蛋白質降解技術中常用的蛋白酶(一)

2021-10-07 16:59:20 字數 1767 閱讀 1262

蛋白質譜分析前通過蛋白質降解技術對樣品進行降解常用到的幾種蛋白酶及其裂解特性如下表:

胰蛋白酶

胰蛋白酶是蛋白質譜分析中應用最廣泛的蛋白酶。胰蛋白酶主要從豬或牛胰腺中獲得,且易於純化。用甲苯磺醯基-l-氨基聯苯氯甲基酮(tcpk)對其進行改性,可以抑制糜蛋白酶的殘留。胰蛋白酶一般在賴氨酸和精氨酸殘基處對蛋白質進行裂解,除非這兩種殘基中的任意一種在c-末端方向上接的是脯氨酸殘基。賴氨酸和精氨酸殘基在許多蛋白質中的間距使得所得到的多數肽的長度都適用於質譜分析。這種「雙重專一性」意味著胰蛋白酶能比僅切割乙個氨基酸殘基的蛋白酶更頻繁地切割蛋白質。一般來說,乙個50kda的蛋白質會產生大約30個胰肽。

胰蛋白酶在蛋白質組學研究中的其中乙個優勢是它能在溶液中和「凝膠」消化過程中都表現出良好的活性。目前已經開發出了許多胰蛋白酶消化或蛋白質在溶液中、凝膠中和膜上印跡的方法,並得到了廣泛的測試。此外,經常進行蛋白質組學分析的質譜實驗室熟悉胰蛋白酶自溶片段,這些片段不可避免地作為胰蛋白酶消化方法的副產品出現。

谷氨酸蛋白酶(蛋白酶v8)

谷氨酸蛋白酶(glu-c)是一種內切酶,其殘基的羧基側在醋酸銨或碳酸銨緩衝液中斷裂。然而,在磷酸鈉緩衝液中,這種酶既能在谷氨酸也能在天冬氨酸殘基處斷裂。glu-c也可用於膠內消化。使用glu-c的乙個優點是它能表現出完全不同於胰蛋白酶的切割特異性,提高了獲得蛋白質的互補肽片段的可能性。例如,其特異性對於分析賴氨酸和精氨酸含量高的蛋白質特別有用。這些區域可與胰蛋白酶進行大範圍的降解,以產生只有很少或沒有序列背景的超短肽。

其他蛋白酶和裂解試劑

其他幾種酶適用於蛋白質組分析,包括賴氨酸蛋白酶(lsy-c)、糜蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶 (asp-n)和幾種「非特異性」蛋白酶。對於大多數蛋白質組分析實驗來說,這些酶的切割特異性通常不太理想。那些只在乙個氨基酸殘基上裂解的酶更傾向於產生數量更少、長度更長的片段,而這些片段不能提供有用的序列資訊,這就是串聯質譜分析。另一方面,糜蛋白酶可能切割太頻繁(基於其在酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸處的切割能力),從而產生太多缺乏足夠序列背景的小肽。然而,這些蛋白酶通常在特定的情況下是有用的,當感興趣的蛋白質序列不能產生令人滿意的胰蛋白酶肽時,特別是在感興趣的某些區域。

非特異性蛋白酶

使用非特異性蛋白酶是蛋白質水解的另乙個潛在有效策略,這些非特異性蛋白酶包括枯草桿菌蛋白酶、胃蛋白酶、蛋白水解酶和鏈黴蛋白酶等。這些酶隨機地對蛋白質進行切割以產生多個重疊的肽。由於相對缺乏特異性,水解必須控制在相對較短的時間內,以防止它們「走遠」。產生多個重疊肽的好處是能增加從分析的蛋白質中獲得更高百分比序列資料的可能性。

溴化氰

蛋白質也可以被一些化學物質分解。其中應用最廣泛的是溴化氰(cnbr),它能在蛋氨酸殘基上對蛋白質進行切割。儘管該反應具有高度的特異性,但大多數蛋白質中蛋氨酸殘基相對較少,cnbr裂解產生的片段數量就相對較少,長度相對較長。在許多情況下,這些大片段在串聯質譜分析中不能產生有用的序列資料。

百泰派克生物科技基於質譜,提供蛋白質質譜鑑定

/質譜分析服務:樣品前處理-蛋白還原烷基化後使用高度特異性的蛋白酶進行蛋白樣品水解,獲得多肽片段;上機分析-通過納公升級色譜(nano-flow)結合高解析度質譜,在最高的靈敏度下對肽段進行分離並使用超高解析度質譜儀採集肽段質譜資料;資料庫檢索-結合樣品物種對應的蛋白質資料庫對成千上萬張質譜圖進行分析(使用uniprot資料庫,每月更新一次資料庫,以確保訪問最新資料),從而實現樣品中蛋白的蛋白質質譜鑑定。

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