طیف سنج جرمی و کاربرد آن در پروتئومیکس

طیف سنج جرمی دستگاهی است که از نمونه مورد نظر یون ایجاد کرده و سپس یون های ایجاد شده را بر اساس نسبت جرم به بار در فاز گازی از هم جدا می کند. منشاء تکنیک طیف سنج جرمی به مطالعات جی جی تامپسون و دانشجویش اف دبلیو آستون در قرن گذشته بر می گردد. امروزه طیف سنجی جرمی یک روش بسیار حساس برای بررسی ساختاری بیومولکول ها است. در حال حاضر هر طیف سنج جرمی شامل: یک منبع یونی جهت ایجاد یون ها از نمونه، یک یا چند آنالیزور جرمی جهت جدا سازی یون ها براساس نسبت جرم به بار، یک آشکارساز جهت ثبت تعداد یون های خارج شده از آخرین آنالیزور و یک کامپیوتر جهت پردازش داده ها و ایجاد طیف و کنترل دستگاه از طریق مکانیزم باز خورد (فیدبک؛ کامپیوتر با توجه به عملکرد هر کدام از اجزاء به کنترل و تنظیم هر جزء می پردازد). در واقع طیف سنجی جرمی پپتیدها و پروتئین ها متکی بر تکنیک های یونیزاسیون ملایم است که یون های سالم گازی از مولکول های زیستی ایجاد می کنند. دو تکنیک یونیزاسیون ملایم الکترواسپری (ESI) و Matrix-assisted laser desorption ionisation(MALDI) به طور گسترده برای بررسی پروتئین ها استفاده می شوند. دو روش اصلی برای شناسایی پروتئین ها به استفاده از طیف سنج جرمی وجود دارد. روش کلاسیک پروتئومیکس شامل جداسازی مخلوط پروتئینی بوسیله ژل الکتروفورز دو بعدی (2DE) و سپس هضم پروتئین در ژل و انگشت نگاری جرم پپتیدی (Peptide Mass Fingerprinting،PMF) بوسیله طیف سنج MALDI-TOF است. در این روش پروتئین ها بوسیله مقایسه فهرست جرم پپتیدهای حاصله با فهرست جرم پپتیدهای حاصل از هضم تئوریکی پروتئین های موجود در بانک های اطلاعاتی شناسایی می شوند. روش دیگر شامل انجام طیف سنجی جرمی متوالی (MS-MS) و بدست آوردن توالی کوتاه آمینواسیدی (توالی نشانمند) و جستجو در بانک های اطلاعاتی با استفاده ازاین توالی کوتاه است. طیف سنج جرمی را همچنین می توان برای تعیین نوع و محل تغییرات پس از ترجمه بر روی یک پروتئین خالص بکار برد.