蛋白质组技术：各类质谱方法优缺点

　　

生物通报道：蛋白质组（proteomics）分析是针对不同条件下细胞中蛋白的功能和特性进行研究的统称，这一领域的研究一直以来都落后于基因组研究，后者在技术创新方面取得了不少成果，一些令人眼花缭乱的快速基因组图谱绘制技术，还有无需借助核心实验室设备就能完成实验的技术，都令我们印象深刻。

但是与基因组研究的主要目的不同——基因组研究主要目的在于成列静态碱基对序列，而蛋白质组分析则需要考虑到不同的形状，大小和序列，这带给科研人员更多需要解决的问题。

“一些科学家指出，蛋白质组的复杂性是无限的”，来自美国巴克老年研究所（Buck Institute for Age Research ）Bradford Gibson解释道，像是剪切变化，磷酸化修饰，蛋白表达时序变化，蛋白翻转，以及蛋白相互作用，都是造成蛋白质组复杂的原因。尽管蛋白质组存在许多变化，但现代的高尖端技术图谱也能帮助科学家们更好的了解细胞中的一举一动。The Scientist杂志近期就总结了一些利用质谱技术进行蛋白质组研究的新成果。

质谱技术是蛋白质研究长期以来不可或缺的一项重要技术，能达到进行蛋白质图谱分析所需的灵敏度，分辨率和速度。“我们需要能全面分析一个细胞中所有蛋白质”，著名质谱分析仪生产商Thermo Scientific蛋白质组市场总监 Andreas Huhmer表示。蛋白质组实验室正在竞相进行蛋白质组图谱更快，更全面的研究，这刺激了质谱技术的新浪潮。

所有的蛋白质谱分析都有一个相同的基本过程，那就是蛋白或者多肽首先会通过某种形式电离化，然后分解，测量质荷比，产生特征光谱。绘制一个全面的蛋白质图谱要求质谱仪灵敏，既能检测到高丰度肽段，也能检测到稀少肽段，而且还需要高分辨率来区分复杂多样的蛋白种类，除此之外，研究人员也希望这个仪器运转速度快，这样分析单个蛋白质组无需花费整一年的时间。

早在上个世纪40年代，科学家们就发明了飞行时间质谱仪（TOF），这种仪器能在真空管中通过一个电磁场电离多肽，原理是不同质量的粒子在真空管中的速度不同。这种方法能很好的分析肽段，但是却容易忽视稀少肽段。

四极离子阱质谱仪（quadrupole ion trap mass spectrometer）利用4个导电棒之间的振荡电流，分离不同稳定性的粒子，这种仪器具有高灵敏性，但是却不适合用于差不多质量不同肽段的分析。

只到近期工程学家才将不同质谱分析方法的优点结合在一起，利用复杂的数学方法完成高精确度，高分辨率的分析，并且采用相应的软件进行数据分析。

（生物通：张迪）

原文摘选：

Proteome Portraits
Innovations in mass spectrometry are making quick, comprehensive, and easy proteome mapping more attainable than ever.