突破傳統(tǒng)邊界：高通量技術(shù)在蛋白質(zhì)序列與結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用

生命的奧秘往往藏于微觀世界。蛋白質(zhì)，作為生物體內(nèi)的工作機器，其序列與結(jié)構(gòu)的特征在很大程度上決定了其功能。因此，高精度鑒定蛋白質(zhì)的序列和結(jié)構(gòu)，對于理解生命現(xiàn)象以及疾病的發(fā)生、發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。近年來，隨著高通量技術(shù)的發(fā)展，我們有了更多有效的工具來解析蛋白質(zhì)的這些特性。

一. 蛋白質(zhì)序列的鑒定

蛋白質(zhì)序列是由20種氨基酸以特定順序排列形成的。每種蛋白質(zhì)的序列都是由其編碼的基因決定的。鑒定蛋白質(zhì)序列的常用技術(shù)主要有以下幾種：

1.質(zhì)譜法

通過測定蛋白質(zhì)或多肽片段的質(zhì)量/電荷比（m/z）來確定蛋白質(zhì)序列。其中液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS）是最常用的質(zhì)譜方法。通過酶解，蛋白質(zhì)被分解成多肽，然后通過質(zhì)譜獲取多肽的m/z，再通過數(shù)據(jù)庫匹配來鑒定蛋白質(zhì)序列

2.Edman降解法

通過逐步移除蛋白質(zhì)N端的氨基酸并進行鑒定，可以獲得蛋白質(zhì)的氨基酸序列。然而，由于此方法只適用于較短的多肽，且步驟繁瑣，所以在實際應(yīng)用中有一定的局限性。

二、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的鑒定

蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)是其功能的物理基礎(chǔ)，因此蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的鑒定對于理解蛋白質(zhì)的功能至關(guān)重要。常見的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)鑒定技術(shù)包括：

1.X射線晶體學

通過測定X射線通過蛋白質(zhì)晶體時的衍射模式，可以推導出蛋白質(zhì)的原子級別的結(jié)構(gòu)。這是目前最為常用且精確的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)鑒定方法。

2.核磁共振（NMR）

通過測定原子核在磁場中的共振信號，可以獲取到蛋白質(zhì)在溶液中的動態(tài)結(jié)構(gòu)信息。

3.冷凍電鏡（Cryo-EM）

通過在低溫下獲取蛋白質(zhì)復(fù)合物的電子微圖，并通過后續(xù)的圖像處理，可以重建出蛋白質(zhì)復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)。近年來，隨著冷凍電鏡技術(shù)的飛速發(fā)展，其在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用越來越廣泛。

高通量技術(shù)的發(fā)展讓我們有了越來越多的方法來鑒定蛋白質(zhì)的序列和結(jié)構(gòu)，不僅提高了我們的研究效率，也加深了我們對生命過程的理解。在未來，隨著科技的不斷進步，我們將有可能解析出更多、更復(fù)雜的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，揭示生命的更多奧秘。

圖1