血浆蛋白质组学的研究进展

血浆蛋白质组学是研究血浆蛋白质的功能和变化的一门科学。血浆中蕴藏着生命机体的所有信息,因此只有彻底了解血浆中存在哪些蛋白质,才能知道如何利用血浆来预测人体对疾病的易感性并监控疾病的进程,以期达到对疾病进行早诊断早治疗。由于血浆蛋白质组动态范围大,给研究带来了很大的困难。尤其是高丰度蛋白质的存在影响了低丰度蛋白质的检测率。而低丰度蛋白质都是有意义的具有临床诊断价值的蛋白质。因此去除高丰度蛋白质的干扰成了血浆蛋白质组学研究的关键。近年来,血浆蛋白质组学相关研究技术也得到了长足进展,为深入研究血浆蛋白质做出了重要贡献。血浆蛋白质组学作为一种无创性的研究方法,值得我们去探讨。本文就血浆蛋白质组学研究进展情况做一简要综述。     

癌症差异蛋白质组学研究中样品分离和鉴定分析技术

随着人类基因组测序的完成,癌症研究的重点从基因组学转移到蛋白质组学研究中。癌症研究中的差异蛋白质组学技术也飞速发展,包括癌症样品制备、分离,蛋白质鉴定分析、蛋白质组定量研究和翻译后修饰研究等。这些技术极大地推动了与癌症相关的差异蛋白质组学研究,使蛋白质组学在癌症早期诊断、治疗,监测以及发现新药物治疗靶标方面发挥更大的作用。本文主要综述了近年来癌症差异蛋白质组学研究中样品分离和鉴定分析技术。     

蛋白质组学中的分离检测技术

10多年来,随着基因组学研究取得的巨大成就,蛋白质组学的研究也得到了突飞猛进的发展,并产生了许多先进的分离检测技术,包括与电泳相关的和非电泳的技术。本就蛋白质组学中的分离检测技术,如双向电泳、差异凝胶电泳、毛细管电泳、液相色谱质谱联用、蛋白质芯片等作一综述。     

细胞质膜蛋白质组学

随着基于质谱的大规模蛋白质鉴定技术的建立,蛋白质组学得到迅速发展。同时由于质膜在细胞生命活动中的重要作用,质膜蛋白质组学逐渐兴起,并发展成为蛋白质组学研究中的重要组成部分。但由于膜蛋白尤其是内在膜蛋白的强疏水性、低丰度,造成蛋白质提取、分离和鉴定相对困难,使质膜蛋白质组成为蛋白质组研究中的一个技术难点。     

中国蛋白质组学研究进展——以人类肝脏蛋白质组计划和蛋白质组学技术发展为主题

蛋白质组学是对细胞或生物体全部蛋白质的系统鉴定、定量并阐释其生物学功能的学科.自21世纪初期开始,随着高精度、高灵敏度和快速扫描质谱仪的出现和快速发展以及微量蛋白质组样品高效分离技术的进步,蛋白质组学获得了快速发展,并在生理过程与病理机制研究等几乎所有生命科学研究领域得到了广泛的应用.过去10年,中国蛋白质组学研究在政府的支持和广大蛋白质组学研究人员的努力下呈现出腾飞式的发展态势.本文综述了人类肝脏蛋白质组计划和2010~2013年中国蛋白质组学技术的发展.     

蛋白质组学技术及其在心血管疾病研究中的应用

蛋白质组学是旨在研究蛋白质表达谱和蛋白质与蛋白质之间相互作用的新的领域。蛋白质组学的研究必须依赖高通量、自动化程度很高的技术。双向电泳、液相色谱和生物质谱技术的发展推动了蛋白质组学的研究。蛋白质组学为疾病发病机制的研究提供了新的思路和方法 ,本文重点介绍了蛋白质组学技术在心血管疾病研究中的应用     

蛋白质组学相关概念与技术及其研究进展

随着后基因组时代的到来,蛋白质组学得到了空前的发展。包括蛋白质组、蛋白质组学、功能蛋白质组学和结构基因组学等新的概念和学科不断涌现,并相应改进和发燕尾服了许多新的技术和研究手段,如双向凝胶电泳、生物质谱、生物传感芯片质谱、蛋白质芯片、和生物信息学等。     

