生物制品表征之蛋白質(zhì)N端序列分析
隨著現(xiàn)代醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展,蛋白質(zhì)藥物變得備受關(guān)注,而蛋白質(zhì)藥物的N端序列分析對(duì)于醫(yī)藥工業(yè)來(lái)說(shuō)是非常重要的信息。N-端序列與蛋白質(zhì)的功能和穩(wěn)定性息息相關(guān),對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行N-端測(cè)序分析,可以確定蛋白質(zhì)的起點(diǎn),有利于幫助分析蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu),揭示蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能。
百泰派克生物科技BTP為您提供多種蛋白質(zhì)N端序列分析技術(shù)服務(wù),基于Edman降解法的蛋白質(zhì)N端序列檢測(cè)、基于高分辨質(zhì)譜法的蛋白質(zhì)N端序列檢測(cè),詳見(jiàn)如下介紹:
一、基于Edman降解法的蛋白質(zhì)N端序列分析
1. 原理:
Edman測(cè)序反應(yīng)是一個(gè)循環(huán)過(guò)程,即在弱堿性條件下使多肽/蛋白與異硫氰酸苯酯(PITC)反應(yīng),然后用酸處理,從多肽鏈上僅使氨基末端殘基以氨基酸的苯基乙內(nèi)酰硫脲衍生物的形態(tài)游離出來(lái),然后對(duì)分離出的氨基酸進(jìn)行鑒定。

2. 實(shí)驗(yàn)儀器:
全自動(dòng)蛋白質(zhì)/多肽測(cè)序儀(PPSQ33A)
3. 應(yīng)用:
Edman降解法測(cè)定蛋白質(zhì)N端序列,通過(guò)跑膠轉(zhuǎn)?;蛘唿c(diǎn)膜的方式進(jìn)行樣品處理,可以直接分析氨基酸信息,不需要任何蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)就可以準(zhǔn)確分析N端氨基酸序列,特別是能辨別異亮氨酸和亮氨酸、谷氨酰胺和賴(lài)氨酸。但是Edman降解法的通量低,而且不適用于N端已被化學(xué)修飾或封閉的蛋白或者多肽不可用。
4. 結(jié)果展示:
為對(duì)19種PTH-氨基酸進(jìn)行校準(zhǔn),故先測(cè)試19種PTH氨基酸的混合標(biāo)準(zhǔn)品,校準(zhǔn)測(cè)試混合標(biāo)準(zhǔn)品圖譜如下:

標(biāo)準(zhǔn)品校準(zhǔn)測(cè)試圖譜
PTH氨基酸混合標(biāo)準(zhǔn)品校準(zhǔn)測(cè)試完成后,測(cè)試樣品的N-端序列,樣品測(cè)試圖譜如下:

N端第1位

N端第2位

N端第3位
通過(guò)上述圖譜可以確定蛋白質(zhì)N端序列為T(mén)yr-Val-Trp。
二、基于高分辨質(zhì)譜法的蛋白質(zhì)N端序列檢測(cè)
1. 原理:
20世紀(jì)80年代末發(fā)展的電噴霧電離(ESI)使質(zhì)譜技術(shù)在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析上的應(yīng)用發(fā)生了革命性飛躍。對(duì)于基于高分辨質(zhì)譜法的N端測(cè)序,樣品經(jīng)過(guò)SDS-PAGE分離目標(biāo)蛋白后使用蛋白酶酶解,酶解后產(chǎn)的產(chǎn)物用Q-Exactive系列質(zhì)譜儀(Thermo Fisher Scientific)進(jìn)行質(zhì)譜分析,肽段在質(zhì)譜中碎裂得到b、y離子的二級(jí)質(zhì)譜圖,通過(guò)圖譜與蛋白理論氨基酸序列比對(duì)確定蛋白質(zhì)的N端位置。

2. 實(shí)驗(yàn)儀器:
高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀:高效液相色譜儀-Easy-nLC 1200;電噴霧-組合型離子阱Orbitrap 質(zhì)譜儀-Q Exactive? Hybrid Quadrupole-Orbitrap? Mass Spectrometer。

3. 應(yīng)用:
基于高分辨質(zhì)譜法的N端測(cè)序,可以通過(guò)高分辨率質(zhì)譜分析N端封閉和翻譯后修飾(PTMs),從而確定蛋白質(zhì)N端起點(diǎn)。對(duì)于復(fù)雜的蛋白,我司支持對(duì)復(fù)雜蛋白進(jìn)行N端二甲基化標(biāo)記,通過(guò)分析標(biāo)記位置確定復(fù)雜蛋白樣品中的多個(gè)蛋白的N端起點(diǎn)。
4. 結(jié)果展示:
蛋白藥物樣品的N端氨基酸序列分析:
Trypsin酶解后的樣品經(jīng)過(guò)LC-MS/MS分析后得到質(zhì)譜數(shù)據(jù),質(zhì)譜數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)與理論數(shù)據(jù)庫(kù)匹配,得到和理論N端序列(HYAHVDCPGHADYVK)相符合的MS2圖譜,圖譜如下:

N端序列二級(jí)質(zhì)譜圖
通過(guò)以上分析可以得出此蛋白藥物的N端起始氨基酸為組氨酸,N端序列為HYAHVDCPGHADYVK。
常見(jiàn)問(wèn)題:
問(wèn)題1:Edman降解法和質(zhì)譜法檢測(cè)蛋白質(zhì)N端的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)?
回答:
質(zhì)譜法:?
優(yōu)點(diǎn):
1.能獲取更長(zhǎng)的N端序列信息;
2.可分析N端封閉和PTMs。
缺點(diǎn):
1.等重的氨基酸不能確定;
2.肽序列的覆蓋率很少是100%。
Edman降解法:
優(yōu)點(diǎn):
1.可以準(zhǔn)確分析N端氨基酸序列,特別是能辨別異亮氨酸和氨酸、谷氨酰胺和賴(lài)氨酸;
2.直接分析氨基酸信息,不需要任何蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù),可以識(shí)別未登記在數(shù)據(jù)庫(kù)中的未知蛋白質(zhì)。
缺點(diǎn):
1. N端已被化學(xué)修飾或封閉的肽不可用;
2. 低通量分析。
問(wèn)題2:N端發(fā)生修飾的蛋白如何確定其N(xiāo)端位置?
回答:
在數(shù)據(jù)分析時(shí)同時(shí)分析N端的PTMs,分析鑒定出有修飾的N端位置。