蛋白质组分析技术进展

蛋白质组是指某一物种、个体、器官、组织、细胞乃至体液在精确控制其环境条件之下,特定时刻的全部蛋白质表达图谱。继基因组之后,综的研究即将成为分子生物学的研究热点,蛋白质组研究中常用分离分析技术包括样品制备,双向凝胶电泳,毛细管电泳,色谱技术和质谱技术。双向凝胶电泳是在较短时间内分离大量蛋白质组分,提供足够分离空间的比较成熟的方法。各种分离技术的连用和分析过程的自动化将是蛋白质组研究技术的发展方向。     

蛋白质组研究的技术体系及其进展

随着后基因组时代的到来,蛋白质组研究越来越受到国内外科学工作者的密切关注, 我国国家自然科学基金委员会已把蛋白质组研究列为重大科研项目.概述了蛋白质组研究中的基本技术,包括双向凝胶电泳的样品制备和分离、蛋白质的检测、凝胶图像分析、蛋白质的鉴定以及蛋白质数据库构建等,并就蛋白质鉴定的常用方法如氨基酸组成分析方法、蛋白质末端序列分析、肽质量指纹谱作了详细阐述.直观地列出了蛋白质组研究的技术体系流程图,着重介绍了蛋白质组研究的最新技术及其进展.     

蛋白质组中蛋白质鉴定技术的研究近况

蛋白质组学的核心内容之一就是蛋白质的鉴定,基于双向凝胶电泳的图象分析技术可以对组织细胞蛋白质表达的量、表观分子量和等电点等特性进行初步的鉴定,但是对于蛋白质的结构和功能必须借助其它技术手段。目前逐渐形成了以生物质谱为核心的鉴定技术,蛋白质微测和氨基酸组成分析在表达模型分析中也有应用。关于蛋白质组功能模式研究目前可用的方法有酵母双杂交、噬菌体展示、生物传感芯片质谱、蛋白质工程中的定点突变技术等。这些技术对推动蛋白质组学的发展起了一定作用,但是单一技术通常不能确切的鉴定某一蛋白质,常需联合应用几种技术才能准确的鉴定蛋白质。     

蛋白组学及其在肿瘤研究中的应用

蛋白组学是通过生化的方法研究细胞内全部蛋白质组成和动态变化的一门新兴学科,在医学生物学研究领域的各个方面都具有巨大的潜力,尤其为肿瘤研究提供了崭新的思路与技术。2DE—MS蛋白组学研究技术,包括蛋白质标本准备、蛋白质分离纯化、蛋白分析鉴定及数据库等方面,目前已应用于肿瘤的发病机制探讨、早期诊断及疗效评价。     

蛋白质糖基化分析方法及其在蛋白质组学中的应用

作为一种普遍存在的翻译后修饰,糖基化对蛋白质的结构和功能有着重要影响。弄清糖基化发生发展的规律是理解蛋白质复杂多样的生物功能的一个重要前提。糖基化发生的特点决定了糖基化相关研究是对分析技术的一大挑战。作为蛋白质组学研究的重要组成部分,目前蛋白质糖基化研究的重点和难点主要集中于糖蛋白／糖肽的分离富集和糖蛋白的鉴定／糖基化位点的确定2个方面,相关技术已用于蛋白质组学水平的糖基化研究,但都还不够成熟。以生物质谱为核心、多学科交叉的蛋白质组学技术始终处于不断发展之中。基于糖基化发生规律的富集检测技术的发展、移动质子理论的提出及电子捕获裂解技术的应用必将极大地促进包括糖基化在内的翻译后修饰研究。蛋白质糖基化的研究有助于从基因组-蛋白组-糖组这样一个宏观的综合的水平观察分析生命现象,从而达到对生命现象更本质的认识。     

蛋白质组学技术及其在肺脏疾病研究中的应用

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领域,其研究必须依赖高通量、高自动化的技术.简要介绍了蛋白质组分离技术(双向电泳、色谱),蛋白质组分析技术(质谱分析、氨基酸组成分析、蛋白质芯片,Edman降解法测N端序列),蛋白质相互作用技术(酵母双杂交系统、表面等离子共振)以及生物信息学.并从寻找差异表达的蛋白质,寻找用于诊断的疾病相关的标记分子,研究疾病的发病机制三方面介绍了蛋白质组技术在肺脏疾病研究中的应用.     

