蛋白质分子量测试是生物化学、分子生物学和生物制药领域的基础分析技术,用于验证蛋白表达、纯度、修饰状态及复合物组成。根据测试目的(单体/复合物?天然/变性?是否需高精度?),需选择合适的方法。下面介绍测试方法:
测试方法
1. SDS-PAGE(十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳)
原理:SDS 使蛋白带负电并线性化,迁移率仅与分子量相关;
操作:
样品 + SDS 上样缓冲液(含 β-巯基乙醇,还原二硫键);
与已知 MW 蛋白 Marker 对比;
优点:快速、低成本、直观;
局限:
糖基化/高度碱性蛋白迁移异常;
无法区分紧密 MW 差异(如 <5 kDa);
典型误差:膜蛋白、胶原蛋白等结构特殊蛋白偏差大。
适用:重组蛋白表达验证、Western blot 前处理。
2. 质谱法(MS)——精确方法
(1)MALDI-TOF MS(基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱)
适用:纯化蛋白(>90%),分子量 5–300 kDa;
精度:±0.01%(如 50 kDa 蛋白误差 <5 Da);
优势:快速、耐盐、高通量;
局限:混合样品需先分离。
(2)ESI-MS(电喷雾电离质谱)
适用:溶液直接进样,可联用 LC;
特点:
产生多电荷离子,可测 >100 kDa 蛋白;
Native ESI-MS:保留非共价相互作用,测复合物 MW;
精度:±0.001–0.01%。
关键应用:
验证基因序列正确性(实测 MW vs 理论 MW);
检测 PTM:
磷酸化(+80 Da)、
乙酰化(+42 Da)、
N-糖基化(+2–3 kDa,呈峰簇)。
3. 尺寸排阻色谱(SEC / Gel Filtration)
原理:大分子先流出,小分子后流出,通过标准曲线估算 MW;
优点:非破坏性,保持天然构象;
局限:
形状影响(纤维状蛋白偏大);
需标准蛋白校准(如 thyroglobulin 670 kDa, γ-globulin 158 kDa);
升级版:SEC-MALS(多角度光散射)→ 绝对分子量,无需标准品。
适用:抗体聚集检测(单体 vs 二聚体)、蛋白复合物分析。
4. 分析型超速离心(AUC)
原理:通过沉降速度/平衡,计算分子量与形状;
优点:
无需固定相或标记;
可测溶液中真实状态(包括弱相互作用);
缺点:耗时(数小时/样品)、设备昂贵;
地位:FDA 推荐用于生物药高级表征。
来源:网络