MALDI成像质谱中的蛋白质鉴定策略简介(一)
发布网友
发布时间：2024-09-29 11:03
共1个回答
热心网友
时间：2024-10-06 15:34
MALDI IMS技术自1990年代后期引入以来，已被广泛应用于多种生物样本，包括植物、昆虫和哺乳动物等。该技术无标记的多重分析能力，能够对样品表面数千种物质进行定位和丰度测定，生成二维分子图，从而实现对内源性物质的空间分布研究。MALDI IMS技术在代谢物、药物、脂质、肽和蛋白质等多个领域的研究中得到应用。由于蛋白质在细胞过程中的重要性，MALDI IMS技术允许在单个成像实验中可视化蛋白质及其各种蛋白形式，包括不同的翻译后修饰，从而引起广泛关注。
蛋白质成像的MALDI IMS工作流程概述如下：首先将组织样品切成薄片，并进行洗涤以去除干扰盐和脂质，然后用MALDI基质均匀包被。样品制备后，将样品加载到仪器中，通过激光照射该部分并移动定义的横向距离，以实现图像的空间分辨率。在每个像素位置产生质谱图谱，然后在采样的组织区域内的坐标系中绘制选定质量范围的离子强度，创建离子图像。单个MALDI IMS实验可以产生数千个离子图像，为经典组织学分析提供了分子生物学基础。
MALDI IMS中的蛋白质鉴定对于理解生物分子和细胞系统的生理作用至关重要。然而，由于MALDI产生的离子通常处于低电荷状态，气相碎裂效率较低，这限制了序列覆盖范围，使得实现对许多成像实验中观察到的蛋白质进行鉴定充满挑战。蛋白质谱鉴定通常采用自下而上或自上而下的方法。自下而上的方法依赖于酶消化将大分子蛋白质水解为更易于片段化的较小肽，以获得更高的序列覆盖率。自上而下的方法则将完整的蛋白质注入质谱仪中进行片段化，无需事先消化，这不仅有助于更好地跟踪蛋白质修饰，还能够通过测量完整蛋白质的质量为成像数据提供补充信息。
蛋白质组学实验中，碰撞诱导解离（CID）或电子转移解离（ETD）常用于蛋白质和肽片段化。CID方法通过加速离子并与中性气体碰撞，增加离子的内部能量，从而导致离子裂解。ETD方法则通过离子阱中自由基阴离子轰击离子，实现电子转移并形成自由基阳离子，随后沿肽主链快速解离形成序列片段。然而，由于MALDI主要产生带有少量质子的低电荷态离子，这些离子倾向于被隔离在高碱性氨基酸侧链上，因此MALDI产生的蛋白质离子片段具有较差的序列覆盖率。
为克服上述问题，实现对MALDI生成的蛋白质进行蛋白质谱鉴定，一些新的方法和技术被应用于基于MALDI IMS的蛋白质谱鉴定。这些方法和技术通常在MALDI图像分析后或使用一系列组织切片的方式进行。比较常见的方式是从组织中提取蛋白质，结合电喷雾电离（ESI）进行分析。ESI能够产生高电荷的离子，这些高电荷离子更适合CID和ETD裂解，从而通过精确的质量匹配将蛋白质鉴定结果与成像数据相关联。
结合技术以在更高的空间分辨率下提高灵敏度和碎片化效率是当前研究的焦点。例如，改进仪器源压力控制，提高高性能成像平台上的完整蛋白分析灵敏度。采用电荷状态无关的离子活化技术（如紫外光解离）直接从组织中对完整蛋白质进行空间靶向碎片化，有助于可视化蛋白质组并最终深入理解病理相关过程。通过提供在完整组织中发现的动态分子相互作用和蛋白质网络的空间环境，这将为系统生物学开辟新纪元，并为探索疾病扰动的系统和药物靶标发现提供新的可能性。
北京百泰派克生物科技有限公司致力于提供高效、准确、性价比高的蛋白质（组）研究技术服务，协助客户在基础研究、分子诊断及其他生命科学研究领域取得突破，为生命科学的发展贡献自己的力量。本文由该公司编辑整理，资料来源为Ryan, 2019年发表的关于MALDI成像质谱中蛋白质鉴定策略的综述文章。
