什么是質譜(MS)蛋白質測序？

蛋白質測序簡史

如今，DNA測序如此流行，以至于人們很容易忘記第一個測序的生物材料是蛋白質——胰島素，由桑格完成。桑格和另一名研究人員埃德曼分別開創(chuàng)了蛋白質測序。埃德曼降解，也稱為埃德曼測序仍在使用，盡管它與今天的質譜(MS)蛋白質測序相比有許多缺點。

由于在他的蛋白質測序工作中獲得的經(jīng)驗教訓，桑格繼續(xù)發(fā)展他現(xiàn)在廣為人知和使用的DNA測序方法。然而，當DNA序列告知研究人員在給定途徑中的潛在細胞參與者時，蛋白質測序輸出的信息是實際的路徑中的效應器。蛋白質測序是使用MS推導特定蛋白質的氨基酸(aa)代碼的過程；重新蛋白質測序通常不依賴于以前建立的數(shù)據(jù)庫。今天，蛋白質測序繼續(xù)提供重要的信息，包括可能無法通過DNA測序獲得的數(shù)據(jù)，如對生物功能和過程至關重要的蛋白質修飾。

蛋白質測序和抗體

蛋白質測序最有用的應用之一是確定抗體序列。有爭議的是，蛋白質測序是目前可用于闡明抗體編碼的最合適的技術。特別是重新蛋白質測序是抗體測序的完美應用，因為它避免了基于同源性的數(shù)據(jù)庫搜索中的隨機或偏倚引入?？贵w產(chǎn)生的過程包括漿細胞基因的廣泛重排和組合，以產(chǎn)生一組不同的抗體克隆(多克隆抗體，PAB)。因此，抗體序列發(fā)現(xiàn)必須通過重新排序方法。

在學術和工業(yè)研究中使用的抗體驗證過程中，蛋白質測序作為一種工具變得尤其相關。標準的商業(yè)抗體生產(chǎn)首先通過用期望的抗原(目標外來分子)攻擊動物來引發(fā)免疫反應開始。生產(chǎn)動物的漿細胞經(jīng)歷了導致PAB的遺傳超突變和重排事件。然后使用傳統(tǒng)的分子生物學技術從pAb混合物中分離出單個克隆(單克隆抗體，mAbs)。變異是由許多因素引起的，潛在的問題是用相同的抗原攻擊相同的動物會產(chǎn)生不同批次的單克隆抗體，每種抗體具有不同的結構和活性。對出售的單克隆抗體進行DNA測序常常被繞過，因為它涉及冗長的生物信息學分析，并且需要進入細胞系?；贛S的蛋白質測序可以容易地確認單克隆抗體的編碼，然后可以用于重組抗體的表達以確保再現(xiàn)性。當抗體生產(chǎn)細胞系消失、生產(chǎn)動物死亡或DNA不可用時，可以額外進行基于MS的蛋白質測序。結合其他生物物理和生物化學方法，質譜也可用于表征抗體的結構、親和力和其他特性。因此，基于質譜的蛋白質測序對于科學和醫(yī)學研究和發(fā)展的許多方面來說是一個很好的工具。

蛋白質測序和聚糖位點的鑒定

基于質譜的蛋白質分析也可用于提供通過DNA測序無法獲得的額外數(shù)據(jù)。許多對蛋白質功能重要的翻譯后修飾(PTM)極其困難，有時不可能從DNA測序中推導出來。大部分時間需要大量的生物信息學來預測PTM位點，例如多聚糖位點，而MS可以在一周內確認它們。例如，糖基化可以發(fā)生在天冬酰胺(Asn，普通)靠近絲氨酸(Ser，S)或蘇氨酸(Thr，T)，或在Ser或Thr的羥基側鏈的氧原子上。糖基化PTMs因此可以描述為普通-鏈接或O-鏈接。盡管對于N-連接的糖基化存在aa序列基序(Asn-X-Ser/Thr，其中X是除脯氨酸之外的任何aa)，但是沒有DNA/RNA或者甚至蛋白質基序/共有序列可用于O-連接的糖基化PTMs?？贵w中的聚糖鑒定尤其重要，因為抗原結合位點的糖基化對于親和力和穩(wěn)定性非常重要。

蛋白質測序優(yōu)于DNA測序

盡管基因組信息廣泛可用，但幾乎沒有蛋白質組信息來支持它。一些基因組尚未進行DNA測序，一些基因組測序不完整或注釋不當。即使在完全DNA測序的基因組中，如人類基因組，來自這些基因的預期蛋白質產(chǎn)物也有待證實，這可以通過MS最有效地完成。人類基因組中有20，000到25，000個基因，但由于選擇性剪接和RNA和蛋白質水平的其他修飾，這些基因產(chǎn)生的蛋白質比預測的標準蛋白質多。到目前為止發(fā)現(xiàn)的人類蛋白質組在計算額外的蛋白質時僅僅觸及了表面；有人估計我們蛋白質組中的蛋白質總量達到十億。通過質譜蛋白質測序工作獲得的發(fā)現(xiàn)將在科學和醫(yī)學工作的許多方面產(chǎn)生重大影響。

輝駿生物基于高精度、高分辨率質譜設備，結合自主研發(fā)的測序技術平臺，能夠實現(xiàn)對抗體氨基酸序列的精準解讀。同時，我們有自建的高通量表達驗證平臺，能夠對已測得的抗體序列進行高通量表達驗證，從而保證交付抗體的活性。

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