果蝇蛋白质组学研究进展

蛋白质组学旨在阐明基因组所表达的真正执行生命活动的全部蛋白质的表达规律和生物功能。随着人类基因组学计划的逐渐成熟,分子水平的实验技术不断发展,蛋白质组学的研究被提高到了前所未有的高度。果蝇是生命科学领域最为常用的一种模式生物,长期的系统研究也使果蝇的基因组成为至今注释最好的基因组之一,为功能基因组研究奠定了基础。但由于技术的限制,迄今有关果蝇蛋白质组学研究的报道尚不多见。近年来果蝇蛋白质组学的研究主要包括表达谱、修饰谱、比较蛋白质组学和疾病模型蛋白质组等四个方向,为进一步开展人类疾病临床蛋白质组学研究奠定了基础。     

免疫蛋白质组学及疫苗靶位筛选

蛋白质组学自建立起即向生命科学的其他研究领域渗透,形成了多样的交叉学科。免疫蛋白质组学即由蛋白质组学与蛋白质免疫印迹技术相结合而产生的一个新研究方向,在免疫原性蛋白质研究及疫苗靶位筛选中展示出广泛的应用前景。该文就免疫蛋白质组学的形成、主要研究技术体系及其进展、在免疫原性蛋白质鉴定、新型高效候选疫苗靶位发现等方面进行概述。     

植物蛋白质组学研究进展Ⅰ. 蛋白质组关键技术

随着模式植物拟南芥和水稻基因组测序相继完成, 使植物基因组学研究成功迈入到功能基因组学研究的时代。这为蛋白质组学产生及其发展奠定了坚实的基础。文章重点介绍了蛋白质组学的概念、产生背景和蛋白质组学的关键技术。蛋白质组学的关键技术包括双向电泳、高效液相色谱、蛋白芯片、质谱技术、蛋白质组学的相关数据库、定量蛋白组技术、蛋白复合体标签亲和纯化技术和酵母双杂交系统。同时对当前蛋白质组技术面临的挑战和发展前景进行了讨论。     

Toward a better analysis of secreted proteins: the example of the myeloid cells secretome

The analysis of secreted proteins represents a challenge for current proteomics techniques. Proteins are usually secreted at low concentrations in the culture media, which makes their recovery difficult. In addition, culture media are rich in salts and other compounds interfering with most proteomics techniques, which makes selective precipitation of proteins almost mandatory for a correct subsequent proteomics analysis. Last but not least, the non-secreted proteins liberated in the culture medium upon lysis of a few dead cells heavily contaminate the so-called secreted proteins preparations. Several techniques have been used in the past for concentration of proteins secreted in culture media. These techniques present several drawbacks, such as coprecipitation of salts or poor yields at low protein concentrations. Improved techniques based on carrier-assisted TCA precipitation are described and discussed in this report. These techniques have been used to analyze the secretome of myeloid cells (macrophages, dendritic cells) and enabled to analyze proteins secreted at concentrations close to 1 ng/mL, thereby allowing the detection of some of the cytokines (TNF, IL-12) secreted by the myeloid cells upon activation by bacterial products.     

差异蛋白质组学的研究进展

差异蛋白质组是蛋白质组学研究的一个主要内容,其核心在于寻找某种特定臣寸素引起样本之间蛋白质组的差异,揭示并验证蛋白质组在生理或病理过程中的变化。进一步对蛋白质组差异信息分析后,理论上可以推断造成这种变化的原因。因此,对于临床上肿瘤预诊、药物靶标寻找、细胞调控分子的鉴别等有着极大的实际意义。差异蛋白质组研究要求可靠性和可重复性。因此,对于样本处理要求较高,激光微切割技术和高丰度蛋白去除技术的应用优化了样本处理方法。目前差异蛋白质组的主要研究方法仍是2-DE分离和MS鉴定联合应用,基于2-DE的2-DDIGE方法弥补了2-DE的弱点,更适用于差异蛋白质组研究。除2-DE技术外的其他几种技术手段,如多维液相色谱分离技术、ICAT技术、蛋白芯片技术等差异蛋白质组学研究技术可以作为2-DE技术的补充,甚至或替代技术。     

