人血清蛋白质组学方法的比较和优化

目的:对人未做处理的血清以及去除白蛋白和免疫球蛋白G(IgG)血清的蛋白质组学方法进行比较和优化。方法:应用双向电泳(2-DE)方法分离了未做处理的以及去除白蛋白和免疫球蛋白G(IgG)的血清,比较优化了高温变性、水化液成份组成及泡胀方式等影响血清2-DE分离效果的因素,并用质谱分析鉴定未做处理和已处理血清的2-DE谱图中部分差异蛋白点。结果:得到了分辨率和重复性较好的2-DE谱图,未做处理的血清、去除白蛋白及IgG血清的平均蛋白质点分别为(482±18)个和(523±29)个,质谱分析了9个差异蛋白点,鉴定为8种蛋白质,其中7种为功能蛋白质。仅出现在未做处理血清中的蛋白有4种,分别是维生素A结合蛋白、可溶性尿激酶血纤维蛋白溶酶原激活剂受体、蛋白激酶1抗原、血清白蛋白。4种蛋白仅出现在去除白蛋白和IgG的血清中,分别是NADH脱氢酶辅酶β亚基、肌动蛋白结合蛋白M1、T细胞活性受体β链、血小板生长因子C。结论:去除高丰度蛋白可增加一些低丰度蛋白质的检出,但非特异性吸附会导致部分功能蛋白质的丢失。     

尿液蛋白富集方法的比较

人尿液中蛋白含量低,在进行质谱分析时易被高丰度蛋白掩盖。因此,发展高效和高选择性的富集方法,是实现尿蛋白标记物深度覆盖的必要前提。探究不同实验方法对尿液蛋白富集和尿蛋白质组的影响尤为重要。本研究采用超滤法、硝酸纤维素膜富集法和饱和硫酸铵沉淀法,等体积各处理5例健康志愿者和膀胱癌患者10 mL尿液样本,富集尿液蛋白,SDS-PAGE分离尿蛋白,比较不同方法纯化的效率;通过质谱分析,比较不同纯化方法的肽段鉴定效果,确定针对尿液蛋白质组蛋白的最佳富集方法。相对于超滤和硝酸纤维素膜富集法,饱和硫酸铵沉淀法成功地应用于健康人尿蛋白的富集和质谱检测,在保证回收蛋白质量的前提下,可减少高丰度白蛋白的干扰,富集更多低丰度蛋白,提高了质谱鉴定的灵敏度。综上所述,饱和硫酸铵提取尿蛋白的效果较好,该方法具有大规模处理尿液、提高蛋白质组学筛选临床诊断标记物研究的应用潜力。     

肾阳虚证候的人血清比较蛋白质组学分析

利用双向电泳（2-DE）优化分离了除去高丰度蛋白（白蛋白和IgG）的老年体虚肾阳虚患者（以健康组为参照）的血清样本,对比分析pH 4～7范围的2-DE谱图,肾阳虚患者和参照组的平均蛋白点分别为(393±32)和(455±19)个. 其中肾阳虚证候表达量上调2倍（P<0.05）以上的蛋白点有26个,下调2倍以上的有33个. 用质谱获得上述差异蛋白的肽质量指纹图谱,并经数据库检索共鉴定出了49种差异蛋白质,其中有10种在肾阳虚血清中特异表达,有6种在健康组血清中特异表达. 蛋白功能分析发现,其中33种蛋白质的差异表达与肾阳虚证密切相关. 蛋白质TCRβ及transthyretin的蛋白印迹实验验证了2-DE 的结果. 该研究结果为阐明中医肾阳虚证的机理提供了一条新途径.     

