金属有机骨架材料在样品前处理领域的研究进展

金属有机骨架材料是一类新型的有机-无机杂化多孔材料,由于其具有比表面积大、结构多样、物理化学性质稳定及孔道可调等优势,在分离领域表现出重要作用,尤其在固相萃取以及固相微萃取领域。本文中,笔者简要阐述近年来MOFs材料、复合材料、后修饰材料在固相萃取以及固相微萃取方面的应用进展,并对其应用前景作出展望。     

蛋白质组学研究中的分离分析技术及其研究进展

在后基因组时代,蛋白质组学成为新的研究热点。蛋白质组学的研究目标是为复杂蛋白质样品建立一个高通量、大规模、自动化的分离分析技术平台,从而实现准确、快速地筛选功能蛋白质。蛋白质的分离分析在蛋白组学研究中起着非常重要的作用。本文主要综述在蛋白质组学研究中二维凝胶电泳、毛细管电泳及其与质谱联用、多维液相分离技术及其与质谱联用和蛋白质芯片等高效分离分析技术的应用研究进展。     

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。     

反相C18固相萃取小柱用于蛋白质组分析中少量样品预处理

针对少量且复杂蛋白质组样品,开发一种耗时短、操作简便的分离方法。以人的脑海马组织蛋白样品为研究对象,采用反相C18固相萃取小柱,采用不同乙腈浓度对酶切后样品进行梯度洗脱,与反相高效液相色谱法对比分离效果。通过比较不同乙腈梯度洗脱方案所鉴定到的谱图数、非冗余多肽数、蛋白数和各洗脱组分间重复率分析,确定一种样品量少、简单易行、分离效果好的实验方案。虽然反相C18固相萃取小柱法鉴定蛋白总数占高效液相色谱法的85.5%,但其操作简单,耗时少。通过4种不同乙腈浓度方案比较,确定乙腈洗脱浓度优化为5%、15%、20%和90%时,分离30μg人的海马多肽混合物可以得到较优的分离效果。其蛋白鉴定数为反相液相色谱法的67.0%,且重复性良好。该结果证实反相C18固相萃取小柱分离效果比反相高效液相色谱法稍差,但此方法可以分离少量复杂蛋白质组样品。该方法分离样品充分,操作易行,耗时短,是进行蛋白质组学分析中少量样品的一个简便预处理方法。     

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。     

蛋白质芯片在蛋白质组学研究中的作用

蛋白质芯片是以高度并行性、高通量、微型化和自动化为特点的蛋白质组检测技术。本文综述了蛋白质芯片在蛋白质组学研究中的多种作用,包括普通蛋白质芯片在微量蛋白质分离、蛋白质与蛋白质之间以及蛋白质与其他小分子间相互作用和蛋白质定量检测方面的作用,普通蛋白质芯片通过与质谱技术、生物传感器技术的结合而拓展其应用范围,以及蛋白质组芯片、活性的蛋白质芯片在蛋白质组学研究中应用的进展。     

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.     

蛋白质组学研究中的对角线电泳

经典的蛋白质组学研究方法包括IEF/SDS-PAGE双向电泳和质谱技术的联用,但由于IEF的一些不足,限制了其应用范围。对角线电泳是蛋白质组学研究中的一项特殊分离技术,由于其原理与IEF/SDS-PAGE不同,正逐渐成为蛋白质组学中电泳分离技术的重要补充,特别是在膜蛋白和蛋白质相互关系的研究中将起到重要作用。本文综述了对角线双向电泳技术的特点、发展和在蛋白质组学研究中的最新进展,比较了双向电泳和对角线电泳的优缺点,展望了对角线电泳在蛋白质组学研究中的应用前景。     

蛋白质组学研究相关技术及进展

蛋白质组学以蛋白质组为研究对象,应用相关研究技术,从整体水平上来认识蛋白的存在及活动方式。随着人类基因组计划的完成,蛋白质组学的研究也得到了快速发展,与蛋白质组学研究相关的一些技术也日益得到完善和提高。简要综述了近年来蛋白质组学研究中最为重要的样品制备、蛋白质分离、蛋白质鉴定等技术及研究进展。     

蛋白质组学技术及其在药物成瘾研究中的应用

概述了蛋白质组学技术中分离、鉴定和定量方法及其在致瘾性药物(如酒精、烟碱、吗啡、可卡因和安非他命)研究中的应用。蛋白质组学技术是继后基因组学技术的一大重要突破。随着蛋白质分离、鉴定及定量技术的进步,尤其是覆盖范围广、分离效率高的液相色谱技术和高灵敏度质谱技术的发展,使得蛋白质组学越来越广泛地应用于药物成瘾研究,将有助于了解药物依赖过程中蛋白质的变化及其参与的生物过程和相关通路,理解药物成瘾的分子机制。     

Multiplex targeted proteomic assay for biomarker detection in plasma: a pancreatic cancer biomarker case study

Biomarkers are most frequently proteins that are measured in the blood. Their development largely relies on antibody creation to test the protein candidate performance in blood samples of diseased versus nondiseased patients. The creation of such antibody assays has been a bottleneck in biomarker progress due to the cost, extensive time, and effort required to complete the task. Targeted proteomics is an emerging technology that is playing an increasingly important role to facilitate disease biomarker development. In this study, we applied a SRM-based targeted proteomics platform to directly detect candidate biomarker proteins in plasma to evaluate their clinical utility for pancreatic cancer detection. The characterization of these protein candidates used a clinically well-characterized cohort that included plasma samples from patients with pancreatic cancer, chronic pancreatitis, and healthy age-matched controls. Three of the five candidate proteins, including gelsolin, lumican, and tissue inhibitor of metalloproteinase 1, demonstrated an AUC value greater than 0.75 in distinguishing pancreatic cancer from the controls. In addition, we provide an analysis of the reproducibility, accuracy, and robustness of the SRM-based proteomics platform. This information addresses important technical issues that could aid in the adoption of the targeted proteomics platform for practical clinical utility.     

