基于质谱的蛋白质组学分析.ppt

蛋白质组学1.表达蛋白质组学
研究细胞或组织中蛋白质表达的质和量的变化，以及不同时间基因表达谱的改变

2.结构蛋白质组学
以绘制出蛋白复合物的结构或存在于一个特殊细胞器中的蛋白为研究目的，用于建立细胞内信号转导的网络图谱并解释某些特定蛋白的表达对细胞的作用

3.功能蛋白质组学
研究在不同生理和病理条件下，细胞中各种蛋白质之间的相互作用关系及其调控网络，以及蛋白质的转录和修饰蛋白质组学研究路线主要技术2.双向荧光差异凝胶电泳（two-dimensionalfluorescencedifferencegelelectrophoresis,2D-DIGE）
生物质谱技术质谱技术的发展

1912英国物理学家Thomson研制成功第一台质谱仪
20世纪20年代质谱成为一种分析手段被化学家所采用
40年代开始质谱广泛用于有机物质的分析
1966Munson&Field报道了化学电离源，质谱第一次可以检测热不稳定的生物分子
80年代随着软电离技术（快原子轰击FAB、电喷雾ESI、基质辅助激光解吸MALDI）的发展，生物质谱得到了飞速发展软电离

在质谱分析中，离子源是将分子离解成离子或解离成碎片，在这里分子失去电子，生成带正电荷的分子离子。分子离子可进一步裂解生成质量更小的碎片离子。由于离子化所需要的能量随分子不同差异很大，因此，对于不同的分子应选择不同的离解方法。通常称能给样品较大能量的电离方法为硬电离方法，而给样品较小能量的电离方法为软电离方法，后一种方法适用于易破裂或易电离的样品。

“软”是相对于最常用的电子电离EI而言。采用软电离技术容易获得能指明相对分子质量的准分子离子（M+H）+、（M-H）+，但能提供结构信息的碎片离子较少。生物质谱的一般结构质谱仪组成生物质谱仪的离子源与质量分析器ESI
电喷雾离子化仅能容忍较低容量的缓冲溶液、盐和表面活性剂，这些物质可以和分析物形成化合物从而干扰分子量的测定或抑制分析物离子的形成。HPLC是分离去除污染物的常用手段，而ESI的一大优点就是可以很容易的和HPLC等各种预分离技术相连接。随着20世纪90年代，纳喷雾的出现，ESI-MS灵敏度大大提高，已经可以检测Femtomole(毫微微克分子)和Attomole(10-18mole)级的生化样品DESI(desorptionelectrosprayionization)

该技术的突破在于可以直接在大气压环境下分析未经任何处理的样品，如皮肤、花朵、尿液、生理组织等

DESI直接将电喷雾的带点液滴和溶剂离子射向被分析物表面，就可以使样品表面的分子解吸附并带上电荷被质谱检测。Cooks课题组曾使用DESI技术直接分析人肝腺癌组织样品，成功找到一些特殊磷脂在癌变区域含量异常升高的现象，而这些磷脂的存在正是和人体器官内机能紊乱神经酰胺引导的细胞死亡通路相关联DART(directanalysisinrealtime)
MALDI常规的MALDI源处在真空系统内，不允许MALDI-MS直接在线和其他样品预分离系统联用，也无法直接和其他自动化、机器人处理系统联用，不可避免影响整个MALDI-MS样品检测的高通量性TOF离子在离子源里产生，在电压为V的电场作用下加速，飞过漂移区后到达检测器内，这段飞行时间为其在加速区中飞行时间和漂移区的飞行时间之和，正比于其质量的平方根
IT离子阱的上下端罩与左右环电极构成可变电场，带电离子在一定轨道上旋转，改变电压可使相同m/z离子依次离开进入电子倍增器而分离
Q样品离子沿电极间轴向进入电场后，在极性相反的电极间振荡，只有质荷比在某个范围的离子才能通过四级杆到达检测器，其余离子因振幅过大与电极碰撞，放点中和后被抽走
FT-ICR离子在磁场作用下成为回旋离子，离子回旋时吸收与磁场垂直的电场能量，当离子能量和吸收能量相等时产生共振，此时切断交变电场，回旋离子在电极上产生感应电流，感应电流随时间衰减，记录该信号并通过傅里叶变换将时域图转换为频域图（质谱图）MALDI-TOF-MS质谱的分析步骤生物质谱在蛋白质组学研究中的利用Schematicshowingthetop-downandbottom-upapproachestoproteinanalysisandidentification.Inthetop-downapproach,theintactproteinisfragmentedinthegas-phasetocreatesequence-specificfragmentionstoaidinsequenceanalysis.Thebottom-upapproachusesproteolyticenzymestocreatepeptidesforsequenceanalysisusuallybyusingmul