随着人们对未知领域探索的逐渐深入，蛋白多肽类物质的研究也越来越多地渗入到化工、医药、环保等行业中。近些年，随着质谱以及液质联用技术的完善，对多肽氨基酸序列的分析又起到了很大的促进作用。
1 多肽氨基酸序列分析方法
多肽氨基酸序列的分析是蛋白质组学的一个研究内容。蛋白质组的概念是由澳大利亚科学家Wilkins等在1994年率先提出的，其定义是指一个有机体的基因所表达的全部蛋白质。蛋白质组的研究是从整体水平上研究细胞或有机体内蛋白质的组成及其活动规律。其研究已涉及到的范围包括蛋白质组作图、蛋白质组分鉴定、蛋白质数据库构建、新蛋白质的寻找、蛋白质翻译后修饰的分析、细胞周期、发育、肿瘤发生、发展、环境影响、疾病诊断、新药研究等多个领域。
在生物化学和细胞生物学的领域内。通常应用一维或二维聚丙烯酰胺凝胶电泳从生物样品中分离分析蛋白质。随着高分辨二维凝胶电泳(2-DPAGE)的引入，它已成为当前从复杂的生物样品中分离分析蛋白质最强有力的方法。样品中含有的多至10000个蛋白质可在一次2-DPAGE操作中分离。传统上分离后凝胶上的蛋白质，用适当的方法显色后，可用免疫印记方法、氨基酸组分分析、Edman降解反应的N 端测序和C 端测序对蛋白质进行鉴定。但是这
些技术非常费时而且灵敏度也不高闭。
80年代后期。基质辅助激光解吸飞行时间质谱(MALDI—TOF—MS)和电喷雾电离质谱(ESI—MS)打开了有机质谱分析研究生物大分子的新领域，并很快发展成为能在所有层次上分析研究蛋白质和其它生物分子的生物质谱学。
MALDI—TOF—MS适合分析绝大多数蛋白质，特别适合分析多肽和蛋白质的混合物。而ESI是当今有机质谱中最软的电离技术，它已经成功地用于多种类型的质量分析器。另外，由于ESI—MS／MS分析样品溶液是连续不断导入ESI 源内。因此ESI 源能直接与分离技术HPLC 和CZE联用对样品进行联机分离与鉴定。
在HPLC—ESI—MS／MS分析多肽混和物时。HPLC先将混合物进行分离，再经ESI 源电离后，第一级MS选择特定m／z 的多肽离子通过并进入碰撞活化室，在碰撞活化室内肽离子与惰性气体碰撞发生碰撞诱导解离(CID)生成碎片离子，第二级MS对裂解生成的碎片离子进行分析。应用ESI—MS／MS 测定多肽的氨基酸序列．是对Edman降解反应测序的最好补充，因为它能测定修饰的氨基酸和封闭的末端。ESI—MS／MS 测得的多肽序列信息结合多肽的质量数据，在分析蛋白质翻译后的修饰时特别有用。
2 蛋白质分析的两种质谱方法
在蛋白质分析中有两种质谱方法：质谱蛋白全谱分析(MS charting)和质谱指纹分析(MS mapping)。质谱蛋白全谱分析指的是组分分析，它的对象是完整的组织、体液或其提取物，其目的在于识别出尽可能多的肽和蛋白混合物中的组分。质谱指纹分析指的是组成分析，它的对象是单个的、纯化后的肽或蛋白。其目的在于测定它的一级结构、蛋白修饰和鉴别遗传差异等。
质谱蛋白全谱分析通过测定肽和蛋白的分子量、加上已知蛋白和DNA序列的信息，来试探性地确认给定组织或体液中存在的肽和蛋白。通常，质谱蛋白全谱分析可分为四步：1)从生物组织提取多肽和蛋白并将提取液切分；2)测定提取液中各组分的分子量；3)从肽或蛋白的计算机库中搜索被测分子量是否符合特定肽或蛋白质量；4)再确认分析，如部分的N—或C—端的测序分析，氨基酸分析等。
质谱指纹分析一般包括以下几步：1)纯化蛋白样品；2)用酶或化学的方法切解蛋白；3)用质谱分析切解后的产物；4)用质谱数据进行数据库搜索；5)对各个多肽片断进行MS／MS分析，获得序列信息。
指纹分析可以应用电喷雾电离源和基质辅助激光解吸源作离子源，采用多种模式，如正离子或负离子质谱、线性质谱等。
3 多肽和蛋白的质谱数据分析
组成蛋白质的单元是氨基酸，所有蛋白质都是由20种基本氨基酸构成的。氨基酸通过肽键(酰胺键)连接成肽。多个氨基酸组成的肽称为多肽，组成多肽的氨基酸单元称氨基酸残基。蛋白质是一条或多条肽链以特殊方式组合起来的生物大分子。蛋白质的结构非常复杂，包括一级结构、二级结构和三级结构。目前质谱分析能解决的问题主要是测定蛋白质的一级结构，包括其分子量、肽链中氨基酸排列顺序以及多肽键或二硫键的数目和位置。
3．1 多肽和蛋白质的序列分析原则
用质谱法测定多肽和蛋白质的序列是根据其质谱图中的碎片离子来推导的。质谱中出现的序列信息碎片主要是通过肽键断裂所形成。多肽碰撞诱导解离时的碎裂作用优先发生在酰胺键上。生成专一的序列离子。当酰胺键断裂生成离子时。电荷保留在N 端的命名为a，b，c离子，当电荷存在于C 端的碎片上时称为x，y，z离子。如图1所示。
通常在低能裂解条件下c和z离子一般观察不到。a离子从相应的b离子失去CO形成。有时也可观察到亚胺离子和酰基阳离子。
事实上，电荷不仅仅会简单的只保留在a，b，c 或x，y，z 上，电离过程中会包含着各种重排和缺失发生。这样就使人工解谱变得非常艰难。从现有的文献看。目前应用LC—ESI—MS／MS来分析多肽或蛋白的文章都是应用已知序列的蛋白或多肽作为分析对象。用质谱数据和已知序列对比解释。所以，目前各质谱仪器公司和各国学者都普遍采用应用数据
库进行质谱数据的分析工作。
3、2 质谱数据检索的数据库
SWISS-PRO(http：／／www．expasy．hcuge．ch)，EMBL(http：／／www．mann．embl—heidelberg．de)，USCF (http：／／www．prospector．ucsf．edu)，MASCOT(http；／／www．matrixscience．com)，EXPASY(http：／／www．expasy．ch／tools／)等，它们已经成为广大质谱工作者和质谱仪器公司首选的分析质谱数据的工具。应用它们，可以快速、准确地得到需要的多肽氨基酸序列信息。
本文编辑：范伟伟
