蛋白質譜測定蛋白質的基礎原理

　　蛋白質是一條或者多條肽鏈以特殊方式組合而成的生物大分子，大多數蛋白質會自然折疊為一個特定的三維結構。蛋白質的結構層次可以分為一級結構、二級結構、三級結構和四級結構：

　　一級結構：組成蛋白質多肽鏈的線性氨基酸序列。

　　二級結構：依靠不同氨基酸之間的C=O和N-H基團間的氫鍵形成的穩定結構，主要為α螺旋和β折疊。

　　三級結構：通過多個二級結構元素在三維空間的排列所形成的一個蛋白質分子的三維結構。

　　四級結構：用于描述由不同多肽鏈（亞基）間相互作用形成具有功能的蛋白質復合物分子。

蛋白質鑒定主要就是識別蛋白質的一級結構，一節結構是蛋白質最基本的結構，它是由基因上遺傳密碼的排列順序所決定的。各種氨基酸按遺傳密碼的順序，通過肽鍵連接起來，成為多肽鏈。迄今已有約一千種左右蛋白質的一級結構被研究確定，如胰島素，胰核糖核酸酶、胰蛋白酶等。蛋白質的一級結構決定了蛋白質的二級、三級等高級結構，由于組成蛋白質的20種氨基酸各具特殊的側鏈，側鏈基團的理化性質和空間排布各不相同，當它們按照不同的序列關系組合時，就可形成多種多樣的空間結構和不同生物學活性的蛋白質分子。對蛋白質一級結構即對肽鏈氨基酸的排列、分子量，以及二硫鍵數目和位置進行鑒定是蛋白質組學的基礎，且對生物研究具有重大研究意義。

　　傳統的蛋白質鑒定方法包括氨基酸組成分析和蛋白質微量測序。傳統方法存在通量低、費時費力和測定結果靈敏度差等缺點。近年來，隨著科學技術的不斷發展，具有高通量、高靈敏度特點的蛋白質譜技術對蛋白質的分離、鑒定和分析成為蛋白鑒定的主流。質譜鑒定可以準確測定多肽和蛋白質的相對分子質量、氨基酸序列以及翻譯后修飾。因此，質譜技術廣泛應用于蛋白質的定量和定性研究，尤其在研究重大疾病致病機理和藥理控制機制方面發揮著重要作用。

蛋白質譜的作用原理基于傳統蛋白質鑒定方法，都是對蛋白質一級結構的檢測。首先，將蛋白質用蛋白酶消化成肽段，在質譜儀中將肽段離子化并帶上一定量的電荷，離子檢測器可以根據各肽段的質荷比來鑒定它們的相對分子質量。然后，質譜儀會進一步斷開某些肽段并進行二級質譜分析，以獲取肽段的序列信息。最后，通過與質譜數據庫進行比對分析，就可以鑒定蛋白質。常用的蛋白質質譜鑒定方法是串聯質譜（MS/MS）和液相色譜-質譜聯用（LC-MS/MS）。對于簡單的蛋白樣本，可以使用MS/MS技術；而對于復雜的混合蛋白樣本，則通常采用LC-MS/MS方法。LC-MS/MS相對于MS/MS技術多了一個高效液相色譜分離的步驟，適用于處理更為復雜的混合蛋白樣本。