蛋白质相互作用研究的新技术与新方法

目前,蛋白质相互作用已成为蛋白质组学研究的热点. 新方法的建立及对已有技术的改进标志着蛋白质相互作用研究的不断发展和完善．在技术改进方面,本文介绍了弥补酵母双杂交的蛋白定位受限等缺陷的细菌双杂交系统;根据目标蛋白特性设计和修饰TAP标签来满足复合体研究要求的串联亲和纯化技术,以及在双分子荧光互补基础上发展的动态检测多个蛋白质间瞬时、弱相互作用的多分子荧光互补技术．还综述了近两年建立的新方法：与免疫共沉淀相比,寡沉淀技术直接研究具有活性的蛋白质复合体;减量式定量免疫沉淀方法排除了蛋白质复合体中非特异性相互作用的干扰;原位操作的多表位－配基绘图法避免了样品间差异的影响,以及利用多点吸附和交联加固研究弱蛋白质相互作用的固相蛋白质组学方法.     

膜转运蛋白的功能性超表达和纯化

膜转运蛋白结构和功能的研究是功能膜蛋白质组研究中的一个重要内容,而大量蛋白质的分离纯化是进行蛋白质的结构和功能研究的基础.目前,结构和功能膜蛋白质组学相关研究的瓶颈,在于不能有效地超量表达和纯化具有生物活性的膜转运蛋白.影响膜转运蛋白超量表达和纯化的关键因素,包括目标蛋白的拓扑学结构分析和去垢剂的选择.进行膜转运蛋白拓扑学结构的分析,对于构建用于活体表达的重组膜转运蛋白具有指导意义.去垢剂能够稳定去膜状态的膜蛋白,在膜转运蛋白的离体表达和亲和纯化以及包涵体的处理过程中具有重要的作用.本文就目前功能膜蛋白质组学研究中所涉及的有关膜转运蛋白功能性超表达和分离纯化策略及关键技术作一简述.     

Proteomics: current techniques and potential applications to lung disease

Proteomics aims to study the whole protein content of a biological sample in one set of experiments. Such an approach has the potential value to acquire an understanding of the complex responses of an organism to a stimulus. The large vascular and air space surface area of the lung expose it to a multitude of stimuli that can trigger a variety of responses by many different cell types. This complexity makes the lung a promising, but also challenging, target for proteomics. Important steps made in the last decade have increased the potential value of the results of proteomics studies for the clinical scientist. Advances in protein separation and staining techniques have improved protein identification to include the least abundant proteins. The evolution in mass spectrometry has led to the identification of a large part of the proteins of interest rather than just describing changes in patterns of protein spots. Protein profiling techniques allow the rapid comparison of complex samples and the direct investigation of tissue specimens. In addition, proteomics has been complemented by the analysis of posttranslational modifications and techniques for the quantitative comparison of different proteomes. These methodologies have made the application of proteomics on the study of specific diseases or biological processes under clinically relevant conditions possible. The quantity of data that is acquired with these new techniques places new challenges on data processing and analysis. This article provides a brief review of the most promising proteomics methods and some of their applications to pulmonary research.     

蛋白质组学在结核分枝杆菌研究中的应用

蛋白质组学是在基因组学基础上发展起来的新兴学科, 其基本技术包括样品制备、蛋白质分离和蛋白质鉴定分析, 其中的核心技术是双向凝胶电泳技术(2-Dimensional Electrophoresis, 2-DE)和质谱技术(Mass Spectrometry, MS)。近年来, 蛋白质组学技术已应用于结核分枝杆菌的研究领域。应用蛋白质组学技术分离、鉴定、检测结核分枝杆菌致病株的全菌蛋白及分泌蛋白, 分析其蛋白组成, 可深入解析结核分枝杆菌的致病机理和耐药机制。通过对结核分枝杆菌致病株抗原的分析, 为研制预防结核病的新型疫苗拓展了空间。通过对结核分枝杆菌临床分离株的蛋白组成分析还发现了一些有意义的结核病早期诊断标志物。蛋白质组学技术还应用于寻找新的药物靶标, 在研制和筛选新的抗结核药物等方面展示了一些有价值的研究成果, 为更好地开展结核病的预防、早期诊断及治疗打下了基础。     

