研究蛋白質的一級結構從確定組成蛋白質的單元結構棗胺基酸算起,已有150年的悠久歷史,直到1955年,Sanger首次闡明胰島素的胺基酸排列順序,為研究蛋白質的一級結構開闢了道路。這在分子生物學的發展進程中是一個重要突破。目前關於核酸的一級結構研究,由於Sanger等發明了加減法,可以得到了突飛猛進的發展。對此之下,關於蛋白質的一級結構研究進展不如核酸迅速。
但隨著Edman液相自動順序分析儀和固相順序分析儀以及氣相色譜質譜(GCMS)等方法的相繼出現。使結構分析的速度也顯著加快。至今已完成近千種蛋白質的一級結構分析。目前不僅樣品用量減少,而且工作人員也大大減少。當年Sanger分析胰島素用了整整十年的時間,今天運用自動化儀器,分析一個分子量在10萬左右的蛋白質只需要幾天,可見新技術的應用和發展對科學發展起的促進作用,蛋白質一級結構測定方法的綜述及專著文獻較多,這裡只扼要加以概述。
蛋白質分子的一級結構測定,概括起來包含多肽鏈的分離、降解、肽段的分離和順序分析以及-S-S-定位等。
一級結構的測定方法可概述如下:
多肽鏈的分離在測定一個蛋白質的結構以前,首先必須保證被測蛋白質的純度,使結果準確可靠。其次要了解它的分子量和亞基數,按照其亞基數將蛋白質分成幾個多肽鏈。
1)肽鏈的拆開
蛋白質分子多肽鏈的連接有共價結合和非共價結合兩種。要拆開以共價結合的-S-S-連接的多肽鏈,必須採用的化學處理方法常有:
①過甲酸氧化
用氧化劑過甲酸斷裂-S-S-。這個反應一般在0℃下進行2小時左右,兩個S就全部能轉變成磺酸基,這樣被氧化的半胱氨酸稱為磺基丙氨酸。
如果蛋白質分子中同時存在半胱胺酸,那麼也會被氧化成磺基丙氨酸。此外甲硫氨酸和色氨酸也可被氧化,從而增加分析的複雜性。