MALDI 质谱法测定小鼠组织提取物蛋白酶特异性: 操作 PH 值导致特异性改变

蛋白酶通过裂解蛋白质调节生理过程, 并且在特定时间和地点启动蛋白酶活性的调控¹。因此, 确定局部调节组织的表达和活性是很重要的, 并开发一种新的检测蛋白酶的方法。本研究提出的方法旨在鉴别蛋白酶的特异性, 同时检测蛋白酶。

有几种检测蛋白酶特异性的方法。azocasein 方法在检测蛋白酶²中是众所周知的, 但在获取进一步信息的能力方面是有限的。酶谱法是另一种综合的蛋白酶检测方法, 可用于测定蛋白酶的分子^量3, 但它不能用于检查基底特异性。蛋白酶特异性可以通过光谱分析, 使用 nitroanilide⁴的基质, 和荧光化验, 使用香豆素基底⁵或荧光共振能量转移 (烦恼) 化验⁶。这些方法使单个井中所含基底的单特异性检测得以实现。本研究在不同条件下考察组织提取物的蛋白酶特异性, 因为这些萃取物含有多种蛋白酶。蛋白酶活性受多种因素的制约, 包括 pH 值、辅、假体组和离子强度。近年来, 蛋白质组学方法已被用于鉴定蛋白酶特异性;例如, 由 Biniossek et al报告的方法。⁷使用蛋白质组来确定基材的特异性, 即使是在粗提取物中, 也可以精确地测定识别多个氨基酸序列⁸的蛋白酶的裂解活性。但是, 这种方法不适合对大量样品进行分析。相比之下, 我们的方法可以同时处理多个样本, 利用基质辅助激光解吸/电离飞行时间 (MALDI) 质谱进行样品分析, 便于快速、简便地检测出基质。

本文概述了用 MALDI 质谱法测定蛋白酶特异性的方法, 以测量独特基质的分子量。在图 1和表 1中显示了被切割基底的分子形式以及它们的理论分子权重。以前的研究使用了含有 polyglycine 间隔和生物素⁹的基质;然而, 这些基质是有缺陷的, 因为 polyglycine 序列可能会由识别甘氨酸序列的酶所切割。此外, 亲和和生物素之间的高度亲和性可能导致回收率低。为了改善这些缺点, 我们在本研究中合成了一种独特的基质, 它由聚乙二醇 (PEG)、iminobiotin 和氨基酸组成, 它可以识别出裂解部位 (图 1)。为了区分相似分子量的氨基酸, 在 PEG 间隔与氨基酸在劈裂部位添加 d-丝氨酸。

该基板的 N 端被标记为 iminobiotin, 这使得从粗样品中进行亲和纯化。使用 iminobiotin 而不是生物素是至关重要的;生物素与亲和有很强的亲和性, 这导致亲和树脂的生物素标记基质的回收率较低, 而 iminobiotin 对亲和的亲和性可以通过 pH 值来改变。在 ph 值为9的条件下, Iminobiotin 标记的基板将绑定到亲和, 而亲和在 4 ph 值以下的条件下释放 Iminobiotin 标记的基底。因此, iminobiotin 用于亲和纯化¹⁰。总之, 我们描述了一个详细的协议, 以检测蛋白酶特异性使用独特的基质。