布鲁克maXis II质谱助力威斯康辛大学蛋白质组学研究

近日，美国威斯康辛大学麦迪逊分校葛瑛团队借助布鲁克maXis II电喷雾行时间串联质谱在自顶而下的蛋白质组学研究中取得了重大突破。相关研究成果发表在著名期刊“nature methods”（IF=26.919）上，文章题目“A photocleavable surfactant for top-down proteomics”。

翻译后修饰的蛋白质在许多关键细胞中发挥着重要作用，因此对蛋白质组进行全面的分析，对于解释分子作为一个系统如何相互作用，以及了解细胞系统在健康和疾病中的功能至关重要。而基于top-down质谱技术的蛋白质组分析是表征完整蛋白质组的新兴手段，它可以提供一个系统的、全局的、无偏差的、定量的蛋白质评估，包括相互作用，修饰，位置和功能方面的信息。

top-down质谱技术是将反相液相色谱（RPLC)直接与MS偶联来进行操作的，可以对来自于全细胞或组织裂解液的复杂混合物中的完整蛋白进行快速、灵敏的分析。然而，由于蛋白质组的高度复杂性和动态性，蛋白质组学依然面临着巨大的挑战。其中之一便是蛋白质溶解的问题，为了有效的从细胞或组织中提取蛋白质，提取缓冲液中通常含有表面活性剂。但是传统的表面活性剂与质谱不相容，它们的存在极大的抑制蛋白质的质谱信号，因此在质谱分析前要先除去表面活性剂。

葛瑛团队针对这一难题，创造性的合成了可光降解的表面活性剂Azo。并对其进行了一系列的质谱分析，来验证其作为表面活性剂在蛋白质组学中的优异性能。

图1 Azo作用机理

首先在保证对蛋白质增溶的前提下，借助布鲁克maXis II电喷雾质谱分析小分子蛋白质ubi与0.1%表面活性剂的相容性质。结果表明，在所有被评估的表面活性剂中，Azo是唯一一种既能有效溶解蛋白质，又能与完整蛋白质的top-down质谱分析相容的表面活性剂。

图2 Azo与常用表面活性剂的质谱相容性评价

图3 表面活性剂对心肌组织裂解液LC-MS分析的影响比较

对Azo在在线反相液相色谱和质谱联用（RPLC-MS）中自顶向下蛋白质组学中的应用进行评估，对比没有表面活性剂蛋白浓度和质谱信，使用Azo时号均明显升高（b）。在单一的RPLC-MS运行中，在Azo存在的蛋白质缓冲液中观察到663个独特的蛋白形式，而在无Azo存在的蛋白质缓冲液中只观察到了6个（c，d）。此外，从三种液相色谱-质谱联用的准确质量测量上，共检测到2836种蛋白质形式（e，f）。

 图4 RPLC-MS）Azo在自顶向下蛋白质组学中应用

此外，Azo还能大大提高检测的深度，并显示出许多在对照样品中检测不到的蛋白质。

图5 Azo队翻译后修饰蛋白质的质谱分析

葛瑛团队还进一步证明Azo能有效提取心肌组织及胚胎肾细胞的膜蛋白，并能够进行自上而下的蛋白质组学质谱分析。通过借助布鲁克用maXis II电喷雾质谱对表面活性剂Azo的质谱分析，验证了Azo与MS具有良好的相容性，能有效的增加蛋白质的溶解度，可用于高通量自顶向下的蛋白质组学。同时，Azo还是唯一一种能够有效溶解蛋白质，包括膜蛋白，而不阻碍下游自上而下的质谱分析的强表面活性剂。

产品介绍--布鲁克maXis II电喷雾飞行时间串联质谱

布鲁克maXis II电喷雾飞行时间串联质谱

布鲁克maXis II电喷雾飞行时间串联质谱在广泛的应用领域展现出良好的性能和解决最具挑战性分析难题的能力，maXis II能同时提供全方位的性能指标。另外，maXis II提供电子转移解析(ETD)功能，能够分析包括单克隆抗体亚基在内的整体大蛋白序列分析。可选功能“HighMass”有利于表征大分子和天然状态的蛋白质复合物如抗体药物偶联物。

maXis II配备上最新的TOF创新技术，使其在整合解决方案、灵敏度、光谱精确度和动态的范围方面处于领跑位置。来自于maXis II的高质量数据，有准确的质量和真实的同位素模型(TIP)，结合Bruker公司的计算公式发现工具，SmartFormula™和SmartFormula  3D™，确保提供最大程度的准确分子式。

maXis II最佳适用范围包括抗体表征(完整蛋白与亚基)、分析整蛋白和蛋白质组、蛋白复合物、小分子鉴定与定量，采用High Mass可选功能，可以获取天然态质谱图，同时有电子转移解析(ETD)功能(可选)。