埃德曼测序的原理
埃德曼降解法测序（Edman degradation sequencing）诞生于二十世纪五十年代，是由瑞典化学家 Pehr Edman 提出并不断完善的一种经典蛋白质 N 端序列分析技术。该方法利用苯异硫氰酸酯（PITC）在弱碱性环境下与肽链 N 端 α-氨基发生选择性缩合，形成可溶于有机溶剂的苯硫代氨基甲酰（PTC）衍生物；随后在酸性条件下促使衍生肽的第一残基从肽链中环化并裂解生成可鉴定的双环衍生物（ATZ-氨基酸），经异构化和质谱或高效液相色谱分离即可确定该残基的化学身份。循环往复，研究者便可逐步“剥洋葱”式地读取多肽的线性序列。由于化学反应严格依赖游离 α-氨基，Edman 测序可在毫微摩尔量级的样品上实现单残基分辨率，回收率理论上可达 98 %/cycle。它尤其适用于定位成熟蛋白 N 端、验证翻译后修饰是否遮蔽起始残基、确认免疫印迹条带或 SDS-PAGE 纯化条带中的目标蛋白身份。当研究对象为 3 kDa—30 kDa 的纯化肽段或胶内蛋白，并且需要在不依赖数据库的情况下获取精确 N 端序列时，Edman 降解依旧是不可替代的“金标准”。
图1. 埃德曼测序流程
埃德曼测序的优势
Edman 降解原理的核心在于化学专一性与循环效率。苯异硫氰酸酯对游离氨基具有极高亲核反应活性，而对肽链侧链几乎无亲和力，从而保证了反应位点独一无二；PTC-肽在极性有机溶剂中的可溶性则避免了固液相交错带来的扩散壁垒；酸解生成的 ATZ-氨基酸因其双环结构具备稳定并可 UV 检测的共轭体系，使得每轮检测既快速又灵敏。通过样品的固相固定（PVDF 膜或玻璃纤维滤片）与全自动循环反应器相结合，现代仪器可在 1–2 h 内完成 10–15 个氨基酸残基的识别，极大提高了高通量验证需求的响应速度。对药物研究而言，Edman 测序经常被用来确认抗体轻链或重链的 N 端序列，以及重组蛋白药物在上游表达或下游精制过程中是否发生 N 端部分截短；在疾病机制研究中，炎症相关蛋白或信号肽的剪切位点可通过 Edman 精确定位，从而为靶向抑制剂设计提供直接坐标。
埃德曼测序的不足
然而，Edman 测序也存在固有局限。首先，样品必须具备游离且未被翻译后修饰（PTM）遮蔽的 N 端 α-氨基；乙酰化、甲酰化或环化（如吡咯啉）都会阻断 PITC 缩合反应，导致循环无法启动。其次，含有多硫键、酸不稳定修饰或罕见氨基酸（如赛果氨酸）时，酸解步骤可能引发副反应并降低读序正确率；羟脯氨酸等修饰残基缺乏稳定衍生体，也会增加鉴定难度。再次，由于每一循环存在约 1–2 % 的衍生和裂解损失，理论最大读长通常受限于 40–60 个残基，远低于质谱测序可同时解析上百残基肽段的能力；若样本是混合物或存在 N 端裂解微杂，Edman 更难在单次读取中解析多序列重叠信号。再者，操作仍需依赖昂贵试剂与专门的自动化仪器，其维护成本和单样本分析费用在中小规模实验中可能高于传统质谱。
百泰派克的解决办法
针对上述短板，百泰派克通过多策略整合为 Edman 测序注入现代化活力。首先，在样品准备端引入选择性脱保护和化学还原策略：通过 N-端脱乙酰化酶或羟胺处理可在温和条件下解屏蔽 α-氨基，并使用 DTT/TCEP 完整断开二硫键，从根源上提高循环起始效率；对环化起始残基，则采用酸或酶促开环后再衍生。其次，实验平台配备超微量激光切割系统与纳升级捕集柱，使从 SDS-PAGE 条带到固相固定的转移回收率提升 20 %以上，并显著降低背景噪声；对于难溶跨膜片段，团队使用疏水捕集剂与可逆表面活性剂相结合的方法，在维持蛋白完整性的同时兼顾衍生反应通量。再次，百泰派克在循环检测后端叠加高分辨 LC-MS 辅助验证：若衍生氨基酸 UV 峰分辨度不足，质谱将二次确认分子量与碎片指纹，最大限度避免残基误判。对于超出 50 残基的需求，公司提供“Edman-MS 组合策略”——先用 Edman 精确读取前端 10–15 个残基确定起始位点，再利用高能 CID/HCD 分段质谱对后续序列进行覆盖，使整体读长突破 100 残基。最后，在数据层面，内置的算法可自动校准循环效率衰减曲线、补偿异构氨基酸共洗脱信号，并输出置信度评分，方便研究者一键集成到 LIMS 或 CMC 文件中。
结语
综上所述，Edman 降解法测序作为最早实现自动化蛋白 N 端解析的化学技术，在现代蛋白质组学与生物制剂质控中仍占据不可替代地位。它以化学专一性高、循环效率稳定、对数据库零依赖等优势，为验证未知蛋白 N 端序列、定位截短/剪切及评估翻译后修饰遮蔽提供了独到捷径；同时，它也受限于起始氨基依赖、读长有限和反应条件苛刻等缺点。随着百泰派克将酶促脱保护、纳流捕集、质谱耦合及智能演算法多维度整合，新一代 Edman 流程已经能够在分析通量、准确性与读长上取得突破，为基础研究人员与生物制剂开发者提供更加灵活、可靠且经济的序列验证服务。借助这套升级方案，科研人员不仅能够在单条带、低纳摩尔水平迅速获得起始序列，还可对复杂融合蛋白或跨膜片段进行分段验证，进一步缩短研发周期、提高结构功能研究的纵深度。
如果您希望了解百泰派克的 Edman 测序方法，欢迎联系我们的技术团队，获取定制化报价。我们期待与您携手，加速每一次科研与药物开发的突破。
关于我们
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；
4.七大质量控制检测平台，满足您一站式服务需求；
5.服务3000+企业，10000+客户的选择；
6.致力于为您提供优质的生物质谱分析服务!