液相色谱-质谱联用 (LC-MS) 组蛋白修饰检测

液相色谱-质谱联用 (LC-MS) 是一种强大的技术，经常用于检测和定量生物大分子，特别是蛋白质和其他生物分子的修饰。组蛋白修饰是一种重要的表观遗传现象，涉及到组蛋白的氨基酸残基（如赖氨酸和精氨酸）上的化学修饰。这些修饰可能包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化和其他多种修饰。

图1.组蛋白翻译后修饰鉴定研究路线

使用LC-MS进行组蛋白修饰检测的一般步骤

• 样品制备：从生物样品中提取组蛋白，然后进行水解，得到组蛋白肽段。
• 肽段富集：对于某些特定的修饰（例如磷酸化），可能需要使用特定的亲和层析技术（例如IMAC或TiO2柱）来富集被修饰的肽段。
• 液相色谱分离：使用液相色谱（LC）将肽段分离。通常，逆相高效液相色谱 (RP-HPLC) 是首选的方法。
• 质谱分析：分离的肽段进入质谱仪进行电离和检测。离子通常通过碰撞诱导解离 (CID) 或其他碎片化技术得到肽段的碎片。
• 数据分析：使用专门的软件分析质谱数据，以确定肽段的序列以及存在的修饰。例如，磷酸化会增加80道尔顿的质量，而乙酰化会增加42道尔顿。
• 定量分析：通过比较不同样品中修饰肽段的相对丰度，可以进行定量分析，了解修饰的动态变化。

LC-MS在组蛋白修饰研究中的应用:

• 鉴定组蛋白修饰位点: 通过LC-MS，研究人员可以鉴定蛋白质序列中特定的修饰位点，从而了解这些修饰是如何影响基因表达的。
• 定量分析组蛋白修饰: 除了鉴定修饰位点，LC-MS还允许研究人员定量分析不同修饰的丰度。这可以帮助了解在某些生理或病理条件下哪些修饰增加或减少。
• 多重修饰的分析: 很多时候，一个组蛋白可能同时存在多种修饰。LC-MS有能力区分和鉴定这些复杂的修饰模式。

随着技术的进步，LC-MS在灵敏度、分辨率和速度上都有了显著的提高。此外，新的前处理和富集技术也在不断发展，使得低丰度的修饰更容易被检测。最后，随着大数据分析方法的发展，处理和解释LC-MS数据的软件工具也在不断进步。