第三期原子光谱沙龙活动报道
基于元素标记和等离子体质谱测量的蛋白质定量标记
中国科学院高能物理研究所 王萌博士
首先，来自中国科学院高能物理研究所的王萌博士为大家做了题为《基于元素标记和等离子体质谱测量的蛋白质定量标记》的报告。
已有的蛋白质组学定量方法
蛋白质是生物功能的执行者，它是生命复杂性的起源、它能解释基因组、预防疾病也是新药研发的基础。
王博士首先以蚕由蛹化蝶为例阐明了蛋白质定量分析的重要性。在蚕蛹孵化成蝶的过程中，它的基因是没有变化的，但是它的蛋白质却发生了很大的动态变化。所以研究动态、变化的蛋白质组需要定量分析。目前，蛋白质组定量的方法有两种：一种是通过在病理与生理或在不同外部的刺激下，比较差异蛋白质组来进行相对定量；一种是通过对生物标志物的研究来进行绝对定量。
目前已有的定量蛋白质组学方法包括了双向电泳技术、质谱技术、生物质谱结合同位素标记(包括代谢标记、酶解时标记、化学标记等)、非标记的质谱方法等，但是这些方法多数是相对定量方法，绝对定量有困难，实验结果也难以比较；又由于多数有机质谱线性范围小(2-3个数量级)，基于MALDI电离的质谱在金属蛋白质分析中，存在丢失金属信息、检出限差、谱图复杂的问题，所以在完成蛋白质的绝对定量时遇到重重困难。
基于ICP-MS的蛋白质定量方法
针对上述问题，王博士通过大量的研究工作，提出了利用无机质谱ICP-MS来进行蛋白质定量的新方法。ICP-MS在定量方面具有先天的优势：（1）抗背景干扰，同一元素在ICP-MS的响应与其所处的化学环境无关；（2）动态范围宽，ICP-MS的线性范围大于9个数量级；（3）灵敏度高，ICP-MS对多种元素的检出限可达ppt量级；（4）易于联用，ICP-MS易于同HPLC、CE、LA等分离技术联用。利用ICP-MS无机质谱技术，通过分析蛋白质中已有的天然元素、或分析标记后的蛋白质中的元素，可实现对蛋白质的绝对定量。
王博士接下来分别重点介绍了两类基于ICP-MS蛋白质定量方法即天然内标元素定量和引入标记元素定量。
天然内标来对蛋白质定量
(1)天然内标：硫
运用碰撞反应池技术以及柱后同位素稀释技术，对天然内标物硫元素进行分析，从而对蛋白质绝对定量。
(2)蛋白质的磷酸化分析
借助于LA-ICP-MS技术，来判断蛋白质是否磷酸化，然后结合使用ESI-MS和ICP-MS来分析蛋白质中的磷，实现对蛋白质的绝对定量。
引入标记元素对蛋白质定量
对蛋白质进行元素标记，即在双官能团试剂作用下，将稀土元素DOTA、DTPA标记在蛋白质上，然后通过对标记元素分析实现蛋白质绝对定量。
(1) 直接标记蛋白质样品，实现定量。
(2) 标记抗体后定量分析抗原(与放射免疫类似)。
报告最后王博士总结说到，前几年在蛋白质组学的发现流程中，蛋白质的鉴定均是使用有机质谱来完成的；但在新的定量蛋白质组来临之时，ICP-MS将在蛋白质组学定量领域显示越来越大的潜力，将成为未来蛋白质组学定量研究的一项新策略。
