[科普中国]-碰撞诱导裂解谱

简介

蛋白质的糖基化修饰是美拉德反应的初级阶段，即Amadori产物，基于美拉德反应的糖基化修饰是食品蛋白质改性的常用技术，因此其在食品加工过程中起着重要作用，并且糖基化修饰情况也与糖尿病、肾病及视网膜疾病有直接关系。对糖基化蛋白质的修饰位点的精确定位是在精确分子水平上理解蛋白质功能性质变化机制的基础。采用LC-MS技术可以很好的对蛋白质糖基化修饰进行定位分析，就葡萄糖的修饰而言，其糖基化初级产物的质谱峰会发生质荷比162的偏移，通过观察质谱峰的偏移量是否为162的倍数就可以对糖基化组装蛋白进行确认。但一级质谱只能确定多肽是否被糖基化修饰，采用MS-MS质谱可以对糖基化肽进行序列上糖基化位点的精确定位。

碰撞诱导裂解(CID)MS-MS质谱被大量用于对糖基化多肽的定位分析，但在CID裂解过程中，蛋白质肽段裂解之前分子间的振动能量会重新分配，因此，多肽上被修饰部分的最弱的键很容易被打断，导致中性丢失的产生。但是特定的中性丢失如3H2O+HCHO的形成可以为糖基化肽段中位点的确定提供帮助，就是采用糖基化肽段的中性丢失触发三级质谱，并通过中性丢失后结构进行糖基化位点的定位分析。蛋白质糖基上发生的多项中性丢失(如H2O、2H2O、3H2O、4H2O、3H2O+HCHO和C6H10O5)峰为MS-MS图谱中的主要质谱峰，因此肽段裂解片段非常有限甚至很弱。

最近，电子转移解离(ETD)技术被应用于改进的线性离子阱捕捉质谱中，ETD和ECD比较相似，是依赖于一个电子获得阴离子的，在进行糖基化或磷酸化肽的MS-MS分析时，主要得到大量的c和z族离子，从而根据ETD碎片图谱分析得出多肽的序列。研究表明，ETDMS-MS可以生成大量的甚至完全的c和z族离子，相对于CID MS-MS而言，其是研究糖基化肽的序列及糖基化组装位点定位的非常有用的质谱分析技术。但这种技术也有一定的局限性，如对于双离子或者m/z大于850的离子效果不是很好，因此其在商业质谱应用中仍然存在一定的局限性，需要将ETD MS-MS、CID NL MS3等方法进行结合应用于研究蛋白质的糖基化或磷酸化组装修饰。

通过对蛋白质进行酶解后的多肽进行LC MS-MS扫描可以实现对糖基化位点的定位和半定量分析。虽然糖基化修饰蛋白质的特殊位点可以识别的，但是大部分情况下，糖基化位点的识别是建立在单糖修饰导致的质谱峰的增加，很难对蛋白质组学中的更加复杂的分析进行研究。

总结LTQ MS的一级质谱可以对糖基化多肽进行初步识别和鉴定。

对糖基化修饰多肽而言，ETD比较适合于氨基酸序列长度为中等，带2个电荷的糖基化修饰肽段的裂解，对于较大分子质量的糖基化修饰肽的ETD裂解片段较少，判定方面存在一定的困难。

糖基化肽的CID裂解碎片中主要为离子峰，由于在裂解过程中极易发生中性丢失，因此其有效裂解碎片的峰值一般较小，且整个质谱图杂峰较多，有用峰值较少，对糖基化的定位分析存在一定难度。1