小麦旗叶高纯度质膜的提取及蛋白质组学双向电泳体系的建立

以生长到Feekes 8.5时期小麦旗叶为试验材料,通过差速离心结合两相法提取 并纯化质膜蛋白,进而在裂解液选择、SDS-PAGE胶浓度及蛋白质上样量等方面对质膜蛋白质双向电泳体系进行了优化.结果表明,采用6.4% PEG 3 350/Dextran T-500 (W/W)两相体系可以获得纯度高达87.9%质膜微囊. 经TCA-丙酮法裂解蛋白,以12% SDS-PAGE分离胶对900 μg质膜蛋白进行双向电泳,在2-DE图谱上可分辨出173个蛋白点. 建立了一套用于小麦旗叶高纯度质膜的提取方法及其蛋白质组学双向电泳体系.     

水稻根质膜蛋白质组双向电泳水化液的优化

以水稻(Oryza sativa L.)苗期幼嫩根尖作为材料,利用葡聚糖-聚乙二醇两相分配法纯化得到纯度达90%的质膜组分,使用4种不同的水化液溶解质膜蛋白,进行IEF/SDS-PAGE双向电泳和MALDI-TOF/TOF质谱分析.结果显示,4种水化液中,以7 mol/L Urea2、mol/L Thiourea、4%CHAPS、20 mmol/L DTE、1%ASB14的条件对膜蛋白的溶解效果和双向电泳分离效果最好;16个被鉴定蛋白中有9个为质膜相关蛋白,5个为未知蛋白,来自其它细胞器的蛋白仅有2个.研究表明,在常用水化液中添加磺基甘氨酸三甲内盐ASB14有利于植物细胞质膜蛋白质组的分析,并且该优化条件下的双向电泳适合分离水稻质膜中亲水性相对较高的膜附着蛋白.     

茅苍术内生真菌的分离鉴定及在组培苗中的回接

从茅苍术的叶、茎和根中分离鉴定内生真菌,并观测内生菌回接对茅苍术组培苗生长的影响。共获得茅苍术内生菌16株,其中叶片中14株,根茎中各获得一株。分别为交链孢霉、镰刀霉、小克银汉霉、青霉、茎点霉、小菌核菌、孔球孢霉和不产孢类。经内生菌和茅苍术快繁苗实验初筛,得到两株对植物无害的内生菌:小菌核菌和孔球孢霉,将它们回接到茅苍术组培苗中,可以从苗叶片中染色观察到菌丝。其中小菌核菌能提高茅苍术炼苗的存活率,接入内生菌的茅苍术叶片超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性均高于未接菌的对照,脂肪酸不饱和指数基本不变,说明分离自茅苍术的内生菌回接后可以与宿主建立共生关系。     

胃癌细胞高尔基体的蛋白质组学技术平台的建立

采用蔗糖密度梯度超速离心法分离纯化高尔基体,双向凝胶电泳（2-DE）分离高尔基体蛋白质,用ImageMaster 2D软件分析所得图谱,基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱(MALDI—TOF MS)鉴定蛋白质点等一系列亚细胞器蛋白质组学方法建立胃癌细胞内高尔基体的蛋白图谱。结果显示分离出的纯度较高的高尔基体建立了分辨率和重复性均较好的双向电泳图谱,运用质谱技术鉴定出12个蛋白质,包括蛋白合成相关蛋白、膜融合蛋白、调节蛋白、凋亡相关蛋白、运输蛋白、细胞增殖分化相关蛋白。通过亚细胞器分离纯化,双向电泳的蛋白分离及MALDI-TOF MS蛋白鉴定分析,首次成功建立了胃癌细胞SGC7901中高尔基体的蛋白质组学技术路线,为胃癌细胞内高尔基体功能的深入研究奠定了基础。     

茅苍术不同器官挥发油含量及其生长量的动态变化

以来自湖北英山的2年生茅苍术(Atractylodes lancea(Thunb.)DC.)为实验材料,研究了茅苍术的根、根茎、叶片、茎和花果在不同发育阶段挥发油的含量变化、分布模式及其与生长量的关系。结果表明,茅苍术的根、根茎、叶片、茎和花果中均含有挥发油,但主要存在于根茎中,占全株挥发油总量的81.79%;苍术酮、茅术醇、β-桉叶醇、芹烷二烯酮及苍术素为根茎挥发油的主要成分,占根茎挥发油总量的94.53%;β-桉叶醇和茅术醇的含量较高,占5种主要挥发油成分总量的74.85%;5种主要挥发油成分在不同器官中的形成及动态变化均不同。根茎挥发油成分在营养生长及生殖生长旺盛期积累缓慢,在营养生长及生殖生长后期积累迅速。根据研究结果确定南京地区茅苍术的最佳采收期为11月中下旬。     