蛋白质组技术及其在胰腺疾病研究中的应用

蛋白质组技术由于具有大通量研究蛋白质组成和蛋白质差异的作用,已有研究将其应用于胰腺疾病的相关研究中,并为胰腺癌、急慢性胰腺炎、胰腺纤维瘤等研究提供了新的思路.介绍了蛋白质组样品提取技术、蛋白质组分离技术、蛋白质组分析技术、生物信息学及其在胰腺疾病的差异表达蛋白、诊断标记物、相关疾病鉴别标记物、发病机制、治疗敏感性研究中的应用.     

蛋白质组学研究技术及其在植物抗渗透胁迫研究中的应用

蛋白质组学是功能基因组学研究的热点领域之一。该文介绍了蛋白质组学的基本的和新兴的研究技术方法如蛋白质组样品的制备、双向凝胶电泳、生物质谱技术、蛋白质芯片技术、酵母双杂交系统和生物信息学等,以及蛋白质组学技术在植物抗干旱、盐渍等渗透胁迫研究中的应用。     

基于新一代高通量技术的人类疾病组学研究策略

近年来,包括第二代测序技术和蛋白质谱技术等在内的新一代高通量技术越来越多的应用于解决生物学问题尤其是人类疾病的研究。这种以数据为导向,大规模、工业化的研究模式,使得从基因组水平、转录组水平、蛋白质组水平等角度对疾病展开全方位、多层次的研究成为可能。文章综述了新一代高通量技术在DNA、RNA、表观遗传、宏基因组和蛋白质组水平的人类疾病研究进展以及在转化医学领域的应用。在基因组水平上,外显子组测序是近年来持续的研究热点,随着测序成本的不断降低,全基因组重测序也越来越凸显了其在全基因组范围内检测大型结构变异的优势,并使得个人基因组引领的个体化医疗逐渐成为可能。在转录组水平,如小RNA测序技术可用来检测已知小RNA和预测新的小RNA,这些小RNA不仅可以作为疾病诊断和预后的分子标志物,在疾病治疗方面也具有无限潜力。在蛋白质组水平,如目标蛋白质组学可以有目标地测定可能与疾病相关的特定蛋白质或多肽,能够很好地应用于疾病的临床分期分型。文章进一步阐述了跨组学研究在疾病研究领域中的应用和发展趋势,借助生物信息学分析方法进行多组学整合研究,能更加系统地阐释疾病的发生及发展机理,为疾病的诊断治疗提供强有力的工具。     

生物质谱与蛋白质组学

蛋白质组学是后基因组学时代最受关注的研究领域之一,其核心的鉴定技术——生物质谱近年来在仪器设计以及鉴定通量、分辨率和灵敏度等各方面均有质的飞跃,促进了蛋白质表达谱作图、定量蛋白质组分析、亚细胞器蛋白质组作图、蛋白质翻译后修饰以及蛋白质相互作用等蛋白质组研究各个领域的飞速发展。本综述了生物质谱技术的最新进展,及其在蛋白质组学研究中的应用。     

快速发展的亚细胞蛋白质组学

亚细胞蛋白质组是蛋白质组学领域中的一支新生力量 ,已成为蛋白质组学新的主流方向 ,通过多种策略和技术方法 ,一些重要的亚细胞结构的蛋白质组不断的得到分析 ,到目前为止 ,几乎所有亚细胞结构的蛋白质组学研究都有报道 ,而且已经深入到亚细胞器和复合体水平 ;另外 ,不仅局限于对亚细胞结构的蛋白组成进行简单分析 ,而且更注重功能性分析 ,将定量技术和差异分析引入亚细胞蛋白质组学 ,来观察此亚细胞结构的蛋白质组在某些生理或病理条件下的变化 ,这已经成为亚细胞蛋白质组学新的发展方向 .亚细胞蛋白质组学最大的困难在于怎样确认鉴定出来蛋白质的定位 ,是在提取过程中的污染还是真正在此亚细胞结构中有定位 ?这将是亚细胞蛋白质组学需要努力解决的挑战 .文章全面介绍了亚细胞蛋白质组学的最新研究进展 ,阐述了亚细胞蛋白质组学面临的挑战 ,并对亚细胞蛋白质组学的发展方向作了展望 .     

蛋白质组研究的现状与展望

蛋白质组是后基因组时代出现的一个新兴研究领域。蛋白质组的研究主要是先通过双向凝胶电泳等方法分离蛋白质,然后用质谱等技术进行鉴定。它是后基因组重要的研究方向之一,具有巨大的商业应用前景,将会推动整个生命科学的发展。蛋白质组研究取得了很大进展,已经成为生物技术中的一个重要领域。     

Miniaturisation is mandatory unravelling the human proteome

An insight into the proteome status of today is presented, covering aspects of market values, new scientific literature sources, new technology initiatives and future developments. The authors give a personal view of the importance and the expected progress of microtechnology in proteome research. The background to some of the fundamental analytical technologies where for example, chromatography has played and still plays a major role in the protein research area is emphasized. From this field we are currently harvesting decades of fundamental research in separation science. For further progress in the chromatography field, downscaling has proven to be mandatory. Likewise, in the proteomics era ahead miniaturisation and microchip techniques are foreseen to play a fundamental role for finalising the human proteome, an essential milestone for elucidating disease pathophysiology.     

