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蒋好 博士
前言
赛默飞世尔一直致力于推出结合创新技术、便捷采购和全方位服务的整体解决方案。2017年,我们陆续通过会议讲座、网络直播平台、微信公众号和主题研讨班等形式为关注蛋白质结构领域的研究学者提供了一套综合性的结构生物学解决方案。最近,在赛默飞世尔官网上,我们正式推出了蛋白质结构解析专页,其中介绍了各种各样能够应用在结构生物学领域的质谱技术和相关信息,为研究学者提供更多的研究思路和解决手段。
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非变性质谱(Native MS)
https://www.thermofisher.com/us/en/home/industrial/mass-spectrometry/proteomics-protein-mass-spectrometry/proteomics-protein-mass-spectrometry-workflows/protein-structure-analysis-mass-spectrometry/native-mass-spectrometry.html
非变性质谱(Native MS)能够对在生理状态下的完整蛋白、非共价蛋白-蛋白相互作用和蛋白-受体复合物进行研究。对于蛋白质复合物来说,在高分辨率的情况下对精确质量进行测定,结果可以用来确认复合物的存在形式以及其他相关信息,比如测量亚基之间的化学计量学和解离常数等。对于单个完整蛋白来说,Native MS能够被用于检测蛋白存在的形式以及翻译后修饰(PTMs)。通过测量结果能够计算修饰的相对含量,比如特定位点上存在的不同糖型。
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化学交联质谱(XL-MS)
https://www.thermofisher.com/ca/en/home/industrial/mass-spectrometry/proteomics-protein-mass-spectrometry/proteomics-protein-mass-spectrometry-workflows/protein-structure-analysis-mass-spectrometry/crosslinking-mass-spectrometry.html
化学交联质谱(XL-MS),作为能够检测蛋白-蛋白相互作用的强有力技术,其原理是将一定距离内具有相互作用的蛋白质及其复合物进行化学交联,通过质谱检测交联位点来描绘相互作用的网络。XL-MS可以作为一些高分辨结构生物学技术的补充来获取完整的结构信息,如冷冻电镜(cryo-EM)或X-射线晶体衍射。这项技术的关键点在于用化学交联剂固定蛋白质的相互作用区域,从而提供低分辨的三维结构信息或是蛋白质的拓补结构,也可以用来检测蛋白质复合物的组成。
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氢氘交换质谱(HDX-MS)
https://www.thermofisher.com/ca/en/home/industrial/mass-spectrometry/proteomics-protein-mass-spectrometry/proteomics-protein-mass-spectrometry-workflows/protein-structure-analysis-mass-spectrometry/hydrogen-deuterium-exchange-hdx-protein-structure-ms.html
蛋白质在天然状态下,侧链氨基和骨架上的氢原子是相对不稳定的。当蛋白质溶解在溶液中,蛋白质的氢原子通过会与溶解中的氢原子进行交换。氢氘交换质谱(HDX-MS)就是利用了这个现象,将蛋白质中的氢置换成氘水溶液中的氘原子。氢氘交换的速率揭示了溶剂中氘原子进入蛋白质特定区域能力的强弱,这个信息能够被用来解释蛋白质的三维结构和构象信息。除此之外,HDX-MS还能够提供蛋白-蛋白或者蛋白-受体相互作用位点以及翻译后修饰引导的构象变化信息。
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肽段测序
https://www.thermofisher.com/ca/en/home/industrial/mass-spectrometry/proteomics-protein-mass-spectrometry/proteomics-protein-mass-spectrometry-workflows/protein-structure-analysis-mass-spectrometry/peptide-sequencing.html
蛋白质组学应用的主流方法bottom-up是将蛋白质首先酶解成肽段,进而通过LC-MS/MS对肽段进行分析,综合数据中的序列信息来判断样本的原始蛋白组成。除了获取肽段序列信息,还能够得到翻译后修饰(PTMs)和亚基之间的化学计量学信息。
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亲和纯化质谱(AP-MS)
https://www.thermofisher.com/ca/en/home/industrial/mass-spectrometry/proteomics-protein-mass-spectrometry/proteomics-protein-mass-spectrometry-workflows/protein-structure-analysis-mass-spectrometry/affinity-mass-spectrometry.html
亲和纯化这一类富集方法可以与定性和定量质谱联来检测复杂样本中一系列的蛋白。亲和富集是利用分子之间特殊的键合相互作用来分离感兴趣的蛋白。亲和纯化质谱(AP-MS)能够被用来检测在蛋白质复合物中特定的蛋白-蛋白相互作用,以及在整体水平上关注蛋白质复合物,也就是蛋白质相互作用组的研究。AP-MS还能够用于研究不同的条件下蛋白质相互作用的动态变化情况,甚至是蛋白质上翻译后修饰的对相互作用的影响。
6
自上而下蛋白质组学
(Top-down)
https://www.thermofisher.com/ca/en/home/industrial/mass-spectrometry/proteomics-protein-mass-spectrometry/proteomics-protein-mass-spectrometry-workflows/protein-structure-analysis-mass-spectrometry/top-down-proteomics-protein-structure-ms.html
作为蛋白质组学的另一种研究策略,top-down分析方法可以无需对蛋白质进行酶解,直接进入质谱分析。该方法的主要优势在于能够确认蛋白质PTMs的组合形式,以及鉴定降解产物和序列变异体,这些信息有助于去寻找亚型和潜在的蛋白质变体。对于单个蛋白来说,top-down分析能够鉴定蛋白质和表征PTMs。对于蛋白质复合物来说,这种方法能够发现蛋白质复合物及其PTMs的组合形式。
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限制性蛋白水解
https://www.thermofisher.com/ca/en/home/industrial/mass-spectrometry/proteomics-protein-mass-spectrometry/proteomics-protein-mass-spectrometry-workflows/protein-structure-analysis-mass-spectrometry/limited-proteolysis.html
通过限制性蛋白酶解的方式获得序列信息,指的是在实验过程中引入少量的蛋白水解酶或控制反应条件对样品进行酶解,蛋白质的三维结构决定了酶解过程与酶解的特异性。质谱采集方法类似于bottom-up蛋白质组学分析流程。这种方法也能够被用蛋白质复合物的四级结构。
更多精彩
在赛默飞官网上的蛋白质结构解析专页还有更多详细信息,欢迎各位老师点击阅读原文进行查阅。
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