生物法转化甘油生产1,3-二羟基丙酮的研究进展

1,3-二羟基丙酮(DHA)是一种重要的化工医药中间体,广泛应用于化妆品、医药和食品等领域,开展提高DHA生产效能的研究对于工业生产具有指导意义。甘油生物转化生产DHA是目前主要的工业生产方法,但存在菌株转化效能有待提高、底物和产物抑制、溶氧限制等问题。本文概述了DHA的生物合成途径、菌株改良策略、生产工艺及分离提取等方面的研究进展,指出利用代谢工程技术改造菌种、优化生产工艺、简化分离提纯方法是今后的研究方向。     

Cold-induced phase separation for the simple and reliable extraction of sex hormones for subsequent LC-MS/MS analysis

Sex hormones, including androgens, estrogens, and progestogens, are important biomarkers for various diseases. Quantification of sex hormones is typically conducted by LC-MS/MS. At present, most methods require liquid-liquid extraction or solid phase extraction for sample preparation. However, these pretreatments are prone to compromise LC-MS/MS throughput. To improve on the current standard practices, we investigated cold-induced phase separation for sex hormone extraction. After protein precipitation with acetonitrile and adjusting the solution constitution with water, samples were stored at ?30°C for 10 min to generate two distinct phases: an acetonitrile-rich layer on top of a water-rich layer. During this process, the hydrophobic sex hormones spontaneously separate into the upper layer. This simple and reliable cold-induced phase separation-based LC-MS/MS methodology was used here to simultaneously detect estrone, estradiol, estriol, testosterone, androstenedione, dehydroepiandrosterone, progesterone, and 17-hydroxyprogesterone in serum. Validation of this method indicated satisfactory performance, including acceptable linearity, accuracy, precision, and tractability. Compared with the mainstream liquid-liquid extraction-based method, this new method exhibits significant progress in throughput, which shortens the time cost of sample preparation from 90 to 40 min. We propose that this method can be an excellent alternative for sex hormone analysis in routine clinical laboratories.     

Gel-based proteomics in disease research: Is it still valuable?

Gel electrophoresis had been the primary method in proteomics. In the early era of proteomics, gel electrophoresis was a dominant technique of sample preparation for mass spectrometry analysis. Particularly, two-dimensional electrophoresis provided high-resolution proteome separation, and was regarded as the standard methodology for the separation of wide-range proteomes. However, gel electrophoresis turned downwards due to the progress of other separations including liquid chromatography and ionization techniques, resulting gel-free proteomics finally becoming dominant players at present. There are numerous advantages in gel-free approach in aspects of current trends of disease research. Interestingly, gel-free approaches are still advanced, it seems that gel electrophoresis will not be disappeared. The unique features of gel electrophoresis can be complementary for gel-free and it is suitable for the new wave of top-down functional proteomics.     

Proteomics approach and techniques in identification of reliable biomarkers for diseases

Biomarkers, also called biological markers, are indicators to identify a biological case or situation as well as detecting any presence of biological activities and processes. Proteins are considered as a type of biomarkers based on their characteristics. Therefore, proteomics approach is one of the most promising approaches in this field. The purpose of this review is to summarize the use of proteomics approach and techniques to identify proteins as biomarkers for different diseases. This review was obtained by searching in a computerized database. So, different researches and studies that used proteomics approach to identify different biomarkers for different diseases were reviewed. Also, techniques of proteomics that are used to identify proteins as biomarkers were collected. Techniques and methods of proteomics approach are used for the identification of proteins' activities and presence as biomarkers for different types of diseases from different types of samples. There are three essential steps of this approach including: extraction and separation of proteins, identification of proteins, and verification of proteins. Finally, clinical trials for new discovered biomarker or undefined biomarker would be on.     

2DE-MS中膜蛋白质组的研究进展

2-维凝胶电泳(2DE)具有高分辨率、高通量等特点,已被广泛地用于蛋白质组的研究.然而,2DE-MS在膜蛋白质组学研究方面却有其局限性,主要因为:膜蛋白具有低丰度、难溶、等电点时易沉淀、难酶解等特点.然而随着亚细胞分离技术和直接的生化方法富集等技术的发展,低丰度问题得到了极大的改善;增溶剂(尿素,硫脲),新的两性离子和非离子去垢剂,以及有机溶剂等的利用极大地改善了膜蛋白质组的溶解性能;同时,一些新的2DE技术的利用扩大了常规2DE的分离范围.在膜蛋白裂解方面,将酶解法与化学法(CNBr)相结合,另外先进的质谱技术的发展使得膜蛋白质组的研究在最近几年取得了较大的发展.现对2DE-MS途径中,膜的富集、膜蛋白的提取、分离、酶解、鉴定方面的进展进行综述.     

iTRAQ技术及其在蛋白质组学中的应用

近年来随着蛋白质组学的迅速发展,其相应的方法学研究也取得了巨大的进步, 一系列新技术融入了蛋白质组学研究中,极大地促进了这门学科的发展.相对和绝对定量同位素标记(iTRAQ)技术与高度敏感性和准确性的串联质谱及多维液相色谱联用技术已成为蛋白质定性和定量研究的主要工具之一. 该技术可对复杂样本、细胞器、细 胞裂解液等样本进行相对和绝对定量研究,具有较好的定量效果、较高的重复性.由于其能够同时对多达8种样品进行标记分析,故在生命科学的各个领域得到了广泛的应用.本文对iTRAQ的原理、实验流程、优缺点及近几年的应用进展进行综述.     

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。