本人生物醫學專業,在和化學系的同學交流時了解到「質譜通用型極強而且同一時間可以測定很多東西而且還能半定量而且速度還快」。但是對我而言質譜的方法不如沉澱反應熒光免疫測定等常見,甚至在生物實驗中都不太常用,這是什麼原因?(當然也有我孤陋寡聞的因素)

謝謝!


因為現在的生物研究完全就不想知道具體發生了什麼事情,絕大部分根本就不會去考慮生物過程的化學本質。當你把所謂的信號通路、表達的上下調抽象出來,而不是實實在在的當成一個化學反應或者化學過程(包括擴散、相分配等廣義上的)來看,實際上根本就是拒絕認知的態度。而當你實際上需要對這些東西進行本質上的了解,那質譜就是幾乎跑不了的重要工具了,至於能幹嘛,我就隨便舉幾個例子。

第一個文獻:Nat. Chem. Biol. 2012, 8, 486

Adenanthin targets peroxiredoxin I and II to induce differentiation of leukemic cells?

www.nature.com圖標

找了個化合物,細胞上活性很好,然後你想知道為啥,怎麼找??

這玩意的套路就是合了個Biotin探針,這種也是很常見的了,然後去做了個親和分離,用親和素樹脂跟探針從細胞裂解液裡面做個配體垂釣,然後這貨運氣好的很,銀染完了乾淨得很,然後現在問題來了,就問你怎麼知道那個銀染的條帶是啥??

扣下來打質譜唄。酶切成肽段然後用質譜測肽段的序列,簡單來說就是在質譜內用CID或者ETD打碎肽段,然後可以測到分子量,大部分氨基酸分子量不一樣,用質量可以拼出序列里有的氨基酸,然後用不同的碎片拼出整個肽段的序列,拿去資料庫裡面搜,然後搜出來。

常規的藥理如果不做具體結合的蛋白和抑制的原理只需要對著常規通路來一頓WB,具體結合的是啥,結合了幹嘛這些都沒人關心的,質譜當然就沒用了。

再來一個:Anal. Chem. 2016, 88, 9495

Understanding the Impact of Methionine Oxidation on the Biological Functions of IgG1 Antibodies Using Hydrogen/Deuterium Exchange Mass Spectrometry?

pubs.acs.org圖標

其中一個例子,IgG重鏈的兩個甲硫氨酸氧化會影響其與 FcRn的結合,用氫氘交換質譜研究了兩個翻譯後修飾(甲硫氨酸氧化)對Fc片段構象的影響及構象的變化對結合的影響。

最後一個:Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 10909

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201605011?

onlinelibrary.wiley.com

一個EGFR抑製劑的研究,用質譜確定了化合物與蛋白的結合比例,然後用碎片確定結合的位置(共價結合,CID打斷肽段還是更多)

例子還有很多,反正只要涉及到對於蛋白或者其他生物大分子(糖,核酸,脂質等)的反應研究,也就是真正的分子機制,質譜雖說不是唯一工具,但至少是常用工具。生物發生的一切行為都是化學反應或者廣義的化學過程,不從這種角度去看基本也就是圖一樂。


質譜做蛋白作用超好用,但是它貴啊

還特別費事,我曾經花一個月準備過一單


因為一般人不會解,特別是高分子混合物的質譜。上分離手段要分很久。


首先說結論:需求不同決定了工具不同而不是相反。

對於表徵和選擇抗體的需求來說,沉澱免疫熒光等方法簡便適用,應付動輒幾十上百kDa的抗體分子遊刃有餘,對照實驗容易設計,自然是平時吃飯的傢伙。

而化學系同學如果對質譜的了解只是泛泛自然會說出問題描述中的話,然而除了其他回答說的儀器昂貴的因素,高精度質譜對蛋白質分子的行為分析是受限於互斥的一對因素,即精度和分子大小的。對分子間相互作用的研究常常局限於十幾kDa的範圍,對於抗體分析是不適用的。

至於質譜本身的檢測通量實際上取決於前置的分離系統和質譜源,檢測器端的數據採集時間可以忽略不計。質譜技術的發展確實完全改變了tag中的蛋白質組學,蛋白質在經過酶切之後用質譜結合生物信息學工具可以方便的獲取組學信息,否則在前質譜時代蛋白質組學面對的是下圖shit一樣的電泳。

E. coli蛋白質組雙向電泳

這不是巧了么,我在質譜數據分析這個領域還是有些經驗,不少質譜數據分析軟體在國內是由我來support的,所以我可能認識了最多國內做質譜的學校和科研單位。對你這個問題有些我的體會。

1.貴,平台能做好質譜得有人,人才也算比較缺,以我在業內的了解,真正懂質譜,也懂數據分析演算法的人不多,要能招來這些人維護平台也很貴。有質譜的單位雖然不算少,用於抗體測序的高分辨質譜也不算特別多,另外能用好的單位,全國數一數也就那麼些。儀器貴啊,要用上ethcd碎裂才能準確區分I/L,等等。

2. 要看你抗體檢測什麼,目的是啥,有些WB能做的,確實可以不用質譜來做。什麼方法都有它的適用性和特點。

3.在抗體生產過程中液相檢測方法用的多,質譜也會用於一部分表徵工作,質譜儀器廠商也在推進往標準中寫入質譜方法。所以這裡也有點怎麼突破行業技術壟斷的問題。

有什麼關於質譜分析的技術問題,可以跟我交流。


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