基于质谱的蛋白质组学分析报告

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1、基于质谱分析的蛋白质组学蛋白质组学010203生物质谱技术生物质谱在蛋白质组学中的研究利用Content蛋白质组学蛋白质组（proteome）:PROTEins+genOME，意为proteinexpressedbygenome—基因组表达的全部蛋白质蛋白质组学（proteomics）:Thestudyoftheproteome—研究全部蛋白质的存在及存在形式的一门学科根据研究目的，蛋白质组学可分为表达蛋白质组学(expressionproteomics）结构蛋白质组学(structureproteomics)功能蛋白质组学(functionalproteomics)1.

2、表达蛋白质组学研究细胞或组织中蛋白质表达的质和量的变化，以及不同时间基因表达谱的改变2.结构蛋白质组学以绘制出蛋白复合物的结构或存在于一个特殊细胞器中的蛋白为研究目的，用于建立细胞内信号转导的网络图谱并解释某些特定蛋白的表达对细胞的作用3.功能蛋白质组学研究在不同生理和病理条件下，细胞中各种蛋白质之间的相互作用关系及其调控网络，以及蛋白质的转录和修饰蛋白质组学研究路线主要技术1.双向凝胶电泳（two-dimensionalelectrophoresis,2-DE）第一向：等电聚焦（IEF），根据蛋白质的等电点进行分离第二向：SDS-PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳，根据蛋白质分

3、子量差异进行分离2.双向荧光差异凝胶电泳（two-dimensionalfluorescencedifferencegelelectrophoresis,2D-DIGE）采用专有的荧光染料与多重样本和图像分析的方法，在同一块胶上可同时分离多个有不同荧光标记的样品，并以荧光标记的样品混合物为内标，对每个蛋白质样品和每个差异都可以进行统计学可信度分析生物质谱技术质谱是带电原子、分子或分子碎片按质量的大小顺序排列的图像质谱仪是一类能使物质离子化并通过适当的电场、磁场将它们按空间位置、时间先后或轨道稳定与否实现质量比分离，并检测强度后进行物质分析的仪器。质谱仪主要由分析系统、电学

4、系统和真空系统组成基本原理：通过对被测样品离子的质核比的测定来进行分析的一种分析方法。被分析的样品首先要离子化，然后利用不同离子在电场或磁场的运动行为的不同，把离子按质荷比（m/z）分开而得到质量图谱，通过样品的质量图谱和相关信息，可以得到样品的定性定量结果。质谱技术的发展1912英国物理学家Thomson研制成功第一台质谱仪20世纪20年代质谱成为一种分析手段被化学家所采用40年代开始质谱广泛用于有机物质的分析1966Munson&Field报道了化学电离源，质谱第一次可以检测热不稳定的生物分子80年代随着软电离技术（快原子轰击FAB、电喷雾ESI、基质辅助激光解吸MA

5、LDI）的发展，生物质谱得到了飞速发展软电离在质谱分析中，离子源是将分子离解成离子或解离成碎片，在这里分子失去电子，生成带正电荷的分子离子。分子离子可进一步裂解生成质量更小的碎片离子。由于离子化所需要的能量随分子不同差异很大，因此，对于不同的分子应选择不同的离解方法。通常称能给样品较大能量的电离方法为硬电离方法，而给样品较小能量的电离方法为软电离方法，后一种方法适用于易破裂或易电离的样品。“软”是相对于最常用的电子电离EI而言。采用软电离技术容易获得能指明相对分子质量的准分子离子（M+H）+、（M-H）+，但能提供结构信息的碎片离子较少。生物质谱的一般结构质谱仪组成样品离

6、子源形成离子(带电分子)检测质谱质量分析器离子检测器电离质量分选(过滤)根据m/z分选离子数据处理检测离子基本步骤:1.样品离子化2.根据质量(m/z)不同分离离子3.检测每种质量离子的数目4.收集、处理数据得到质谱图生物质谱仪的离子源与质量分析器离子源ElectroSprayIonization(ESI)Matrix-AssistedLaserDesorptionIonization(MALDI)质量分析器TimeofFlight(TOF)IonTrap(IT)Quadrapoles(Q)FourierTransformIonCyclotronResonance(FT-

7、ICR)ESI借助强电场使电子分离，当样品溶液以低流速经毛细管流出后，在雾化器的辅助下雾化成细小的带点液滴。这些液滴在运动过程中逐渐脱溶剂化导致体积变小，表面电荷密度增大，当达到一定极限时，液滴发生爆裂产生更小的液滴。如此不断重复，直至液滴很小时，由于液滴表面电荷密度极大，足以从液滴中解析出分子离子，而后者最终进入质谱分析器电喷雾离子化仅能容忍较低容量的缓冲溶液、盐和表面活性剂，这些物质可以和分析物形成化合物从而干扰分子量的测定或抑制分析物离子的形成。HPLC是分离去除污染物的常用手段，而ESI的一大优点就是可以很容易的和HP