蛋白組測序技術

蛋白質測序是確定蛋白質全部或部分一級結構的氨基酸序列的過程，它決定蛋白質的高階結構並影響蛋白質的功能。蛋白質氨基酸順序的確定是蛋白質化學研究的基礎。透過分析蛋白質的氨基酸序列可以獲得大量的資訊，並可應用於其他相關領域，如蛋白質鑑定、分子克隆探針的設計以及生物藥物的開發。自 1953 年 F. Sanger 確定胰島素的一級結構以來，目前已知約 100,000 種不同蛋白質的一級結構。

多年來，蛋白質測序已經取得了顯著的發展。質譜和新一代測序 (NGS) 等技術進步徹底改變了該領域，使科學家能夠以前所未有的速度和準確性分析蛋白質。這段歷史之旅強調了對生物科學知識的不懈追求，併爲深入探索蛋白質測序技術奠定了基礎。

蛋白質測序技術

1.基於 Edman 的蛋白質測序

Edman 降解是確定蛋白質氨基酸序列的經典方法。它基於從肽鏈中選擇性切割 N 端氨基酸殘基，而不影響序列的其餘部分。然後鑑定切割的氨基酸，並且可以順序重複該過程以確定蛋白質的完整序列。

應用：

Edman 降解適用於確定蛋白質或肽的 N 末端序列。它通常用於中等大小（通常小於 50 個氨基酸）的蛋白質，對於中小型蛋白質特別有價值。

優點：

Edman 降解提供準確的 N 端測序資訊。
它已被廣泛使用並確立為可靠的蛋白質測序方法。

侷限性：

Edman 降解非常耗時且費力，特別是對於較大的蛋白質，因為它涉及多個反應和分析迴圈。
它僅限於確定N端序列，不能用於獲得C端序列或完整的蛋白質序列。
Edman 降解的準確性可能會受到某些氨基酸的影響，例如脯氨酸，可能需要特殊處理。

2.基於質譜的蛋白質N端測序

1）酶裂解：爲了確定 N 末端序列，通常使用胰蛋白酶或胰凝乳蛋白酶等蛋白水解酶在特定氨基酸殘基處對蛋白質進行酶裂解。這些酶在精確的氨基酸位置切割蛋白質，從而產生具有已知 N 末端的肽。

2）MALDI-TOF MS 分析：酶消化後，可以使用 MALDI-TOF MS（基質輔助鐳射解吸/電離飛行時間質譜）對所得肽片段進行分析。該技術能夠直接測定肽質量，從而促進蛋白質 N 末端的識別。

應用：透過質譜進行蛋白質 N 末端測序是闡明蛋白質 N 末端氨基酸序列的寶貴工具。它通常用於查明蛋白質的起始點或驗證其身份。
優點：進行 N 端測序時，質譜法具有高靈敏度和精確度。它適用於廣泛的蛋白質和肽。
侷限性：N 端測序的準確性可能會受到特定氨基酸和翻譯後修飾的存在的影響。此外，該方法僅提供有關 N 末端的資訊，並不能產生完整的蛋白質序列。

3.基於質譜的蛋白質C端測序

1）酶裂解：與 N 端測序非常相似，該策略涉及使用蛋白水解酶在特定氨基酸位置裂解蛋白質。Lys-C 或 Glu-C 等酶用於在明確的位點切割蛋白質，產生具有已知 C 末端的肽。

2）MALDI-TOF MS 分析：酶消化後，所得肽片段經過 MALDI-TOF MS 分析以確定其質量。這種直接質量分析有助於識別 C 末端。

應用：透過質譜法進行蛋白質 C 末端測序對於揭示蛋白質 C 末端的氨基酸序列非常有價值。它用於查明蛋白質的終止點並驗證其完整性。
優點：質譜法為 C 端測序提供了卓越的精度和靈敏度。該技術適用於多種蛋白質和肽。
侷限性：與 N 端測序類似，C 端測序可能會受到特定氨基酸和翻譯後修飾的影響。它專門提供有關 C 末端的資訊，並且不產生完整的蛋白質序列。

4.全蛋白質序列測定

全蛋白質序列測序旨在揭示蛋白質的完整氨基酸序列，而不僅僅是檢查其 N 或 C 末端。

應用：完整的蛋白質序列測定對於全面瞭解蛋白質的氨基酸序列（包括識別任何翻譯後修飾）至關重要。它在蛋白質組學識別未知蛋白質和驗證基因預測方面發揮著至關重要的作用。
優點：基於質譜的技術有效且適應性強，能夠處理不同大小的蛋白質。它們對翻譯後修飾也很敏感，這使得它們對於研究蛋白質改變非常有價值。
限制性：執行基於質譜的分析需要專門的裝置和資料分析方面的專業知識。完整蛋白質序列測定的成功取決於資料的質量和合適的資料解釋軟體的可用性。

5.蛋白質從頭測序

從頭測序的目的是在不依賴已知參考序列的情況下確定蛋白質的完整氨基酸序列。它依賴於高解析度質譜和計算演算法。

應用：