基于马来酸酐标记的蛋白质组定量研究

【作者】 田姗姗； 郑淑珍； 何锡文； 张锴； 张玉奎；

【机构】 天津医学表观遗传学协同创新中心天津医科大学生物化学与分子生物学系； 南开大学化学学院； 中国科学院大连化学物理研究所国家色谱研究分析中心；

【摘要】 稳定同位素标记结合质谱分析是当前蛋白质相对定量的主要策略之一。氨基酸残基的化学衍生是一种简单和实用的蛋白质同位素标记方法。在组成蛋白质的各种氨基酸中,赖氨酸因分布广泛且化学性质相对活泼,而成为理想的蛋白质标记位点。目前,赖氨酸二甲基化、丙酰化和琥珀酰化等化学标记方法已经应用于定量蛋白质组学的研究。马来酸酐被应用于生物医药领域,但尚未见报道应用于蛋白质组的定量分析。考虑到其结构与琥珀酸酐结构相似,标记效率较高,同时存在双键可借助"点击化学"进行二次衍生等特点,我们尝试基于马来酸酐标记的蛋白质定量分析新方法[1]。我们以合成的多肽为模型,研究了马来酸酐对赖氨酸侧链氨基和多肽N端氨基的衍生化反应。借助于MALDI-TOF质谱的表征和评价,优化了反应溶液、反应时间、反应物比例等实验条件。进而,我们将该方法应用于蛋白溶菌酶及Hela全细胞裂解液蛋白质组的定量分析,结果表明这一标记方法具有标记效率高、定量准确的特点。另外,在一次标记的基础上,我们探究了二次标记的可能性。我们分别采用了半胱氨酸、巯基乙醇、丙硫醇等巯基试剂和马来酸酐衍生产物上的不饱和双键进行"点击反应",实现了蛋白质和多肽的二次标记,并最终应用于Hela全细胞裂解液蛋白质组的定量分析。通过对标记前后多肽在液相的保留时间进行比较,我们发现马来酸酐标记后增加了多肽的疏水性,有利于较短多肽的分析与鉴定,从而提高了蛋白质鉴定的序列覆盖率和准确性。本文发展了基于马来酸酐标记的蛋白质定量分析新方法,实现了二次可控的蛋白质和多肽衍生技术,在多样品蛋白质组的定量分析方面具有潜力。更多还原