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蛋白质计量是什么

2016.4.19

  蛋白质存在于我们生活的每一个角落,几乎无处不在。通常来讲,蛋白质研究包括对氨基酸序列的鉴定和量值分析两部分,简单讲就是要搞清楚“是什么、有多少”。蛋白质计量是对蛋白质量值进行精确测定的活动,其定量结果可以溯源至质量的国际单位制(SI),最终实现单位统一、量值准确一致。在1997年,国际物质量咨询委员会(CCQM)在巴黎召开的第六次会议,将同位素稀释质谱法(IDMS)位于具有绝对测量性质的方法,可见质谱法具有极高的准确度和重复性。

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蛋白质、肽段、氨基酸的相互关系

  在上图中,我们将房屋比作一个完整的蛋白质,通过不同的降解途径(酶解和水解)可以分别获得肽段(残缺的房屋)和氨基酸(砖块)产物,而目前的分析技术完全可以保证在这两个水平上实现精确定量,从而对源蛋白(房屋)进行量值分析。那么IDMS到底是一种什么样的技术呢?它又是怎样保证定量结果的准确性的呢?

  以水解为例,首先,我们会挑选出2~3种氨基酸作为目标物,并获得这几种氨基酸的标准物质和相应的重同位素标记氨基酸。相对于轻同位素氨基酸,重同位素氨基酸的质量数会多出几个道尔顿,可以在质谱仪中进行区分。这就好似一对双胞胎,外观和性格一模一样,但可以根据她们的体重差异进行辨认。然后,通过重量法精确称量不同同位素比例的氨基酸溶液,并使用质谱仪对这其依次开展测定;最终,以蛋白质中氨基酸的序列信息和测得的氨基酸浓度信息,便可以推导出蛋白质的含量。

  实际当中,对蛋白质量值开展精确测定的新方法和新技术也在不断的出现和发展。例如,近年来质谱仪的技术和分析模式越发的成熟和先进,很多定量研究已经在完整蛋白的水平上来开展,随着肽段、蛋白质标准物质研制水平的进步,基于质谱法的定量研究越发广泛。精确的计量方法可以制备不确定度更小的标准物质,这些标准物质在人类的生活中具有重要而广泛的应用,例如在疾病诊断和治疗、药物研发、食品安全等领域均起到关键作用。测量方法的多样化是技术进步的必然趋势,蛋白物质的复杂性也需要更先进的技术进行明确阐述,没有一种方法可以放之四海而皆准,我们只有在实践过程中不断的丰富测量经验,发展和完善现有方法,才能满足计量需求。我们相信,蛋白质的计量一定会为科技进步和社会发展做出贡献。

  (作者:中国计量院 肖鹏)

  想了解更多关于蛋白质计量的信息?请关注蛋白和肽类药物及诊断试剂研发与质控国际研讨会(PPTD-2016)

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