蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定,即確定氨基酸的線性序列,是分子生物學(xué)研究的基礎(chǔ)之一。自從1950年代首次測(cè)定胰島素的氨基酸序列以來(lái),技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步。下面是測(cè)定蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的基本步驟和一些常用方法:
1.蛋白質(zhì)純化:
首先,需要將目標(biāo)蛋白質(zhì)從其他蛋白質(zhì)和雜質(zhì)中分離出來(lái)。
2.切割蛋白質(zhì):
蛋白質(zhì)的長(zhǎng)度可能非常長(zhǎng),直接測(cè)定其氨基酸序列可能是困難的。因此,通常使用特定的蛋白酶(如胰蛋白酶或胃蛋白酶)來(lái)將蛋白質(zhì)切割成較短的肽段。
3.肽段排序:
通過(guò)多次切割和不同的酶,可以得到重疊的肽段,這些重疊片段可以幫助排列整個(gè)蛋白質(zhì)的氨基酸序列。
4.測(cè)定肽段的氨基酸序列:
(1)Edman 降解法:這是一種經(jīng)典的技術(shù),通過(guò)逐步去除肽鏈的N端氨基酸來(lái)確定序列。盡管這個(gè)過(guò)程相對(duì)緩慢,但它非常準(zhǔn)確,尤其適用于較短的肽段。
(2)質(zhì)譜法:現(xiàn)代技術(shù)更傾向于使用質(zhì)譜測(cè)序來(lái)確定蛋白質(zhì)和肽段的氨基酸序列。通過(guò)質(zhì)譜,可以測(cè)定分子的質(zhì)量,并根據(jù)質(zhì)量確定氨基酸的順序。
5.蛋白質(zhì)序列的重建:
一旦所有的肽段都被測(cè)序,就可以通過(guò)查找這些肽段之間的重疊區(qū)域來(lái)重建整個(gè)蛋白質(zhì)的氨基酸序列。
6.與數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì):
得到的氨基酸序列可以與已知的蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì),以確定是否與其他已知蛋白質(zhì)相似或相同。
圖1
隨著技術(shù)的發(fā)展,尤其是質(zhì)譜技術(shù),蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定變得越來(lái)越快速和準(zhǔn)確。此外,隨著更多的蛋白質(zhì)被測(cè)序并存儲(chǔ)在公開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)中,研究者可以更容易地識(shí)別和比較新發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)。