蛋白质谱分析

蛋白质质谱分析的原理

蛋白质质谱分析是通过将蛋白质样品转化为离子，并在质谱仪中对其进行分离和检测来获得有关蛋白质的结构和组成信息。主要包括以下步骤：

1.样品制备：样品制备是蛋白质质谱分析的关键步骤之一。它通常涉及蛋白质的提取、纯化和消化等过程，以获得适合质谱分析的样品。

2.质谱仪：质谱仪是蛋白质质谱分析的核心设备。常用的质谱仪包括质谱质量分析仪（MS）和液相色谱（LC）等。质谱仪能够将蛋白质样品分离成不同的离子，并测量它们的质荷比（m/z）。

3.质谱数据分析：通过对质谱数据进行分析，可以确定蛋白质的分子量、氨基酸序列、翻译后修饰以及结构特征等信息。这些数据分析通常需要借助专业的软件和数据库进行。

蛋白质质谱分析的应用

蛋白质质谱分析技术在生物药物研究和开发中有广泛的应用。以下是一些常见的应用领域：

1.蛋白质组学：通过蛋白质质谱分析，可以鉴定和定量大量蛋白质样品，从而实现对生物系统的全面了解。这对于研究疾病机制、药物靶点的发现以及生物标志物的鉴定具有重要意义。

2.蛋白质翻译后修饰研究：蛋白质质谱分析可用于研究蛋白质的翻译后修饰，如磷酸化、乙酰化和糖基化等。这些修饰对于蛋白质的功能和稳定性具有重要影响，因此对其进行准确鉴定和定量分析具有重要意义。

3.生物药物质量控制：生物药物的质量控制是保证其疗效和安全性的重要环节。蛋白质质谱分析可以用于鉴定和定量生物药物中的蛋白质杂质、降解产物和结构变异等，为药物质量控制提供关键的信息。

蛋白质-蛋白质相互作用的质谱检测

质谱检测技术可以用于研究蛋白质与蛋白质之间的相互作用。通过蛋白质复合物的分离和质谱分析，我们可以鉴定结合伴侣、确定结合位点，并研究结合的动力学特征。

蛋白质-小分子相互作用的质谱检测

小分子与蛋白质的相互作用对于药物研发至关重要。质谱检测技术可以用于研究小分子与蛋白质的结合，从而筛选潜在的药物分子或优化现有的药物。

蛋白质-核酸相互作用的质谱检测

蛋白质与核酸之间的相互作用在基因调控和信号传导中扮演重要角色。质谱检测技术可以用于研究蛋白质与核酸的结合，揭示它们之间的相互作用模式和功能

高分辨质谱技术的应用

高分辨质谱仪能够提供更精确的质谱数据，从而实现更准确的蛋白质鉴定和定量分析。这种技术的发展为生物药物研究提供了更可靠的工具

Waters G2-XS Q TOF

应用于蛋白质分子的检测，如多肽、单克隆抗体、双特异性抗体、融合蛋白、抗体偶联药物等。可对其完整分子量、还原分子量、亚基分子量、二硫键配对或错配、氨基酸序列，游离巯基位点与比例、N-糖基化位点与类型、翻译后修饰位点与比例（脱酰胺、氧化、N/C端修饰等）等进行定性与相对定量分析。

Thermo QE系列高分辨质谱

Q-Eaxctive在蛋白组表达谱分析中表现出杰出性能，不论是在鉴定覆盖率还是对于复杂背景中低含量蛋白质的检测。对目标蛋白质定量，用HR/AM模式大大简化了方法开发，并缩短样品分析时间和提高数据的可信度。与碰撞诱导解离(CID)相比，能量更高的碰撞诱导解离(HCD)能产生较好的碎片和更高质量的MS/MS谱图。更高质量的谱图和宽动态范围有助于更加深入地探索蛋白质组，鉴定更多的蛋白质并定量分析其他仪器所无法找到的蛋白质。Q Exactive仪器的定性/定量分析功能使从蛋白质组发现实验过渡到目标蛋白质的定量分析和确认比以往任何时候都容易。Q Exactive LC-MS/MS通过一系列应用软件来支持蛋白质组学研究。其中Thermo Scientific Proteome Discoverer 软件用于蛋白质鉴定、修饰和各种标记差异分析，SIEVE软件用于非标记的差异比较分析，Pinpoint软件用于目标蛋白定量方法建立、样品分析和验证。

在进行蛋白质组学分析、鉴定时，色谱分离仪器出样口直接连接质谱仪进样口，分离肽段被离子源（S-lens Ion Sorce）离子化从而带上电荷，离子化肽段进过偏转电场进入四级杆质量选择器（Quadrupole Mass Filter）中，选择特定分子量大小范围的肽段经C-trap进入质量分析器中（Obitrap Mass Analyzer）测定该肽段分子量。然后，肽段被传送进入碰撞是室（HCD cell）被高能碰撞解离，肽键断裂，短肽解离为单个氨基酸或多聚氨基酸复合物。解离氨基酸或氨基酸复合物被送回质量分析器中进行分析，记录不同离子质量。

串联质谱用于检测在质谱中获得肽段碎片的分子质量。肽段在质谱中的碎裂有一定的规律，肽段母离子在质谱仪的碰撞室经高流速惰性气体碰撞解离，肽链在酰胺键出断裂并形成子离子，差生a、b、c型和x、y、z型系列离子。a、b、c型离子保留肽链N端，电荷留在C端；x、y、z型离子离子保留肽链C端，电荷留在离子N端。其中b型和y型离子离子在质谱图中较多见，丰度较高。y、b系列相邻离子的质量差，即为氨基酸残基质量，根据完整或互补的b、y系列离子可推算出氨基酸序列。

进行氨基酸序列推算时，先将输入的用于匹配的蛋白数据库进行模拟胰蛋白酶水解，记录每个蛋白的肽段集合并计算各短肽相对分子质量。经过MS1鉴定的短肽相对质量与数据库中的短肽匹配挑选出于鉴定肽段分子质量相近的肽段。因而，用于MS2数据匹配的肽段数量被极大缩小。肽段检索时根据样品及仪器的实际使用情况设置检索参数以限制检索范围。检索参数主要包括数据库、样品物种、半胱氨酸修饰形式、质量误差范围、最大漏切位点数、最少匹配肽数目等。