质谱的应用

质谱（MS）可以使样品离子化并测量所得离子的质荷比（m/z）。通过质谱仪、计算机技术和软件的结合，质谱的应用范围变得越来越广。质谱可以分析的样品种类繁多，并且可获得的信息的广泛性有助于MS在各个研究领域的应用，包括化学、生物化学、药学、医学以及许多相关的科学领域。



质谱的应用

蛋白质组学中的质谱

质谱技术已成为蛋白质组学研究中精确确定肽和蛋白质的分子质量以及序列的一个强大工具。在串联质谱中，肽和蛋白质的片段化为蛋白质鉴定以及翻译后修饰或其他共价修饰的鉴定和定位提供了序列信息。

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蛋白组学

质谱鉴定蛋白质

质谱已成为鉴定蛋白质的主要方法。有两种主要基于MS的蛋白质鉴定方法，包括从头测序和肽质量指纹（PMF）数据库搜索。最终使用计算方法从捕获的质谱峰中鉴定出蛋白质，其中每个峰理论上代表一个肽段离子。

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蛋白质谱鉴定

质谱定量蛋白质

蛋白质组学研究通常需要蛋白质表达水平。随着质谱技术的出现和发展，我们可以学习更可靠和动态的方法来分析蛋白质的差异表达。定量蛋白质组学可以分为相对定量和绝对定量。相对定量旨在研究不同条件下蛋白质组表达的差异，其中稳定同位素标记和非标记定量是两种主要方法。绝对定量是指获得蛋白质的特异性表达水平。有一些常用于蛋白质定量的方法，例如iTRAQ（用于相对绝对定量的等重标签）、SILAC（细胞培养物中氨基酸的稳定同位素标记）、ICAT（同位素编码的亲和标记）、Label Free非标记定量等等。

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定量蛋白组分析

质谱分析翻译后修饰

翻译后修饰（PTMs）是蛋白质结构的化学变化，通常由底物特异性酶催化。PTM有多种类型，包括磷酸化、乙酰化、糖基化等。质谱法被认为是蛋白质修饰分析的一个关键技术，因为它可以提供有关蛋白质修饰的通用信息而无需先验知识和知道修饰位点的位置。自上而下，自中而上和自下而上的方法是基于MS的PTM分析的三种主要策略。

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翻译后修饰蛋白组分析

代谢组学中的质谱

代谢物是指参与一般代谢反应的细胞维持、生长和正常功能所需的小分子，代谢组学是对生物系统中所有代谢物的鉴定和定量。MS和核磁共振（NMR）是代谢组学中常用的小分子分析工具。基于MS的代谢组学分析可用于研究药物、毒素和各种疾病对代谢物水平的影响，以追踪代谢途径和测量通量。

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代谢组学

质谱成像

质谱成像（MSI）是一种可视化分子空间分布的技术。质谱可以从表面微米级大小的区域获得，将化合物在表面（微电子学，组织切片）上的横向分布转换为图像，进而与光学图像相关联。一些常见的电离技术包括DESI成像，MALDI成像和二次离子质谱成像（SIMS成像）。

糖组学中的质谱

糖基化是最重要的PTMs之一，哺乳动物中全部蛋白质的50％以上都可以被糖基化。糖组学是糖生物学的一个子集，旨在鉴定糖组的结构和功能。基于MS的糖组学被广泛用于分析游离的寡糖、糖胺聚糖以及糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂的聚糖部分。基质辅助激光解吸电离（MALDI）和电喷雾电离（ESI）常被用于糖结合物分析。MS可作为一个独立的技术被使用，也可以与如高效液相色谱（HPLC）和毛细管电泳（CE）等分离方法结合使用。

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糖基化定量蛋白组学研究