Edman降解（Edman Degradation）是一种经典的蛋白质N端测序方法，广泛用于蛋白质一级结构解析。尽管近年来质谱技术在蛋白质组学中占据主导地位，但Edman降解仍然在精确测定N端氨基酸序列方面具有独特优势。本文将介绍Edman降解的基本原理、实验方法，并探讨其优化策略。

一、Edman降解的核心原理

Edman降解由瑞典科学家Pehr Edman于1950年提出，其核心原理是利用异硫氰酸苯酯（Phenyl isothiocyanate, PITC）选择性地从多肽N端切割单个氨基酸，并以稳定的PTH-氨基酸衍生物（Phenylthiohydantoin-amino acid）形式进行鉴定。该过程包括以下步骤：

• N端标记：PITC与多肽链N端的游离氨基发生反应，形成苯硫脲衍生物。
• 环化裂解：在酸性条件下，N端氨基酸从肽链中被选择性切割，形成环化的PTH-氨基酸，同时原肽链减少一个氨基酸。
• PTH-氨基酸分析：通过高效液相色谱（HPLC）或其他分析方法，确定PTH-氨基酸的种类，进而推测原蛋白质的N端氨基酸序列。
• 循环重复：上述步骤可以循环进行，每次切割并分析一个氨基酸，最终推导出蛋白质的N端序列。

Edman降解的优势在于其高度专一性，能够精准测定短肽的N端序列，并且无需大量样品。但其缺点也较为明显，包括：

• 仅适用于N端未封闭的蛋白质（如N端乙酰化或甲基化的蛋白质无法测序）。
• 一般适用于50个氨基酸以内的短肽，超过此长度后，因循环效率降低而导致信号衰减。
• 需高纯度的单一蛋白质样品，无法直接用于复杂混合物分析。

二、方法与实验流程

早期Edman降解依赖手动操作，耗时且通量低。现代蛋白质测序仪通过自动化控制反应条件（如温度、试剂添加时序）和在线检测系统，显著提升了测序效率与重复性。传统HPLC依赖PTH-氨基酸的保留时间进行定性，而质谱联用技术通过精确分子量测定进一步提高了鉴定准确性，尤其适用于修饰氨基酸的识别。Edman降解的实验流程主要包括样品准备、化学反应和产物检测几个关键环节：

1、样品制备

目标蛋白需为纯化后的单一蛋白，避免蛋白质混杂影响测序结果。样品通常需固定在固相支持物（如PVDF膜或玻璃纤维膜）上，以提高反应效率。多肽链长度通常限制在30-50个氨基酸以内，避免循环次数过多导致信号衰减。

2、化学反应

在碱性条件下，PITC与蛋白质N端的氨基反应。通过酸水解将已标记的氨基酸从多肽链中切割下来。生成的PTH-氨基酸经有机溶剂萃取后，进行分析。

3、产物检测与序列解析

HPLC是最常用的PTH-氨基酸检测方法，具有高分辨率和高灵敏度。通过标准品对照，依次解析出N端氨基酸序列。

三、影响Edman降解效果的关键因素

1、样品纯度与均一性

→ 杂质或多种肽混合将造成序列重叠，降低可读性。

2、N端封闭或修饰问题

→ 如乙酰化、甲酰化等N端修饰将阻碍PITC结合。解决方案包括：

• 使用酶/化学试剂去修饰
• 配合质谱预判修饰类型

3、膜固定效率与回收率

→ 样品需牢固固定在反应支持物上（如PVDF膜），避免在反应过程中损失。

4、反应副产物与背景干扰

→ 控制pH、温度和反应时间，减少PTH-AA降解或环化失败。

四、Edman测序优化策略：从“能测”到“测得准”

在百泰派克生物科技，我们通过以下策略大幅提升Edman测序成功率与可读性：

1、多通道并行样品处理：减少人为误差，提升通量

2、高灵敏度HPLC检测系统：支持低纳摩尔级别PTH-AA定性

3、N端修饰去除方案定制：结合酶法与化学法，还原真实N端

4、质谱辅助比对：将Edman结果与高分辨质谱测序拼接，确保一致性

5、可追溯SOP体系：符合药物研发GMP或GLP标准要求，可直接用于注册申报

五、应用场景：为什么你还需要Edman降解？

Edman降解虽不再“高通量”，却在以下场景中价值凸显：

Edman降解在重组蛋白质控（如验证表达产物N端序列）、疾病标志物发现（如鉴定异常截短肽）及古蛋白质组学（如化石中降解肽段分析）中具有不可替代性。尽管质谱技术已成为高通量测序的主流，Edman降解凭借其直接解析N端修饰（如焦谷氨酸化）的能力，仍在特定研究场景中保持独特优势。百泰派克生物科技作为专业的生物质谱多组学优质服务商，可为客户提供基于Edman降解的蛋白N端序列分析服务。

