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蛋白测序技术选择指南:环亚集团·AG88带你全景了解方法

发布时间:2025-07-31   信息来源:邢寒贵

在现代生命科学中,蛋白质的一级结构——即氨基酸序列——已经不再被视为静态的分子代码。它不仅决定了蛋白质的空间构象和功能特性,更深刻影响细胞行为、信号通路动态,乃至进化路径与疾病机制。因此,获取蛋白质的准确序列成为深入理解其生物学功能与作用机制的基础。

蛋白测序技术选择指南:环亚集团·AG88带你全景了解方法

与传统的“蛋白识别”不同,蛋白测序(Protein Sequencing)关心的是完整而连续的氨基酸序列信息,用于解析未知蛋白、识别序列突变、确认药物蛋白的一致性或追踪翻译后修饰等关键研究。在生物药开发、个体化医学、结构生物学和抗体工程等高精度领域,蛋白测序技术的精密能力日益成为研究与应用的关键技术支撑。

一、蛋白测序与蛋白鉴定的分界

在蛋白质组学研究中,“测序”和“鉴定”等术语经常被混用,导致术语误用和技术选择失误。严格来说,蛋白测序是解析蛋白质氨基酸序列的过程,旨在重建其一级结构的连续排列,而不仅仅是判断蛋白质的存在或类别。相比之下,蛋白鉴定(Protein Identification)则依赖质谱与数据库匹配,确定某一个肽段是否属于某个已知蛋白,这是分类式的“归属判断”,而非逐点的信息重建。

二、蛋白测序技术的演变

1. Edman降解:高精度线性识别的起点

Edman降解是由Pehr Edman在20世纪50年代首次建立的蛋白质序列解析化学方法。该方法通过苯异硫氰酸(PITC)对N端氨基酸的特异性反应,依次标记并切除,使每一轮能够释放并鉴定一个PTH氨基酸,进而实现线性序列重建。Edman法的优点在于单个氨基酸的识别精度极高,但同时也存在适用范围受限、序列长度通常不超过30-50残基的问题。

2. Bottom-up质谱策略:高通量测序的中心

底部向上的质谱策略是蛋白测序发展的重要转折点。它通过特异性蛋白酶(如胰蛋白酶)将蛋白质酶解为短肽段,利用LC-MS/MS进行分析。尽管此策略具备良好的通量和适配性,但其在序列上下文信息上的缺失会影响修饰重建的准确性。

3. Top-down质谱策略:整分子结构识别的拓展

Top-down测序策略直接将完整的蛋白质送入高分辨率质谱系统,解析其多级碎片离子。这种方法在不破坏蛋白天然修饰组合的前提下,能够提供精确的序列与修饰定位信息,尤其适用于蛋白质翻译后修饰的识别。

4. 单分子蛋白测序的兴起

单分子蛋白测序(Single-Molecule Protein Sequencing, SMPS)技术的发展开辟了无需酶解、无需拼接的测序新方式。这类技术的核心理念是实现对单个分子的逐残基识别,在不破坏蛋白整体结构的前提下获取精准的序列信息。

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