基于液相色谱-质谱技术的早期胃癌血清多肽组学研究

目的:建立早期胃癌外周血清特征性多肽谱,分析其生物学特征,以探索一种特异且敏感的早期胃癌血清学诊断方法。方法:采集10例早期胃癌和10例正常对照血清,使用蛋白沉淀法去除高丰度血清蛋白质后,通过液相色谱-质谱联用技术重复三次进行多肽分离、离子化、质谱检测,将原始数据应用Label free方法中Max Quant算法对肽段进行相对定量,分析两组差异多肽及差异多肽匹配蛋白。结果:EGC组和N组重复三次所得色谱图总体比较一致,多肽重复检出率分别为87.54%和85.67%。其中EGC组可重复检测到的Unique peptide有65条,匹配对应31个蛋白;在EGC组和N组血清中显著差异的Unique peptide有22条,匹配对应11个蛋白。对血清显著差异多肽所匹配蛋白进行生物学分析,发现这些蛋白质多数位于细胞外,功能类别主要涉及分子水平的序列变换、信号肽、N-糖基化位点等,信号通路主要富集在凝血级联通路和补体级联通路。结论:早期胃癌血清特异性多肽谱图的建立可望成为胃癌早期诊断的血清学标志物,后续试验将进一步针对这些差异多肽进一步分析验证,筛选出早期胃癌标志性多肽,同时应用大样本进行验证,筛选出特异高效的早期胃癌血清标志物。     

构建一种精确表达小分子蛋白的技术平台

目的:克服原核表达的小分子蛋白难以去除附加氨基酸的问题,为基因工程精确表达小分子蛋白提供一种简便有效的解决方案.方法:以73个氨基酸的小分子蛋白(黑色素瘤生长激活因子CXCL1的功能区)为例,用PCR方法扩增了基因,TA克隆到载体PET SUMO.测序验证后的重组质粒转化至表达茵BL21(DE3)中诱导表达,融合蛋白用基质辅助解吸电离飞行时间质谱仪进行串联质谱鉴定(MALDI-TOF-MS/MS).通过特异性的SUMO蛋白酶酶解载体SUMO蛋白,利用SUMO蛋白和其蛋白酶带6x His标签的性质,经镍螯合柱亲和层析将二者去除,以Western blotting证明目的小分子蛋白的分离.结果:①经测序,重组质粒无突变,TA克隆方向正确,重组载体构建成功.②MALDI-TOF-MS/MS证明融合蛋白由SUMO蛋白和CXCLl蛋白组成,除去SUMO蛋白后的表达终产物经Westem blotting鉴定,与其相应的抗体有特异性结合,证明分离得到的小分子蛋白即为目的蛋白.结论:运用这一技术可将载体蛋白完全去除从而达到精确表达小分子蛋白的目的,在分子生物学的实验研究中有很好的应用前景.     

HIV感染导致MT4细胞蛋白表达差异的初步研究

为了比较MT4细胞株感染HIV-1的ⅢB株前后的蛋白质表达差异,我们分别提取MT4细胞及感染了人类免疫缺陷病毒(HIV)的MT4细胞的总蛋白质,通过双向电泳分离,使用Image Master 2D Elite 3.10图像分析软件分析获得的凝胶图谱,寻找差异点,使用质谱仪鉴定获得的差异点蛋白质.结果表明感染HIV和未感染HIV的MT4细胞有40个蛋白质点差异,HIV感染后减少的蛋白质点有12个,增多的有28个,通过质谱分析,29个蛋白质得到鉴定.其中HIV感染后下调的蛋白质有能量代谢相关蛋白、肌动蛋白相关蛋白及假想蛋白等;上调的蛋白有肌动蛋白、酶类蛋白、免疫蛋白及假想蛋白等.通过研究我们可以看出宿主细胞感染HIV病毒后有多个蛋白发生变化,可能和HIV与宿主细胞的相互作用有关.为了研究HIV感染的机制必须去除高丰度蛋白,针对特定功能的蛋白质进行具体研究.     

