Edman降解是蛋白質(zhì)測序中一個非常重要的反應(yīng)步驟,因為通過該反應(yīng)可以對蛋白質(zhì)有序的氨基酸組成進行分析。自動化Edman測序儀現(xiàn)在已得到廣泛使用,他們能夠?qū)﹂L約50個氨基酸的肽進行測序。以下概括了使用Edman降解進行蛋白質(zhì)測序的步驟,隨后還將對其中一些重要步驟做詳細說明。
1. 用2-巰基乙醇等還原劑破壞蛋白質(zhì)中的任意二硫鍵,過程中可能需要一個保護基團(例如碘乙酸)以防止化學鍵重新形成;
2. 果蛋白質(zhì)不止一個,則需要分離并純化蛋白質(zhì)混合物中的各條肽鏈;
3. 確定每條鏈中的氨基酸組成;
4. 確定每條鏈末端的氨基酸;
5. 將每條鏈斷裂成50個氨基酸以下的片段;
6. 分離并純化肽片段;
7. 確定每個肽片段的序列;
8. 使用其他裂解方式重復以上步驟;
9. 構(gòu)建整條蛋白質(zhì)序列。
Edman測序?qū)嶒灹鞒虉D(來源:百泰派克)
蛋白質(zhì)裂解成肽片段的過程
長度超過50-70個氨基酸的肽不能通過Edman降解來進行蛋白質(zhì)測序。因此,需要將長蛋白鏈裂解成小片段,然后再進行單獨測序。裂解過程可以通過內(nèi)肽酶(例如胰蛋白酶或胃蛋白酶)進行,也可以通過化學試劑(例如溴化氰)進行。不同的酶具有不同的切割模式,片段之間的重疊可用于構(gòu)建整體蛋白質(zhì)序列。
Edman反應(yīng)過程
將待測序的蛋白質(zhì)吸附到固體表面上。常見的一種基材是涂有聚丁二烯(一種陽離子聚合物)的玻璃纖維。將Edman試劑苯基異硫氰酸酯(PITC)與12%三甲胺的弱堿性緩沖溶液一起添加到吸附的蛋白質(zhì)中,將所得物與氨基酸N端的胺基進行反應(yīng)。
然后通過添加無水酸來選擇性地分離末端氨基酸。接著,該衍生物異構(gòu)化,得到替代物苯基硫代乙內(nèi)酰脲。洗掉該替代物并通過色譜法鑒定,重復整個循環(huán)。每個步驟的效率約為98%,能有效地鑒定約50個氨基酸。
蛋白質(zhì)測序儀的使用
蛋白質(zhì)測序儀是一種以自動化方式執(zhí)行Edman降解的機器。將蛋白質(zhì)或肽的樣品固定在蛋白質(zhì)測序儀的反應(yīng)容器中,進行Edman降解。每個循環(huán)從蛋白質(zhì)或肽的N端釋放并衍生一個氨基酸,然后通過HPLC鑒定生成的氨基酸衍生物。對整個多肽重復進行測序過程,直到測定了完整的可測量序列或提前設(shè)定的循環(huán)次數(shù)為止。