时,HPLC
究内容[1]。蛋白质组的概念是由澳大利亚科学家先将混合物进行分离,再经ESI源电离后,第一级MS
Wilkins等在1994年率先提出的,其定义是指一个有选择特定m/z的多肽离子通过并进入碰撞活化室,在
机体的基因所表达的全部蛋白质。蛋白质组的研究碰撞活化室内肽离子与惰性气体碰撞发生碰撞诱导
是从整体水平上研究细胞或有机体内蛋白质的组成解离(CID)生成碎片离子,第二级MS对裂解生成的
及其活动规律。其研究已涉及到的范围包括蛋白质碎片离子进行分析。应用ESI-MS/MS测定多肽的氨
组作图、蛋白质组分鉴定、蛋白质数据库构建、新蛋基酸序列,是对Edman降解反应测序的最好补充,因
白质的寻找、蛋白质翻译后修饰的分析、细胞周期、为它能测定修饰的氨基酸和封闭的末端。ESI-MS/
发育、肿瘤发生、发展、环境影响、疾病诊断、新药研MS测得的多肽序列信息结合多肽的质量数据,在分
究等多个领域[1]。析蛋白质翻译后的修饰时特别有用。
!!在生物化学和细胞生物学的领域内,通常应用2蛋白质分析的两种质谱方法
一维或二维聚丙烯酰胺凝胶电泳从生物样品中分离!!在蛋白质分析中有两种质谱方法:质谱蛋白全
分析蛋白质。随着高分辨二维凝胶电泳(2-DPAGE)谱分析(MScharting)和质谱指纹分析(MSmapping)[3]。
的引入,它已成为当前从复杂的生物样品中分离分质谱蛋白全谱分析指的是组分分析,它的对象是完
析蛋白质最强有力的方法。样品中含有的多至整的组织、体液或其提取物,其目的在于识别出尽可
10000个蛋白质可在一次2-DPAGE操作中分离。传能多的肽和蛋白混合物中的组分。质谱指纹分析指
统上分离后凝胶上的蛋白质,用适当的方法显色后,的是组成分析,它的对象是单个的、纯化后的肽或蛋
可用免疫印记方法、氨基酸组分分析、Edman降解反白,其目的在于测定它的一级结构、蛋白修饰和鉴别
应的N端测序和C端测序对蛋白质进行鉴定。但是这遗传差异等。
些技术非常费时而且灵敏度也不高[2]。!!质谱蛋白全谱分析通过测定肽和蛋白的分子
!!80年代后期,基质辅助激光解吸飞行时间质谱量、加上已知蛋白和DNA序列的信息,来试探性地确
(MALDI-TOF-MS)和电喷雾电离质谱(ESI-MS)打认给定组织或体液中存在的肽和蛋白。通常,质谱蛋
开了有机质谱分析研究生物大分子的新领域,并很白全谱分析可分为四步:1)从生物组织提取多肽和
快发展成为能在所有层次上分析研究蛋白质和其它蛋白并将提取液切分;2)测定提取液中各组分的分
生物分子的生物质谱学。子量;3)从肽或蛋白的计算机库中搜索被测分子量
!!MALDI-TOF-MS适合分析绝大多数蛋白质,特是否符合特定肽或蛋白质量;4)再确认分析,如部分
[收稿日期]2005-09-21的N—或C—端的测序分析,氨基酸分析等。
[作者简介]张晓楠(1972-),女,工程师,从事药物研发及分析。!!质谱指纹分析一般包括以下几步:1)纯化蛋白
70河北化工2005年第6期

样品;2)用酶或化学的方法切解蛋白;3)用质谱分析前各质谱仪器公司和各国学者都普遍采用应用数据
切解后的产物;4)用质谱数据进行数据库搜索;5)对库进行质谱数据的分析工作[9-11]。
各个多肽片断进行MS/MS分析,获得序列信息。3.2质谱数据检索的数据库[12]
!!指纹分析可以应用电喷雾电离源和基质辅助激!!SWISS-PRO(http://www.expasy.hcuge.ch),EMBL
光解吸源作离子源,