摘要
质谱技术已经成为连接蛋白质和基因的重要技术，为大规模的蛋白质自动化鉴定奠定了基础。质谱分析有两个主要部分可用来分析蛋白质或多肽。一种是MALDI-TOF技术，作为一种脉冲电离技术，它从固相样品中生成离子并在飞行管中测量其分子量，另一种是ESI-MS，这是一种连续电离方法，从液相中生成离子，并与四极质谱或飞行时间探测器一起测量它们的分子量。近年来，质谱仪器和技术取得了很大进展。
在MALDI-TOF最重要的进展是离子反射和延迟离子萃取，这可以获得相当精确的分子量。在ESI-MS中，纳米电喷雾源的存在使得在30到40分钟内分析微尺度样品成为可能。
反相液相色谱和串联质谱(串联质谱)的结合能够检测几十个皮摩尔水平。如果将毛细管色谱与串联质谱结合使用，可以在低水平的皮摩尔到高水平的飞摩尔检测到;当使用毛细管电泳和串联质谱联用时，它可以在低于飞莫利的水平被检测，甚至可以在飞莫利的水平被处理。
目前，大多数蛋白质是通过酶解、液相色谱、串联质谱和计算机算法相结合进行鉴定的。我们将举例说明如何通过肽质量指纹和肽片段测序的质谱鉴定蛋白质:
1.肽质量指纹图谱(PMF)
及最早由Henzel等人于1993年提出。从2-DE分离出来的蛋白质在凝胶或膜上的精氨酸或赖氨酸的c端被酶(最常见的胰蛋白酶)切割。通过质谱(MALDI-TOF-MS，或ESI-MS)测量碎片产生的确切分子量，通过这项技术获得的肽的质量可以精确到0.1分子量。所有肽的质量最终与数据库中理论肽的质量相匹配(理论肽是由用来分解蛋白质的酶产生的)。根据该肽段在数据库中与未知蛋白共享的肽段数量排列匹配结果，排在第1位的肽段可能代表未知蛋白。如果亚军和亚军之间的肽段差异较大，并且可以用实验中显示的肽段覆盖蛋白，则正确识别的可能性较高。
2.肽片段部分测序
肽质量指纹图谱本身并不能揭示衍生的肽片段或蛋白质。为了进一步鉴定蛋白质，一系列的质谱方法被用来描述肽片段。氨基酸通过酶或化学方法从N端或c端顺序去除形成阶梯肽。其中一种方法是从n端以受控的化学模式降解，可以生成一系列不同大小的梯形肽片段。用MALDI-TOF-MS测定产生的肽质量。另一种方法是应用羧肽酶，从c端去除不同数量的氨基酸，形成肽片段。化学和酶的方法产生相对长的分子量序列，可以准确区分赖氨酸(128.09)和谷氨酰胺(128.06)。此外，在质谱仪中还应用了源后衰变(PSD)和碰撞诱导解离(CID)，以生成包含一系列肽峰的质谱，这些肽峰在质量上与一个氨基酸残基不同。因此，可以对肽片段序列进行推断。肽片段PSD的分析可以在MALDI反应器中生成部分序列信息。
肽质量指纹图谱首次实现。随后，一个有意义的肽片段在质谱仪中被选择为母离子，并在飞行到离子反应器的过程中降解为子离子。在反应器中，不同大小的碎片可以用不同的电压测量到探测器，但往往会产生不完整的碎片。目前对多肽片段进行测序的方法始于20世纪70年代末的CID，可以在ESI-MS或MALDI-TOF-MS联合冲击器中完成。在ESI-MS中，电喷雾源产生的肽离子在第一个四极质谱仪中被测量，有意义的肽片段被送到第二个四极质谱仪中，然后被惰性气体轰击成碎片。在第三个四极质谱仪中测量产生的产物。与MALDI-PSD相比，CID稳定、健壮、普遍。肽离子片段沿着酰胺键的主干轰击产生梯形序列。连续的片段差异决定了该序列在那个点的氨基酸质量，以推测序列。一些序列的残基也可以从CID中获得，被称为肽序列标签。 Thus, the molecular weight of the combined peptide fragment precursor ion and the distance of the peptide fragment from the N-C terminal will be sufficient to identify a protein.