Edman测序法是一种较早投入使用的测定多肽一级结构或序列的方法。
20世纪中叶,人们已经知道蛋白质是由氨基酸组成的,但并不了解这些氨基酸是如何链接在一起的,是以相似残基的形式排列?还是随机混合在一起?又或者是其他组合方式?于是,科学家们设计了一系列的验证方法,很好地解决了这些疑惑:每个蛋白质都有其组成的氨基酸残基,它们以独特的顺序或序列线性排布。
Sanger团队通过表征一系列由母体分子裂解产生的小分子重叠肽,实现了对胰岛素序列的测定。通过确定每个肽的总氨基酸含量和氨基-(N-)端残基的身份,他们测定出了整个分子的序列(Sanger,1959)。
Pehr Edman(1950)通过Edman降解测序法,可以确定多肽或完整蛋白的延伸序列,被广泛应用于各类研究中,并沿用至今。该法采用了一系列化学反应来去除并鉴定在多肽链N端,即具有游离α-氨基的氨基酸残基。当序列中的下一个残基得以暴露,再进入同下一轮化学反应。重复该过程可揭示多肽的完整序列信息。
最初Edman测序法被定义为一种手动方法,后来通过使用一种叫做“测序仪(sequenator)”的仪器而成为部分自动化(Edman和Begg,1967)的方法。20世纪60年代末,美国贝克曼库尔特公司推出的“旋杯式(spinning cup)”测序仪使用了这种测序仪的设计。1971年,Laursen在该方法的基础上进行再优化,该设计采用相同的化学步骤,但通过将样品共价连接到固相载体上,能够最大程度地减少从溶液中提取反应产物的步骤中可能发生的损失,设计了第二版“自动化”“测序仪”。(Laursen,1971)。
这种“固相”测序方法可用于短肽序列测序,因为这些短肽在提取步骤中很容易丢失。直到气相(gas-phase)肽测序仪(Hewick等,1981)的出现,Edman降解测序法取得了显着的进步(称为“气相”,是因为某些试剂以蒸气形式出现)。首次商业化模型Applied Biosystems 470A,包含残基转化过程的自动化,也可以进行固相测序。后来的发展经历了通过高效液相色谱法自动(“在线”)鉴定苯硫基乙内酰脲氨基酸后,又开发了多个反应盒的方式,能够实现一个序列完成之后另一个序列可以紧随其后进行测序。
如今,手动测序已经不常见。自动化测序不仅节省了资源和时间,还将氧气、水、试剂和反应条件对测序的干扰降到最低,使得整个过程的效率得到了显着提高。另外,过程对样品的需求量也大大减少了。
编译:北京百泰派克生物科技有限公司
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