百泰派克生物科技特色项目

一、蛋白测序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos质谱仪及岛津公司埃德曼降解测序系统对蛋白质序列进行分析，提供基于质谱的蛋白测序分析服务，包括对蛋白质的氨基酸组成分析，N端测序，C端测序和全序列分析，以及基于埃德曼降解的蛋白质N端序列分析服务。对于未知理论序列的蛋白质，提供基于从头测序法的蛋白质从头测序服务，对蛋白序列进行分析。

※服务优势：

1.采用目前世界上先进的质谱仪器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可实现对所测定靶蛋白序列 100% 的覆盖;

3.可测定蛋白N端多达 70个氨基酸序列;

4.可测定多种形式的样品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白条带;

5.样品用量低: 蛋白样品仅需 5-10ug，即可完成检测;

6.测序不受N端封闭，PEC和和糖基化等N端修饰的影响。

二、蛋白质组学

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos质谱平台结合Nano-LC，提供定量蛋白质组学、靶向蛋白质组学、多肽组学、翻译后修饰蛋白组学等多种蛋白质组学分析服务。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白质组学服务，助力微量样本蛋白组学、大样本群医学及高通量修饰组学等研究工作。

※服务优势：

1 .高通量定量蛋白分析:多对照组大规模实验分析，发现新的生物标记物;

2.体内体外多种蛋白质标记方法，适用于分析组织、细胞、血液等多种样品;

3.质谱分析灵敏度高，实验结果重复度高;

4.可检测较低丰度蛋白，线性范围广;

5.专业生物信息学分析，分析更系统准确。

三、单细胞质谱流式技术分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm质谱流式系统进行单细胞质谱流式技术分析，采用金属元素标记物（通常是金属元素标记的特异抗体）标记细胞表面和内部的分子，然后用流式细胞原理分离单个细胞，再用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析单个细胞的原子质量谱，最后将原子质量谱数据转换为细胞表面和内部的信号分子表达量。

※服务优势：

1.技术先进，填补技术空白

采用金属标记抗体技术，避免了传统流式荧光通道少且易相互影响的问题。可在单细胞层面上对多种指标同时进行表征，百泰派克生物科技可做到同时检测51个目标蛋白。

2.分析数量大，成本较低

单细胞RNAseq受成本等因素限制，所有样本细胞汇总的分析数目一般在2x10^4个左右，而流式质谱技术一次（单样本）就可分析至少10^5的细胞，实现了数量级的提高，且成本不高于单细胞RNAseq。

3.应用前景大

①流式质谱结果可以给出细胞亚群的变化，在临床诊断、疾病机制研究等方面具有极大的研究前景；

②将金属标签技术与其他技术结合会有新应用方向。除常规蛋白外，质谱流式细胞技术还可用于蛋白翻译后修饰；

③可检测细胞存活率、细胞大小、mRNA转录子表达量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现

百泰派克生物科技的基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现一站式解决方案包括我们专有的、高度敏感的免疫肽富集和鉴定方案。我们能够帮助您实现10,000个以上I型多肽和10,000个以上II型多肽的鉴定和识别。通过我们优化的高通量免疫多肽组学分析平台进行免疫肽组学分析，可从最小的样品材料中进行可重复的识别和定量。该服务可以应用于大规模的研究，旨在助力科研工作者寻找癌症、免疫疾病及传染病的解决方案，深入挖掘未知的靶标。

五、生物药物表征

百泰派克基于高分辨率质谱技术，MALDI TOF，高效色谱分离技术，提供一系列完善的生物药物分析方案，从蛋白质、多肽、抗体、疫苗等生物制品的氨基酸组成和一级结构分析，到产品变异性和纯度分析。旨在提供优质生物药物分析服务，帮助生物医药生产商提高生物药物品质。

百泰派克生物科技七大检测平台

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物质谱多组学优质服务商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于为生物/制药和医疗器械行业提供质量控制检测和项目验证等专业服务。公司实验室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法规和指导原则，通过CNAS/ISO9001双重质量体系认证，建立了完备的质量体系，数据冷热/异地备份，设备定期计量/期间核查，软件审计追踪，为客户提供一体化解决方案和技术服务，支持新药研发、药物申报注册和生产放行。

1.公司采用ISO9001质量控制体系，专业提供以质谱为基础的CRO检测分析服务；

2.获国家CNAS实验室认可，为客户提供符合全球药政法规的药物质量研究服务；

3.业务范围覆盖蛋白质组学、多肽组学、代谢组学、生物药物表征、单细胞分析、单细胞质谱流式、生信云分析以及多组学生物质谱整合分析等；

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