探索蛋白質序列測定的前沿技術與方法 - 從基礎到應用

    測定蛋白質的氨基酸序列是理解其功能、結構和相互作用的基礎。這一過程涉及一系列技術,每種技術都有其獨特的優勢和侷限。以下是一些常用的蛋白質序列測定方法:


    1.質譜法(Mass Spectrometry):

    • 原理:蛋白質或多肽被分解成較小的片段,然後使用質譜儀來測量這些片段的質量/質荷比,從而推斷出氨基酸序列。這通常透過碎片化技術(如碰撞誘導解離或電子轉移解離)來實現。
    • 優點:高靈敏度,能夠分析複雜樣品和混合物,適用於大規模蛋白組學研究。
    • 缺點:裝置成本高,需要專業的操作和資料分析技能。

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    圖1


    2.Edman降解(Edman Degradation):

    • 原理:這是一種經典的化學方法,逐個地去除蛋白質N端的氨基酸,並在每一步中鑑定被釋放的氨基酸。
    • 優點:方法成熟,對蛋白質其他部分無破壞性。
    • 缺點:分析過程較慢,通常只能用於較短的蛋白質序列(50個氨基酸殘基或更少)。

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    圖2


    3.X射線晶體學(X-ray Crystallography):

    • 原理:透過測量X射線透過蛋白質晶體時的散射,來確定蛋白質在三維空間中的精確結構,進而推斷氨基酸序列。
    • 優點:可以提供關於蛋白質三維結構的詳細資訊。
    • 缺點:需要高質量的蛋白質晶體,且實驗過程複雜和耗時。

    4.NMR波譜(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy):

    • 原理:使用磁共振技術來確定蛋白質的原子級結構和動力學資訊。
    • 優點:不需要晶體形式的樣品,可以在溶液中研究蛋白質。
    • 缺點:通常限於分子量較小的蛋白質。

    5.基於基因的蛋白質測序:

    • 原理:透過測序蛋白質對應的基因,然後利用生物資訊學工具將DNA序列翻譯成氨基酸序列。
    • 優點:適用於無法透過直接蛋白質測序方法獲得序列的蛋白質。
    • 缺點:不能檢測蛋白質的任何後翻譯修飾。

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