Two-dimensional gel electrophoresis as tool for proteomics studies in combination with protein identification by mass spectrometry

The proteome analysis by 2-DE is one of the most potent methods of analyzing the complete proteome of cells, cell lines, organs and tissues in proteomics studies. It allows a fast overview of changes in cell processes by analysis of the entire protein extracts in any biological and medical research projects. New instrumentation and advanced technologies provide proteomics studies in a wide variety of biological and biomedical questions. Proteomics work is being applied to study antibiotics-resistant strains and human tissues of various brain, lung, and heart diseases. It cumulated in the identification of antigens for the design of new vaccines. These advances in proteomics have been possible through the development of advanced high-resolution 2-DE systems allowing resolution of up to 10 000 protein spots of entire cell lysates in combination with protein identification by new highly sensitive mass spectrometric techniques. The present technological achievements are suited for a high throughput screening of different cell situations. Proteomics may be used to investigate the health effects of radiation and electromagnetic field to clarify possible dangerous alterations in human beings.     

2014蛋白质组学专刊序言

蛋白质组学研究是后基因组学时代最重要的功能基因组学研究之一,与医学生物学、化学、物理学、信息学以及现代技术等关系十分密切。为了检阅近年来国内外蛋白质组学某些重要研究进展,探索其可能的应用范围,讨论其存在的问题,展望其发展前景,特组织出版"蛋白质组学专刊"。本期专刊包括综述和研究论文两部分,内容主要涉及不同物种(包括人类、哺乳类动物、原核生物、放线菌等)蛋白质组学研究、蛋白质组学重要方法学与技术研究(包括串联质谱分析、尿蛋白膜保存法、定量蛋白质组学分折、meta分析等)和蛋白质组功能与应用研究(包括蜘蛛毒素蛋白质组、磷酸化蛋白质组、卵母细胞和早期胚胎蛋白质组、肝脏纤维化蛋白质组、分枝杆菌耐药的蛋白质组等)。     

Chloroplast proteomics: potentials and challenges

With the available Arabidopsis genome and near-completion of the rice genome sequencing project, large-scale analysis of plant proteins with mass spectrometry has now become possible. Determining the proteome of a cell is a challenging task, which is complicated by proteome dynamics and complexity. The biochemical heterogeneity of proteins constrains the use of standardized analytical procedures and requires demanding techniques for proteome analysis. Several proteome studies of plant cell organelles have been reported, including chloroplasts and mitochondria. Chloroplasts are of particular interest for plant biologists because of their complex biochemical pathways for essential metabolic functions. Information from the chloroplast proteome will therefore provide new insights into pathway compartmentalization and protein sorting. Some approaches for the analysis of the chloroplast proteome and future prospects of plastid proteome research are discussed here.     

A la carte proteomics with an emphasis on gel-free techniques

Since the introduction of the proteome term somewhat more than a decade ago the field of proteomics witnessed a rapid growth mainly fueled by instrumental analytical improvements. Of particular notice is the advent of a diverse set of gel-free proteomics techniques. In this review, we discuss several of these gel-free techniques both for monitoring protein concentration changes and protein modifications, in particular protein phosphorylation, glycosylation, and protein processing. Furthermore, different approaches for (multiplexed) gel-free proteome analysis are discussed.     

Development of multidimensional liquid chromatography and application in proteomic analysis

As a complementary approach to 2D-PAGE, multidimensional liquid chromatography (MDLC) separation methods have been widely applied in all kinds of biological sample investigations. MDLC coupled with mass spectrometry is playing an important role in proteome research owing to its high speed, high resolution and high sensitivity. Among MDLC strategies, ion-exchange chromatography together with reversed-phase LC is still a most widely used chromatography in proteome analysis; other chromatographic methods are also frequently used in protein prefractionations. Recent MDLC technologies and applications to a variety of proteome analyses have achieved great development. The diversity of combinations of different chromatography modes to set up MDLC systems was demonstrated and discussed. Novel developments of MDLC techniques such as ultra-pressure system, array-based separation and monolithic material are also included in this article.