肝癌细胞分泌蛋白质的多种提取方法比较

由于分泌蛋白在重大生理和病理过程中的重要角色和功能, 使得分泌蛋白质组的研究备受人们关注. 高效提取分泌蛋白质是分泌蛋白质组学研究的第一步, 也是关键的一步. 本研究首次比较了3种常用的提取方法: 超滤法、沉淀法和透析法. 以具有高自发性转移潜能的人肝癌细胞系LM3为研究对象, 采用3种方法平行提取分泌蛋白, 发现超滤法的提取效率最高; 蛋白质经过溶液酶解, 在线的一维反相高效液相色谱分离和ESI-MS/MS质谱鉴定, 共鉴定了360个非冗余蛋白, 其中有34, 110和29个蛋白分别只在超滤法、沉淀法和透析法提取的样品中被鉴定到, 沉淀法占优势, 3种方法互相补充. 360个蛋白中, 有42个分泌蛋白为首次被鉴定到, 扩大了已有的人肝癌转移细胞分泌蛋白数据库.     

小鼠晶体蛋白质组的双向电泳和质谱鉴定研究

目的应用双向电泳和质谱技术研究5周龄小鼠晶体蛋白质组。方法提取小鼠晶体总蛋白,进行固相pH梯度（IPG）等电聚焦双向电泳,胶体考马斯亮蓝R-250染色,使用PDQuest7．30图像分析软件分析电泳图像。选择主要蛋白点胶上酶解,应用基质辅助激光解析电离飞行时间／飞行时间（MALDI—TOF／TOF）仪器进行串联质谱（MS／MS）鉴定。结果上样量为882μg和190μg时,分别检测370±41蛋白点（n=3）和57±5个蛋白点（n=3）。高上样量能够较好地分离晶体低丰度蛋白,如念珠状纤维结构蛋白BFSP;低上样量可很好地分离高丰度蛋白-晶体蛋白（包括αA、αB;βA1～βA4;βB1～βB3;γA～γF和γS等）。质谱鉴定得到1种细胞骨架蛋白和16种高丰度晶体蛋白。结论双向电泳和质谱技术有效考察了晶体总蛋白质,为分析白内障形成过程中蛋白质的表达改变提供了新的方法和途径。     

超滤法分离人血清后的表面增强拉曼光谱研究

目的:通过比较血清中几种相对分子质量(Mr)不同的物质的拉曼信号差异,研究人血清中拉曼信号的主要来源,为早期临床诊断提供一种简便快捷方法。方法:将肝硬化病人血清用3种不同截留分子量的超滤管进行离心分离,分别得到Mr为小于10×10~3、10×10~3~30×10~3、30×10~3~50×10~3、大于50×10~3的几种分离血清,测量其拉曼信号并与原始血清拉曼信号比较分析。结果和结论:血清的拉曼信号主要由Mr大于50×10~3的大分子蛋白和一些Mr小于10×10~3的小分子物质产生,这为血清的分离提纯和兴趣蛋白的鉴定奠定了基础。     

二维电泳和质谱技术鉴定肝癌血清差异表达的N-连接糖蛋白

缺乏有效的早期诊断方法是导致肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)预后极差的主要原因之一.蛋白质异常糖基化与恶性肿瘤细胞侵袭、转移等生物学过程关系密切,人体内至少有50%的蛋白质发生了糖基化修饰.本实验采用IgY12去除血清高丰度蛋白、多植物凝集素亲和层析技术分别从20例肝癌和年龄、性别匹配的20例非癌慢性肝病患者血清中纯化N 连接糖蛋白、二维电泳分析差异表达的蛋白质斑点,质谱检测、生物信息学等技术鉴定了18个差异表达的糖蛋白和/或其异质体（12种高表达和6种低表达）.ExPASy数据库比对结果表明,本实验鉴定的糖蛋白质分子含有至少1个已报道的N 糖基化位点.这些差异表达的糖蛋白属于急性期反应蛋白,分别具有蛋白酶抑制、生物转运、凝血和纤溶等功能,表明肝癌的发生发展过程中机体产生的急性期反应物可能是潜在的肝癌血清标志物.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism