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     

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。     

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。     

生物质谱及其在蛋白质组学研究中的应用

生物质谱是蛋白质组学研究必不可少的关键技术。近年来,生物质谱在鉴定通量、分辨率和灵敏度等方面均有质的飞跃,从而促进了蛋白质组研究各个领域的飞速发展。本文就生物质谱技术的原理、技术和仪器发展现状,及其在蛋白质组学研究中的应用进展作一简要的综述。     

基于电子捕获裂解/电子转运裂解串联质谱技术的蛋白质组学研究

蛋白质组学的兴起带动了质谱技术的快速发展,而质谱技术的进步则拓宽了蛋白质组学研究问题的广度.最近10年内,肽段或完整蛋白质在质谱仪中的裂解技术——电子捕获裂解(electron capture dissociation,ECD)与电子转运裂解(electron transfer dissociation,ETD)逐渐发展起来.ECD和ETD在蛋白质组学中的应用,特别是在蛋白质的翻译后修饰鉴定和自顶而下(Top-down)的完整蛋白质裂解研究中已经展示出了诱人的前景.对ECD和ETD的基本原理、质谱特点、仪器实现、数据解析算法与软件开发,以及在蛋白质组学中的应用进展等方面进行了比较系统全面的阐述,并对当前的研究问题、面临的技术挑战与未来的发展趋势等方面作了深入剖析.     

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。     

胰蛋白酶镜像酶LysargiNase的开发及其在蛋白质组学研究中的应用

蛋白质组学是系统鉴定、定量蛋白质及其翻译后修饰形式,并研究这些蛋白质生物学功能的学科。目前,基于质谱的鸟枪法蛋白质组学技术是蛋白质组学研究的主要手段之一,其技术流程是先将蛋白质组样品经位点特异性蛋白酶消化形成肽组,再进行高效液相色谱分离和质谱检测。而位点特异性蛋白酶对蛋白质样品的消化是质谱检测的前提和基础。随着蛋白质组学研究的深入,多种位点特异性蛋白酶被先后开发利用;而切割发生在相应氨基酸的N端,与传统的C端蛋白酶互为镜像的蛋白酶的鉴定、开发、特性研究和广泛使用更是为蛋白质组学研究提供了新的工具。文中对最近发现的胰蛋白酶的镜像酶——赖氨酸精氨酸N端蛋白酶(LysargiNase)的特点及其应用进行综述,为国内外学者更加广泛的使用创造条件。     

生物质谱技术在蛋白质组学研究中的应用

随着技术的进步,蛋白质组学的研究重心由最初旨在鉴定细胞或组织内基因组所表达的全部蛋白质转移到从整个蛋白质组水平上阐述包括蛋白翻译后修饰、生物大分子相互作用等反映蛋白质功能的层次。多种质谱离子化技术的突破使质谱技术成为蛋白质组学研究必不可少的手段。质谱技术联合蛋白质组学多角度、深层次探索生命系统分子本质成为现阶段生命科学研究领域的主旋律之一。本文简要综述了肽和蛋白质等生物大分子质谱分析的原理、方式和应用,并对其发展前景做出展望。     

利用EST序列构建Mascot本地数据库

对蛋白质质谱数据进行数据库比对和鉴定是蛋白质组学研究技术中的一个重要步骤。由于公共数据库蛋白质数据信息不全,有些蛋白质质谱数据无法得到有效的鉴定。而利用相关物种的EST序列构建专门的质谱数据库则可以增加鉴定未知蛋白的几率。本文介绍了利用EST序列构建Mascot本地数据库的具体方法和步骤,扩展了Mascot检索引擎对蛋白质质谱数据的鉴定范围,从数据库层面提高了对未知蛋白的鉴别几率,为蛋白质组学研究提供了一种较为实用的生物信息学分析技术。     

乳腺癌蛋白质组学研究

乳腺癌是妇女中最常见的一种癌症,鉴定出与乳腺癌癌变相关的蛋白质以及病情发展过程中蛋白质的变化对揭示乳腺癌变机理及早期诊断是非常重要的。早在蛋白质组学这一概念提出以前,人们已应用2－维凝胶电泳技术（2DE）研究乳腺癌的癌变机理,且随着人类基因序列测序的完成,质谱的应用,以及生物信息学的引入,蛋白质组的研究获得了飞速发展,高通量的蛋白质组研究以及新的技术如激光捕获显微切割（LCM）,表面加强激光解吸／电离飞行时间质谱（SELDI－TOF）,蛋白质阵列,组织阵列等蛋白质组学技术已被用于乳腺癌研究并获得了很快速的发展。乳腺癌蛋白质组学研究已经鉴定了一些具有诊断潜能的生物分子靶标和信号传导因子。介绍了乳腺癌蛋白质组学研究中所使用的最新研究方法和研究进展。     