High-abundant protein depletion strategies applied on dog cerebrospinal fluid and evaluated by high-resolution mass spectrometry

As the number of fully sequenced animal genomes and the performance of advanced mass spectrometry-based proteomics techniques are continuously improving, there is now a great opportunity to increase the knowledge of various animal proteomes. This research area is further stimulated by a growing interest from veterinary medicine and the pharmaceutical industry. Cerebrospinal fluid (CSF) is a good source for better understanding of diseases related to the central nervous system, both in humans and other animals.In this study, four high-abundant protein depletion columns, developed for human or rat serum, were evaluated for dog CSF. For the analysis, a shotgun proteomics approach, based on nanoLC-LTQ Orbitrap MS/MS, was applied. All the selected approaches were shown to deplete dog CSF with different success. It was demonstrated that the columns significantly improved the coverage of the detected dog CSF proteome. An antibody-based column showed the best performance, in terms of efficiency, repeatability and the number of proteins detected in the sample. In total 983 proteins were detected. Of those, 801 proteins were stated as uncharacterized in the UniProt database. To the best of our knowledge, this is the so far largest number of proteins reported for dog CSF in one single study.     

邻位连接技术：一种新的高灵敏度蛋白质检测技术

蛋白质组学(proteomics)诞生以来,高效准确的蛋白质检测技术受到越来越多的关注.最近 ,一种高灵敏度的蛋白质检测技术,邻位连接技术(proximity ligation assay, PLA)被建 立.该技术采用核酸适体(aptamer)或单/多克隆抗体 核酸复合物作为邻位连接探针(proximity probes).当一对邻位探针同时识别同一个目标蛋白分子时,它们将在空间位置上相互临近,通过连接反应形成一段可扩增的DNA标签序列,该标签序列能够反映待测蛋白的种类及浓度.该技术将对蛋白质的检测转变为对DNA核酸序列的检测,实现了特殊蛋白质的检测,定量及定位.文章从该方法的产生背景,发展过程,原理以及探针制备等方面对该方法进行了系统的介绍,列举了该方法的几种重要应用,并对该方法在蛋白质组学研究领域的应用前景进行了展望.     

利用碱性磷酸酶初步判定二维电泳中蛋白质磷酸化修饰

磷酸化是蛋白质最重要的翻译后修饰形式之一.以二维电泳为基础的蛋白质组学是发现蛋白磷酸化状态改变的有效途径. 本文介绍了在用于二维电泳的蛋白样品制备过程中,利用小牛肠碱性磷酸酶成功去除蛋白质上磷酸基团的过程. 该技术将去磷酸化作用和蛋白质组学手段联系在一起,为蛋白质磷酸化修饰的初步判定提供了简便、经济、切实可行的方法.     

Structural proteomics by NMR spectroscopy

Structural proteomics is one of the powerful research areas in the postgenomic era, elucidating structure-function relationships of uncharacterized gene products based on the 3D protein structure. It proposes biochemical and cellular functions of unannotated proteins and thereby identifies potential drug design and protein engineering targets. Recently, a number of pioneering groups in structural proteomics research have achieved proof of structural proteomic theory by predicting the 3D structures of hypothetical proteins that successfully identified the biological functions of those proteins. The pioneering groups made use of a number of techniques, including NMR spectroscopy, which has been applied successfully to structural proteomics studies over the past 10 years. In addition, advances in hardware design, data acquisition methods, sample preparation and automation of data analysis have been developed and successfully applied to high-throughput structure determination techniques. These efforts ensure that NMR spectroscopy will become an important methodology for performing structural proteomics research on a genomic scale. NMR-based structural proteomics together with x-ray crystallography will provide a comprehensive structural database to predict the basic biological functions of hypothetical proteins identified by the genome projects.