基于质谱的蛋白质组学分析依赖于气相中肽段在低碰撞能量下断裂, 在质量谱图中形成峰。进而通过峰图确定肽段序列，再推断出相关蛋白质。完成肽段断裂最主要的方法就是碰撞诱导解离（collision induced dissociation，C I D ) ( S w a n e y et al.， 20 0 8)。 L T Q 、轨道阱(〇rbitraP )、q-T O F 、M A L D I -T O F /T O F 及 F T -I C R 设 备 都 能 完 成 肽 段 的 C I D 断裂 。 C I D 最适用于小的、低电荷的、未修饰的肽阳离子（p 印tide c a t i o n K D o n g r e et al. ，1996; G o o d e t a L ， 2007; H u a n g etal.， 2005)。 C I D 中转移到肤段的碰撞能量造成肤段振动激发，并分布到肽链中的共价键中。如 果 C I D 中转移到肽段的内部能量超过了键断裂 的 活 化 能 垒 ，肽 段 便 断 裂 。如 果 这 些 碎 片 在 质 谱 仪 的 时 间 尺 度 内 发 生 ，则 被 检 测 到 。这种 断 裂 通 常 发 生 在 肽 链 骨 架 的 酰 胺 键 上 ，由 于 这 些 位 点 的 活 化 能 垒 较 低 ，便 产 生 了 特 征 性的 b-和 y-产 物 离 子 , 可 在 C I D 谱 中 观 察 到（S w a n e y et al. ，2008)。
尽 管 C I D 能 够 有 效 生 成 用 于 肽 段 测 序 的 一 组 离 子 ，但 是 也 存 在 一 些 限 制 从 而 减 弱 了断 裂 特 定 肽 段 的 能 力 。 内 部 碱 性 残 基 和 脯 氨 酸 能 够 阻 止 肽 段 骨 架 的 随 机 质 子 化 。这 些 残基 会 将 酰 胺 键 的 解 离 转 换 到 特 定 位 点 , 能 够 抑 制 肽 段 断 裂 ，从 而 导 致 测 序 离 子 多 样 性 不 足(Mikesli et al. ，2006)。胰 酶 作 为 一 种 通 用 蛋 白 水 解 酶 ，通 过 产 生 在 C 端 带 有 碱 性 残 基的 肽 段 而 减 轻 了 上 述 问 题 。不 稳 定 的 P T M , 如 磷 酸 化 和 糖 基 化 也 表 现 出 不 同 的 低 能 量 断裂 途 径 。在 这 些 情 况 下 ，会 发 生 前 面 提 到 的 中 性 丢 失 事 件 ，导 致 产 生 的 谱 图 序 列 覆 盖 性 不足 。一 些 P T M 也 会 抑 制 肽 段 骨 架 的 随 机 质 子 化 ，进 而 抑 制 经 由 C I D 的 断 裂 (Tsaprailiset al. ，1999)。
一 种 替 代 的 断 裂 方 法 称 为 电 子 捕 获 解 离（electron-capture dissociation,E C D ) ，能 够克 服 C I D 的 一 些 局 限 。在 E C D 中 ，质 子 化 的 肽 段 被 F T -I C R 的 潘 宁 阱 (Penning trap)保留 ，并 受 到 一 束 带 有 热 能 或 接 近 热 能 的 电 子 冲 击 。质 子 化 肽 段 捕 获 热 电 子 后 会 导 致 骨 架断 裂 ，而 分 子 内 振 动 能 并 未 重 新 分 布（Udeshi et al. ，2007)。 图 4 0 . 4 中 描 述 了 一 种 解 释浸 人 热 电 子 的 肽 段 断 裂 过 程 的 方 式 。 E C D 断 裂 通 常 产 生 c-和Z-离 子 系 列 ，而 C I D 则 产 生b-和 y-离 子 。 E C D 是 与 分 子 大 小 和 序 列 无 关 的 过 程 ，可 以 用 来 断 裂 完 整 蛋 白 质 。然 而 ，对 于 有 效 的 E C D ，样 品 必 须 处 于 高 密 度 的 热 电 子 中 。这 种 环 境 对 于 利 用 静 电 射 频 场 分 离离 子 的 设 备 ，在 技 术 上 较 难 实 现 , 但 是 在 使 用 静 磁 场 的 F T -I C R 中 比 较 容 易 。另 外 ，用 于测 序 的 E C D 需 要 在 数 分 钟 内 进 行 大 量 扫 描 ，并 取 平 均 值 。这 需 要 的 样 品 量 较 大 ，且 对 复杂 样 品 混 合 物 中 的 蛋 白 质 和 多 肽 的 检 测 不 利 。