蛋白质组学研究中的双向电泳技术

蛋白质组学研究已经成为后基因组时代的研究热点,其两大支柱是双向凝胶电泳技术和生物质谱技术。尽管双向电泳技术近几年已经取得了突破性进展,是当前蛋白质分离的最常用技术,但其本身还有一些难以克服的问题。随着质谱技术的快速发展,双向电泳逐渐成为蛋白质组学研究的瓶颈。本综述双向电泳主要技术步骤的现状、存在问题及其改进方向。     

植物蛋白质组学面临的挑战和前景

目前功能基因组研究开展得如火如荼 ,蛋白质组研究是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 ,而植物蛋白质组研究是 2 1世纪整体细胞生物学最重要的内容 ,将为医药、农业和工业的革新提供崭新的思路。当前主要的研究手段为双向凝胶电泳、双向高效柱层析、质谱分析和生物信息学     

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。     

Proteomics without polyacrylamide: qualitative and quantitative uses of tandem mass spectrometry in proteome analysis

Proteomics can be thought of as an attempt to understand the information encoded in genomic sequences from the perspective of proteins; i.e. the structure, function and regulation of biological processes at the protein level. In practice it stands in stark contrast to the hypothesis-driven serial approach practiced in the last century that was so successful for protein chemists and is built on the basic understanding of protein physicochemical properties developed during that era. Proteomics attempts to study biological processes comprehensively or globally by systematic parallel analysis of proteins expressed in a cell. While there are many analytical techniques in use and under development in proteomics, mass spectrometry is currently one of the field's most important discovery-based tools. This article will review some of the current approaches for qualitative and quantitative uses of tandem mass spectrometry in the field of proteomics specifically avoiding a discussion of the use of gel electrophoresis prior to mass spectrometry. Electronic Publication     

生物质谱技术与蛋白质组学

生物质谱技术是蛋白质组学的支撑技术.详细论述了质谱技术的分类与基本分析原理,重点论述了质谱技术的发展变化,包括基质辅助激光解吸飞行时间质谱技术,电喷雾质谱技术,MALDI-Q-TOF和MAL-DI-TOF-TOF等质谱技术,以及质谱技术在蛋白质组学研究中的应用与未来的发展和挑战.     

质谱图聚类网络法在鉴定多肽翻译后修饰中的应用及研究进展

蛋白质组学多肽鉴定方法一直以基于质谱分析和数据库搜索的方法为主,随着质谱仪技术的发展,海量的质谱数据被获取,这为大规模蛋白质的鉴定提供了一个强大的数据仓库,使得以质谱数据为基础的蛋白质组学研究成为主流。传统的串联质谱图搜库方法鉴定多肽翻译后修饰时具有诸多局限,质谱网络方法可以在一定程度上弥补局限。文中系统综述了基于质谱聚类的质谱网络和质谱图库搜索方法的发展历程、理论研究和应用研究,讨论了质谱网络库方法在鉴定多肽翻译后修饰的优势,并进行了分析和展望。     

蛋白质组学-引领后基因组时代

蛋白质组学是建立在高通量筛选技术的基础上发展的方法学,用于研究细胞功能网络模块中蛋白相互作用及在疾病或病变中蛋白和蛋白相互作用所发生的系统动态的差异变化;其研究技术奠基于双向凝胶电泳。及至世纪之交,随着质谱及蛋白质芯片的引进,蛋白质组学已广泛应用在生命科学上。其在医学上的应用,主要旨在发现疾病的特异性蛋白质分子或其蛋白质纹印,以揭示疾病的发生机制,也作为早期诊断、分子分型、疗效及预后判断的依据,并找出可能成为新药物设计的分子靶点,为疾病提供新的治疗方案。随着人类基因序列的完成,蛋白质组学热浪掀起了后基因组年代的序幕,人类将更深入地了解疾病和生命的本源。现就蛋白质组学10年来的发展历程、研究技术、在人类疾病中的应用及未来展望等作出精简的评述。     

后基因组——蛋白质组研究

１９９０年国际上开始了人类基因组研究。尽管目前只解出了约３％的序列,但功能基因组的研究已经开始,后基因组的时代已经到来。新时代的最终目的,是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,也即蛋白质组研究。当前主要的研究手段为双向凝胶电泳、“双向”高效柱层析、质谱技术和生物信息学。蛋白质组研究,不仅是２１世纪整体细胞生物学新的最重要的内容,而且将为医药、农业和工业的革新提供崭新