膜蛋白是一类与生物膜相互作用或属于生物膜一部分的蛋白质。根据膜蛋白的位置和与膜的相互作用，膜蛋白可分为三个部分:整体(膜穿透);外围(通过非共价键连接);或脂锚(通过共价键连接)。外周膜蛋白以多种方式附着在膜的一侧，就像平面内的a-螺旋。完整的膜蛋白跨越脂质双分子层，是两亲性的。它们的亲水区域突出细胞质或细胞外环境，与可溶性蛋白质和分子相互作用，而疏水区域的工作是将蛋白质嵌入脂质双分子层。脂质锚定膜蛋白通过与脂质基团的共价键附着在膜的一侧。
膜蛋白在细胞粘附、免疫应答、代谢和信号转导等多种细胞过程中发挥着重要作用。它们可以作为转运体、受体和结构蛋白。因此，膜蛋白是蛋白质组学研究的热门靶点，也是药物开发的常用候选蛋白。据报道，约60%的已批准药物靶向膜蛋白。然而，在膜蛋白的研究中，丰度低、溶解度有限、酶可及性受限是限制信息获取量的主要问题。
散弹蛋白质组学方法缓解了膜蛋白鉴定中的一些困难。然而，膜蛋白组分析的主要难点仍然在于膜蛋白的制备。接下来，将对膜蛋白鉴定的主要过程进行鉴定。
1.膜蛋白富集
由于整体膜蛋白具有低丰度特性，因此对膜蛋白进行富集是蛋白质组学分析的关键。这里有一些策略，包括:亚细胞分离(使用甘油或山梨醇梯度加速分离)，脱模(在洗涤剂存在下膜的溶解，然后使用氯仿/甲醇溶液脱模，从脂质双分子层中提取和溶解膜蛋白)，亲和纯化(使用生物素化)和去除非膜蛋白(使用高盐和高pH已经成功地去除胞质和膜相关蛋白)。
2.膜蛋白的分离
膜蛋白分离通常分为凝胶分离和液基分离。更早的凝胶分离是SDS-PAGE先于质谱，现在称为凝胶质谱/质谱。在这种方法中，凝胶被切成薄片，用胰蛋白酶消化。从凝胶切片中提取多肽，经MS/MS分析。最后通过数据库对多肽进行了鉴定。还有一些其他的凝胶分离方法，如蓝原电泳(BNE)、纯原电泳(CNE)和高分辨率纯原电泳(hrCNE)。
在基于溶液的分离方面，多维蛋白鉴定技术(multidimensional protein identification technology, MuPIT)是一种用于分离蛋白质的2D色谱方法，将蛋白质消化为多肽，然后通过强阳离子交换(strong阳离子交换)和反相色谱分离多肽。据报道，另一种分离多肽或蛋白质的方法是固定化pH梯度等电聚焦(IPG-IEF)。在此方法中，在60%甲醇的存在下，用IPG-IEF可以分离酶解的膜蛋白。
3.蛋白酶消化
为了有效的消化，蛋白质的主干必须是可接近的蛋白水解酶。然而，膜蛋白的某些部分通常会被糖或脂类阻挡。胰蛋白酶消化是一种典型的消化方式。然而，一些膜蛋白往往缺乏胰蛋白酶裂解位点，导致大的肽片段保持其疏水性，无法被质谱仪检测到。蛋白酶K是一种非特异性蛋白酶，可用于膜蛋白。但是，由于正电荷的随机位置，非特异性蛋白酶生成的肽很难预测。弹性酶已经被很好地描述为膜蛋白的分析。
4.质谱和计算分析
串联质谱分析通常采用MALDI或ESI离子源进行膜蛋白鉴定。用质谱分析多肽并获得质谱。随后，利用生物信息学工具和软件(如Mascot)进行膜蛋白鉴定。
膜蛋白鉴定为其生物过程的调控提供了有价值的见解。先进的仪器，执行更高的质量精度将允许更高的蛋白质组覆盖，这将加快膜蛋白的分析。
引用:
- 李志刚，李志刚，李志刚，等。分子生物学研究进展[j]。麦克米兰,2008年。
- 陈志强，陈志强，陈志强，等。鸟枪蛋白组学和膜蛋白组学研究进展。杂志蛋白质组学， 2010, 73(11): 2078-2091。