探秘蛋白质从头测序技术的原理与流程

蛋白质从头测序(De Novo Sequencing)是指不依赖于任何已知蛋白质或核酸数据库，仅依赖于实验数据，来确定蛋白质或多肽的氨基酸序列的技术。这种技术在新蛋白质或修饰蛋白质的鉴定中尤为重要。

一、原理：

从头测序通常利用质谱技术（MS）。蛋白质或多肽在质谱仪中被电离，产生正离子。这些离子在碰撞细胞中与碰撞气体（例如氩气）产生碰撞，使多肽或蛋白质分裂成一系列的小片段离子。这些碎片离子的质谱被称为串联质谱（MS/MS）。MS/MS中的碎片离子是由于蛋白质或多肽的肽键断裂形成的，所以其质量差表示了两个相邻的氨基酸残基的质量。

二、流程：

1.样品准备：

提纯的蛋白质或多肽样品被准备好并通过适当的方法送入质谱仪中。

2.电离：

使用电喷雾电离(ESI)或激光解吸/电离飞行时间（MALDI-TOF）技术，将蛋白质或多肽电离成离子。

3.质谱分析：

首先通过质谱仪测量蛋白质或多肽的母体离子的m/z值，然后选择特定的母体离子进行进一步的碰撞以产生碎片离子。

4.串联质谱分析：

母体离子在碰撞细胞中与碰撞气体产生碰撞，导致蛋白质或多肽分裂并形成一系列的碎片离子。这些碎片离子的m/z值被测量，并由此得到串联质谱。

5.数据分析：

使用专门的软件，如Mascot、PEAKS等，对串联质谱数据进行分析，通过比对碎片离子之间的质量差异来推断原始蛋白质或多肽的氨基酸序列。

6.验证：

通过其他实验方法，如Edman降解法或合成对应的多肽进行验证。

图1

蛋白质从头测序技术的发展在很大程度上受益于质谱技术的进步。随着仪器灵敏度和分辨率的提高，以及数据处理软件的进步，这一技术在蛋白组学和生物医药领域的应用将更为广泛。