N端氨基酸序列分析
“Edman降解,蛋白质化学的经典方法,氨基酸序列分析的金标准之一。”
Edman降解法是异硫氰酸苯酯(PITC)在弱碱(TMA)条件下与蛋白质N端α-氨基偶联生成苯氨基硫甲酰肽(PTC-蛋白质),然后在无水强酸(TFA)条件下,N端的第一个残基从完整的多肽、蛋白链上以2-苯氨基噻唑啉酮(ATZ-AA)的形式裂解下来,之后在稀酸(25% TFA)条件下,ATZ-AA转化为更加稳定的苯基乙内酰硫脲衍生物,即PTH-氨基酸,生成的PTH-AA输送至高效液相色谱中进行在线分析,剩下的多肽蛋白样品可反复进行上述处理,依次生成各种PTH-AA,经液相系统色谱柱分离可以确定被测多肽蛋白质供试品N端的氨基酸排列顺序。
分析应用
“Edman降解法N端测序在未知蛋白的测序方面发挥不可替代的作用。”
蛋白质的生物合成均起始于N端,其N端序列的组成对生物学功能有着巨大的影响,例如蛋白质的半衰期、蛋白质在亚细胞器中的定位等等。并且N端可发生多种翻译后修饰,这些也与蛋白质的功能和稳定性息息相关。因此,对于蛋白质N端序列的分析,有利于帮助分析蛋白质的高级结构,揭示蛋白质的生物学功能。并且随着现代医药工业的发展,出现了大量的蛋白质和多肽类药物分子,对这些蛋白质多肽类药物分子N端序列的分析确认也是医药工业质量控制的重要环节。
Q&A
1) N端测序仪的介绍。
多肽蛋白质N端测序仪生产制造商主要有美国ABI公司和日本SHIMADZU公司。两家公司的仪器均是基于Edman降解原理进行N端测序,只是在后续的PTH-AA色谱分离条件方面存在差异。随着后来ABI公司逐渐退出N端测序仪市场,相应的仪器也已停产,使得SHIMADZU公司现在成为N端测序仪方面的主要制造商,其主要的N端测序仪型号为:PPSQ-33A、PPSQ-31A。
2) Edman方法和质谱方法的比较介绍。
Edman降解法和质谱分析方法作为现有主要的蛋白质样品N端分析方法,有其各自的优缺点。Edman降解法作为现有蛋白质样品N端序列测试的黄金标准,已得到广泛应用,但还是存在不足之处,其通量较低,每个残基测试需花费45分钟时间,且每个残基测试的费用成本较高,对于N端封闭的蛋白质样品无法直接进行N端测序。
质谱法分析作为蛋白质样品N端分析的另外一种手段,其通量高,成本相对较低,对N端封闭样品可以进行测试,但其对于未知序列的蛋白质难以做出正确判断,且无法区分分子量相近的氨基酸(I/L、Q/K),所以两种方法蛋白质样品N端测序过程中可以相互进行补充。
3) N端氨基酸测序的样品准备过程。
PVDF膜蛋白质样品可直接进行N端测序。N端测序对样品纯度要求较为严格,如果样品纯度低于95%需进行电泳分离纯化,之后电转印至PVDF膜上进行N端测试。如果样品纯度高于95%,可进行简单处理后进行N端测试,处理过程为:液体样品可直接通过prosorb转移至PVDF膜上,固体样品用0.1% TFA溶液溶解后用相同方法亦转移至PVDF膜上,之后切取样品膜进行测试,如为小肽样品或测试循环数较多(>20)需进行样品固定处理。