图1。1膜蛋白和磷脂双分子模型

1。2  质谱技术在膜蛋白上的应用

传统的质谱技术侧重于对小分子化合物的理化性质分析，通过对化合物母离子和碎片离子分子量的测定可以推断出其结构。软离子化方式的出现极大推动了质谱技术在大分子结构功能分析上的发展。由于其表征生物异质性和动力学时间分辨率可下降至毫秒级 ，质谱技术成为分析膜蛋白结构功能，监测其与配体相互作用动态过程的有利武器。此外，液质联用技术通过制备、分离、检测气相离子来鉴定蛋白复合物，也成为蛋白质组学分析必不可少的重要工具。论文网

膜蛋白由于其脂溶性，一般是由表面活性剂胶束将其从天然膜环境中提取出来。通过ESI和MALDI等软离子化方式，被去污剂包裹的膜蛋白和其复合物可以完整的从水相转移到质谱气相真空，结合Time-of-Flight（TOF）质量分析器，其分子量可以被准确测量 。但是，表面活性剂和膜蛋白的竞争性离子化使得膜蛋白的信号受到抑制，其胶束分子量的不均一也给膜蛋白的后续分析带来困难。因此，寻找一种合适的去污剂替代品成为膜蛋白质谱研究的热点。

1。3  多肽类表面活性剂在稳定膜蛋白上的应用

多肽类表面活性剂是人工设计合成的一类两亲性试剂。根据其结构的不同可以分为两亲性α螺旋多肽表面活性剂（Amphipathic α-helical peptide）、脂型多肽去污剂（lipid-like peptides）、β桶状多肽去污剂（β-sheet peptides）。有文章介绍了关于离子自组装的肽，当有一价阳离子存在时会自组装为纳米纤维，这个纳米纤维在组装为能含99%以上的水的水凝胶，水凝胶的支架部分就是由既有亲水性又有疏水性的氨基酸组成的肽 。而这些肽在水溶液中往往会形成β桶状结构，呈现出亲水性和疏水性的两个面。自组装多肽支架已被证明为组织细胞附着提供基质。由于其两亲性结构，多肽类表面活性剂被应用于膜蛋白研究中，并显示出优异的性能。

传统的生物化学手段很难研究膜蛋白的性质，主要原因是很多跨膜疏水蛋白暴露在水环境中，这样会导致蛋白的聚集。合成的和天然的表面活性剂在很多情况下成功的溶解了从细胞环境里提取的膜蛋白，但他们不能总是保证膜蛋白的稳定性。化学表面活性剂会经常使膜蛋白改变性质或者破坏膜蛋白的晶体结构 ，这样就破坏了对其结构的分析。新型的多肽类表面活性剂对膜蛋白的稳定性和结晶有很大的作用，β型肽链与膜蛋白复合会增加膜蛋白的稳定性 ，当溶解在无洗涤剂缓冲液中时，由此得到的整体膜蛋白/β型肽链复合物会抗聚集并且当溶解在含低浓度洗涤剂的缓冲液时，在电子显微镜观察下复合物有稳定的单独的粒子出现，这使得在光谱下有灵活构象的高度动态的ATP结合盒转运蛋白（ATP-binding cassette transporter, ABC蛋白）观察很清楚。

1。4  BtuCD蛋白的结构与作用

       BtuCD是ABC蛋白家族中的一员，起运输维生素B12功能的单元BtuC和BtuD是由两个亚基组成，构成了晶体非对称单元。BtuCD转运蛋白具有分子和非晶体学二重旋转轴。有四个亚基组装起来的蛋白就像是盒子一样，作为跨膜转运亚基，这四个亚基紧密联系，互相影响使整个基团看起来像一个大分子。除了BtuC的第一个周质环组成的一个晶格联系，BtuC和BtuD上的非晶体学的相关的亚基在不同分辨率下表现出不同。组装后的复合体高90Å，宽60Å，厚30Å ，当从正面看时其整体形状就像是一个反转的门户。有一个大的充满水的穿过转运蛋白的平面的通道，这个通道在这个异四聚体的中间以及预测的膜表面以下，并暴露在细胞质中。结果使每个亚基仅仅接触它的两个直接相连的邻居，同时又与存留的斜对角位置的亚基没有交界面。