肽质量指纹图谱(Peptide Mass Fingerprinting, PMF),又称质量指纹图谱(Mass Fingerprinting),于1993年问世。它是一种高通量蛋白鉴定技术,可以确定未知蛋白的质量。PMF通常采用基质辅助激光/解吸电离飞行时间(MALDI-TOF)质谱。
在肽质量指纹图谱中,肽是指蛋白质片段,通常由胰蛋白酶产生。质量是指肽分子的大小。而指纹图谱则表现出肽质量的独特性。这意味着一种酶对一种蛋白质的消化可以提供一种具有极大特异性的特定指纹,它可能仅从这一信息就能识别蛋白质。
在该技术中,通过凝胶电泳或液相色谱对蛋白质进行分离,并经蛋白水解酶裂解后,通过质谱法得到实验肽质量。另一方面,理论质量是通过计算机程序实现的,该程序将已知的生物体基因组翻译成蛋白质或数据库中的蛋白质,然后从理论上将蛋白质切成肽,并计算肽的绝对质量。将实验得到的肽质量与理论肽质量进行了比较。对结果进行统计分析,以找到最佳匹配。
PMF有几个步骤:
1.蛋白质的分离。样品中感兴趣的蛋白质通过凝胶电泳(通常是2D PAGE)分离。
2.消化。感兴趣的蛋白质被蛋白水解酶消化。胰蛋白酶是PMF最有利的酶。它相对便宜,高效,平均生成8-10个氨基酸大小的多肽,适用于质谱分析。内蛋白酶lysc, Glu-C (V8)或其他内蛋白酶可用于特定的需要。
3.质谱分析。这些肽可以用不同类型的质谱仪进行分析,如MALDI-TOF或ESI-TOF。MALDI-MS快速、灵敏、准确,而且可以自动化,是执行PMF最常用的技术,因为它允许更高的样品吞吐量,并且可以在单个实验中分析多个蛋白质。质谱分析产生一个峰列表,它是碎片的分子量列表。
4.在硅片消化。软件对数据库蛋白与实验消化中使用的相同的酶进行硅消化,并生成理论峰列表。Mascot、MS-Fit和Profound是最常用的PMF搜索程序。
5.比较。比较峰值表和理论峰值表,得到最佳匹配。
PMF很容易执行,不需要太多的优化。它比肽测序快得多,而且在这种方法中,只需要知道肽的质量。PMF虽然有一些优点,但也有一些缺点。感兴趣的蛋白质序列需要在数据库中存在。PMF不能识别混合蛋白,这使分析复杂化,影响结果。更重要的是,含有翻译后修饰的肽可能不能被正确识别。
MALDI-MS的PMF在鉴定分离良好的蛋白质中发挥着重要作用。质谱的发展和数据库的快速生长已经彻底改变了蛋白质的鉴定。
参考:
王志强,王志强,王志强,等。肽质量指纹图谱。方法,2005,35(3):237-247。
