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蛋白質(zhì)組技術(shù)：各類質(zhì)譜方法優(yōu)缺點(diǎn)
點(diǎn)擊次數(shù)：812 發(fā)布時(shí)間：2012-8-9
蛋白質(zhì)組（proteomics）分析是針對(duì)不同條件下細(xì)胞中蛋白的功能和特性進(jìn)行研究的統(tǒng)稱，這一領(lǐng)域的研究一直以來都落后于基因組研究，后者在技術(shù)創(chuàng)新方面取得了不少成果，一些令人眼花繚亂的快速基因組圖譜繪制技術(shù)，還有無需借助核心實(shí)驗(yàn)室設(shè)備就能完成實(shí)驗(yàn)的技術(shù)，都令我們印象深刻。
但是與基因組研究的主要目的不同——基因組研究主要目的在于成列靜態(tài)堿基對(duì)序列，而蛋白質(zhì)組分析則需要考慮到不同的形狀，大小和序列，這帶給科研人員更多需要解決的問題。
“一些科學(xué)家指出，蛋白質(zhì)組的復(fù)雜性是無限的”，來自美國巴克老年研究所（Buck Institute for Age Research ）Bradford Gibson解釋道，像是剪切變化，磷酸化修飾，蛋白表達(dá)時(shí)序變化，蛋白翻轉(zhuǎn)，以及蛋白相互作用，都是造成蛋白質(zhì)組復(fù)雜的原因。盡管蛋白質(zhì)組存在許多變化，但現(xiàn)代的高技術(shù)圖譜也能幫助科學(xué)家們更好的了解細(xì)胞中的一舉一動(dòng)。The Scientist雜志近期就總結(jié)了一些利用質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行蛋白質(zhì)組研究的新成果。
質(zhì)譜技術(shù)是蛋白質(zhì)研究長期以來*的一項(xiàng)重要技術(shù)，能達(dá)到進(jìn)行蛋白質(zhì)圖譜分析所需的靈敏度，分辨率和速度。“我們需要能全面分析一個(gè)細(xì)胞中所有蛋白質(zhì)”，質(zhì)譜分析儀生產(chǎn)商Thermo Scientific蛋白質(zhì)組市場總監(jiān) Andreas Huhmer表示。蛋白質(zhì)組實(shí)驗(yàn)室正在競相進(jìn)行蛋白質(zhì)組圖譜更快，更全面的研究，這刺激了質(zhì)譜技術(shù)的新浪潮。
所有的蛋白質(zhì)譜分析都有一個(gè)相同的基本過程，那就是蛋白或者多肽首先會(huì)通過某種形式電離化，然后分解，測量質(zhì)荷比，產(chǎn)生特征光譜。繪制一個(gè)全面的蛋白質(zhì)圖譜要求質(zhì)譜儀靈敏，既能檢測到高豐度肽段，也能檢測到肽段，而且還需要高分辨率來區(qū)分復(fù)雜多樣的蛋白種類，除此之外，研究人員也希望這個(gè)儀器運(yùn)轉(zhuǎn)速度快，這樣分析單個(gè)蛋白質(zhì)組無需花費(fèi)整一年的時(shí)間。
早在上個(gè)世紀(jì)40年代，科學(xué)家們就發(fā)明了飛行時(shí)間質(zhì)譜儀（TOF），這種儀器能在真空管中通過一個(gè)電磁場電離多肽，原理是不同質(zhì)量的粒子在真空管中的速度不同。這種方法能很好的分析肽段，但是卻容易忽視肽段。
四極離子阱質(zhì)譜儀（quadrupole ion trap mass spectrometer）利用4個(gè)導(dǎo)電棒之間的振蕩電流，分離不同穩(wěn)定性的粒子，這種儀器具有高靈敏性，但是卻不適合用于差不多質(zhì)量不同肽段的分析。
只到近期工程學(xué)家才將不同質(zhì)譜分析方法的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，利用復(fù)雜的數(shù)學(xué)方法完成高度，高分辨率的分析，并且采用相應(yīng)的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。