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蛋白质组学资源
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蛋白质组学的质谱测量
使用MALDI质谱或ESI MS蛋白质分子量测定
- 验证已知的蛋白质
- 确定类型和翻译后修饰的量,已知的蛋白质
- 首先通过未知蛋白质的分析
利用蛋白水解消化和准确的质量测量的肽质量指纹(PMF)
- 通过匹配对数据库条目验证已知的蛋白质
- 通过匹配对数据库条目识别未知的蛋白质
- 翻译后修饰本地化个别肽
肽测序通过MS / MS或酶消化耦合到MS
- 使用部分序列和数据库匹配识别未知蛋白质
- 翻译后修饰本地化单个氨基酸
- 验证已知的蛋白质
蛋白质组学集团
电喷雾电离(ESI)
ESI质谱(MS)最早是由Yamashita和Fenn1在1984年发表的,但它是基于Dole、Iribarne和Thompson的早期工作。1996年,维尔姆和曼恩发表了纳米电喷雾技术,增加了ESI MS的使用,特别是在样品浓度或体积受限的情况下。针对ESI的机理提出了两种理论:电荷残留模型和离子喷射模型。在带电残留模型中,当溶剂蒸发时,液滴的总电荷保持不变,它留在非挥发组分上。在离子喷射模型中,溶剂从液滴中蒸发,直到库仑斥力克服了液滴的表面张力,单个离子被排出。在任何一种情况下,产生的离子都是高电荷的,并且每个离子都有一个电荷数分布(称为电荷态分布)。对于生物分子如多肽和蛋白质,电荷是通过质子化或去质子化引入的。
样品制备
感兴趣的分析物通常溶解在水溶液中,并与等量的挥发性有机溶剂混合。然后将该溶液装入纳米祈祷发射器进行单样品分析,或者在电喷涂之前对其进行液相色谱分析(LC-ESI MS)。
样品的分析
使用ESI针和孔板之间的电压差喷洒每个样品。在某些情况下,使用反压或护套气体来帮助喷雾的雾化。在这种仪器中,电喷雾电离是在大气压下进行的。然后,离子被引入到真空使用几个直接光学,而溶剂和其他中性分子被排除使用撇脂。在这个特殊的仪器中,离子通过四极(记为主束)传输和聚焦;然后,利用正交飞行时间(TOF)质谱仪进行质量分析。串联质谱(MS/MS)也可以在主束流中使用碰撞诱导解离(CID)进行,因此该仪器主要用于肽测序。
- 林毅夫(译)。电喷雾离子源。这是免费飞机主题的另一种变体。期刊。88年化学,4451 - 4459。
基质辅助激光解吸电离(MALDI)
MALDI MS最早由Michael Karas和Franz Hillenkamp1在1985年发表,当时他们在激光解吸MS实验中使用色氨酸作为其他氨基酸的基质。田中浩一的研究小组偶然发现,将样本与金属粒子混合,可以分析大分子,如完整的蛋白质。1988年,两组发表了MALDI质谱在完整蛋白上的应用,分别使用精细金属颗粒2和有机酸s3作为基质。
样品制备
将感兴趣的分析物溶解(通常在水溶液中)并与大量过量的基质(1000:1到10000:1)混合。该基质通常是有机酸,如苯甲酸或肉桂酸的衍生物,但其他化合物也起作用。少量的这种混合物(0.5 - 1.0微升)沉积在不锈钢样品台上,然后让空气干燥。校准时,可将内部标准放入基体溶液中,或在附近放置其他点进行外部校准。
样品的分析
样品沉积物干燥后,板通过真空室联锁放置在仪器中。各试样照射的脉冲激光的氮(波长= 337纳米),以在气相(解吸/电离)离子。的质荷比(M / Z)使用的是轴向TOF质谱仪来测量。离子可以以线性模式(更高的灵敏度,但较低的分辨率),或在反射模式(较低的灵敏度,但较高分辨率)来检测。
- Karas, M., Bachmann, D.和Hillenkamp, F.(1985)。波长对高辐照度紫外激光解吸质谱分析的影响。肛交。化学57岁,2935 - 2939。
- 田中基,Waki, H., Ido, Y.,秋田,吉田,Y.,吉田T.(1988)。用激光解吸飞行时间质谱分析蛋白质和聚合物可达10万m/z。快速Commun。质谱仪,2,151 -153。
- (2002)。分子质量超过10000道尔顿的蛋白质的激光解吸电离。肛门化学。60,2299-2301。
时间的飞行(TOF)质谱分析
理论背景
离子在离子源中使用高电压(20 - 25kv)快速加速。在这个初始加速度之后,离子在场自由区漂移,直到它们与探测器相撞。
Ep = q * V
- 在电场中的带电粒子的势能是通过在该粒子(Q)的电荷决定乘以电压(V)的大小。这种势能转化为动能。
埃克=½mv2
- 粒子的动能等于乘以(V)除以2的速度的平方的粒子(M)的质量通过设置势能和动能相等,则“时间飞行方程”罐被简单地示出:EP = EK
QV =½mv2
- 然后,用距离除以时间(d/t)代替速度。
QV =½m(d / t)的2
2V = MD2/ qt2
(2VT2)/(d2= m/q = m/z
- 因此,可以测量每个离子的质量-电荷比。
数据采集
Spectra是瞬态记录收购。来自检测器的信号的量,每次照射后的时间记录在。最终的质谱被呈现为平均个体时间记录的。在这些光谱中,它要考虑峰的信噪比(S / N)是很重要的。离子信号以S差/ N值可能不可靠的;在另一方面,它防止检测器饱和,如果较低质量离子信号的S / N值太高,这将发生非常重要。此外,S / N值必须被仔细监测同位素比率测量。