自上而下蛋白质组学(Top-Down Proteomics, TDP)是一种直接分析完整蛋白质(intact proteins)的质谱技术路线。
与传统的自下而上蛋白质组学(Bottom-Up Proteomics, BUP)不同,TDP 不需要先将蛋白质酶解成肽段,而是对完整的蛋白质进行离子化、分离和碎裂,从而在单个分子水平解析蛋白的序列、翻译后修饰(PTMs)以及异构体。
“自上而下质谱(Top-down MS)” 这一术语最早由 Fred W. McLafferty 及其同事于 1999 年提出。[10.1021/ja973655h] 早期的自上而下质谱研究通常采用靶向分析策略,主要集中于离线纯化的单一蛋白质或简单的蛋白混合物。这是因为完整蛋白质分析本身存在固有的技术局限性,难以在复杂体系中实现高通量检测。
主要技术流程
蛋白质提取与纯化
高分辨液相色谱(LC)分离
- Dynamic range problem in TDP
- Protein separation in TDP
质谱检测(MS & MS/MS)
数据分析 Data analysis in TDP
- 将实验数据与蛋白数据库比对,确定蛋白的序列、修饰类型、剪切形式等。
发展方向
- 更深度。覆盖全蛋白质组序列:Deep TDP;解析所有翻译后修饰:TDP for PTMs
- 更灵敏。微量样品的分析,乃至单细胞分析:Single cell TDP
- 更快速。高通量蛋白质组学:High-throughput TDP
- 蛋白质时间信息/动态变化。Quantitative TDP
- 蛋白质空间信息。Spatial TDP
- 蛋白质相互作用。Interaction TDP
- 蛋白质功能。Functional TDP