E T D 使 用 多 环 芳 香 烃 类 的 离 子 化 自 由 基 负 离 子 ，与 气 相 中 多 质 子 化 肽 段 反 应 。这些自 由 基 负 离 子 在 质 谱 的 线 性 四 极 杆 离 子 阱 中 储 存 。 自 由 基 负 离 子 转 移 一 个 电 子 到 离 子 化的 肽 段 上 ，诱 发 电 荷 减 少 的 肽 段 以 E C D 类 似 的 机 制 断 裂 ，产 生 特 征 性 的 c-和z-序 列 离 子(Syka et d . ，2004)。 E C D 和 E T D 的 断 裂 模 式 与 肽 段 长 度 、氨 基 酸 组 成 和 P T M 的 存 在与 否 均 无 关 (U d e s h i e t a l ., 2007)。这 一 断 裂 过 程 非 常 高 效 , 并 能 在 毫 秒 内 完 成 。 因 此 ，E T D 的 灵 敏 度 高 至 可 测 量 飞 摩 尔 级 的 样 品 量 , 发 生 的 时 间 尺 度 与 目 前 的 色 谱 分 离 技 术 一致 (Sykaet a L ，2004)。该 断 裂 技 术 的 主 要 优 势 在 于 , 它 能 够 保 持 不 稳 定 的 P T M , 同时允许 足 够 的 酰 胺 键 断 裂 ，从 而 产 生 能 够 获 得 测 序 信 息 的 谱 图 。然 而 ，这 一 方 法 存 在 由 于 前 体离 子 电 荷 减 小 而 导 致 碎 片 离 子 产 量 降 低 的 问 题 。
近 期 一 项 研 究 使 用 了 E T D 和 C I D 混 合 方 法 (E T c a D ) ，通 过 C I D 来 靶 向 E T D 未解离的 电 子 转 移 产 物 离 子 。 E T c a D 的 序 列 覆 盖 度 中 位 值 为 88. 9 % ，而 单 独 使 用 E T D 仅 为62.5 % ，C I D 为 77. 4 % ( S w a n e y et al. ，2007)。其 他 一 些 研 究 利 用 E T D 鉴 定 P T M J n鱗 酸 化 修 饰 。一 个 研 究 组 使 用 基 于 C I D 断 裂 方 法 鉴 定 了 1 0 0 0 个 以 上 的 磷 酸 肽 , 但 是 仅能 鉴 定 3 8 3 个 磷 酸 化 位 点 ，这 主 要 是 由 于 修 饰 肽 段 的 中 性 丢 失 (Udeshi etal. ，2007)。使用 E T D 改 良 的 L T Q , 可 以 鉴 定 一 个 复 杂 混 合 物 中 6 2 9 个 蛋 白 质 的 1 2 5 2 个 磷 酸 化 位 点 。另 一 项 对 E T D 和 C I D 鉴 定 的 磷 酸 肽 重 叠 分 析 发 现 ，两 种 方 法 产 生 的 两 个 数 据 集 中 仅 有17.9 % 相 同 ( S w a n e y et al. , 2008)。这 说 明 断 裂 并 鉴 定 P T M 位 点 的 最 好 方 法 ，也 许 就 是将 C I D 和 E T D 结 合 起 来 。图 40. 5 展 示 了 用 两 种 断 裂 方 法 产 生 的 典 型 谱 图 。在 C I D 中出 现 了 特 有 的 b-和 y-离 子 , 而 E T D 产 生 了 特 有 的 c- 和 z-离 子 。
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