Введение
Метод секвенирования аминокислот в пептиде. Деградация Эдмана, разработанная Пером Эдманом, – это метод определения последовательности аминокислот в пептиде. В этом методе аминотерминальный остаток маркируется и отщепляется от пептида, не разрывая пептидные связи между другими аминокислотными остатками.
Edman degradation, developed by Pehr Edman, is a method of sequencing amino acids in a peptide. In this method, the amino terminal residue is labeled and cleaved from the peptide without disrupting the peptide bonds between other amino acid residues.
Механизм
Фенил-изотиоцианат реагирует с незаряженной N-терминальной аминогруппой в умеренно щелочных условиях с образованием циклического фенилтиокарбамоильного производного. Затем, в кислотных условиях, это производное терминальной аминокислоты расщепляется с образованием производного тиазолинона. Далее аминокислота тиазолинона селективно экстрагируется в органический растворитель и обрабатывается кислотой для образования более стабильного производного аминокислоты фенилтиогидантоина (PTH), который может быть идентифицирован с помощью хроматографии или электрофореза. Эта процедура может быть повторена для определения следующей аминокислоты. Основным недостатком данной методики является то, что пептиды, секвенируемые таким образом, не могут содержать более 50–60 остатков (а на практике – менее 30). Ограничение длины пептида связано с тем, что циклическая дериватизация не всегда протекает до конца. Проблему дериватизации можно решить, расщепляя большие пептиды на более мелкие перед проведением реакции. Современные приборы позволяют точно секвенировать до 30 аминокислот с эффективностью более 99% на каждую аминокислоту. Преимущество деградации Эдмана заключается в том, что для процесса секвенирования требуется всего 10–100 пикомолей пептида. Реакция деградации Эдмана была автоматизирована в 1967 году Эдманом и Беггсом для ускорения процесса, и к 1973 году по всему миру использовалось 100 автоматизированных устройств.
Ограничения
Поскольку деградация Эдмана протекает от N-конца белка, она не будет работать, если N-конец был химически модифицирован (например, ацетилированием или образованием пироглутаминовой кислоты). Секвенирование остановится, если встретится не-α-аминокислота (например, изоаспарагиновая кислота), поскольку не удается сформировать предпочтительное пятичленное циклическое промежуточное соединение. Деградация Эдмана, как правило, не позволяет определить положение дисульфидных связей. Для получения достоверных результатов также требуется количество пептида не менее 1 пикомоля.
Соединенный анализ
После 2D SDS PAGE белки могут быть перенесены на мембрану поливинилиденфторида (PVDF) для последующего анализа. Деградация по Эдману может быть проведена непосредственно с мембраны PVDF. Определение последовательности N-концевых аминокислотных остатков, дающее от пяти до десяти аминокислот, может быть достаточным для идентификации белка, представляющего интерес (POI).