双向电泳分析鸢尾绿白嵌合叶片的蛋白质

利用双向聚丙烯酰胺凝胶电泳对鸢尾（Iris japonica)绿白嵌合叶片的蛋白质进行分离,并初步鉴定了蛋白质的相对分子量和等电点。每个电泳图谱共检测到400余个蛋白点,其中至少13个蛋白的表达变化明显;结果表明,嵌合叶片的绿色与白色叶组织具有明显不同的蛋白质双向电泳图谱。与数据库中拟南芥双向电泳图谱相比较,发现Rubisco大亚基,标记为W和T蛋白的表达变化与产生绿白嵌合叶片的表型密切相关。     

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。     

Jurkat T细胞质膜蛋白组学研究初探

目的:分析Jurkat T细胞质膜蛋白质组成,并对这些质膜蛋白的生理学过程和功能进行初步分析,为进一步研究Jurkat T细胞膜蛋白功能奠定基础.方法:首先采用差异密度梯度离心法提取Jurkat T细胞膜蛋白,然后将提取出的膜蛋白根据分子量大小通过SDS-PAGE进行初步分离,再进一步将分离出的蛋白条带切下进行胶内酶解,酶解后的肤段通过液相-芯片-离子阱质谱技术进行鉴定和生物信息学分析,建立Jurkat T细胞质膜蛋白全谱图,并进一步通过GO(Gene Ontology)对这些质膜蛋白进行功能分析.结果:成功提取了Jurkat T细胞的膜总蛋白,并建立了Jurkat T细胞质膜蛋白全谱图,共鉴定出618个质膜蛋白,经GO注释分析,其中与结合功能相关的质膜蛋白有493个,与信号转导活性相关的有186个,具有酶催化活性的有166个,具有转运活性的有137个,有些还具有酶调节活性、结构分子活性或者运动活性等,功能尚不清楚的有49个.结论:通过差异密度梯度离心,结合一维SDS-PAGE和HPLC-CHIP-MS/MS,成功建立了Jurkat T细胞质膜蛋白全谱图,并通过GO注释,初步分析了这些蛋白的功能和生理学过程,为进一步研究Jurkat T细胞质膜蛋白的功能奠定了基础.     

弗氏2a志贺菌2457T株碱性蛋白质组图谱的建立

目的:建立弗氏2a志贺菌2457T株的碱性蛋白质组图谱。方法:首先采用双向电泳技术对弗氏2a志贺菌2457T株表达的全部碱性菌体蛋白及碱性膜蛋白进行分离,再通过基质辅助激光解析/电离串联飞行时间质谱进行鉴定。结果:共鉴定到46个蛋白点,对应于38种蛋白质。结论:首次完成了弗氏2a志贺菌2457T株的碱性蛋白质组图谱。     

鼻咽癌5-8F细胞膜蛋白质组初步分析

细胞膜蛋白是细胞的重要组成部分,作为细胞的"门铃"与"门户",参与细胞内外物质交换、信息转换、细胞生长发育、细胞迁移以及免疫应答等重要生理活动.为鉴定鼻咽癌转移相关膜蛋白,运用差速离心联合双水相方法分离纯化鼻咽癌高转移细胞5-8F的细胞膜,SDS-PAGE分离膜蛋白,液相色谱/电喷雾串联质谱分析(LC-MS/MS)结合生物信息学分析鉴定出316种非冗余蛋白质,其中152种(48.5%)被注释为膜蛋白或膜相关蛋白.通过肿瘤差异蛋白质组数据库(dbDEPD)搜索,发现在114个膜蛋白中有49种膜蛋白与其它肿瘤的发生发展密切相关,其中21个膜蛋白与肿瘤转移相关.进一步分析发现膜蛋白CD104、VDAC2、CD298和SLC25A3与同属头颈部肿瘤的口腔癌转移相关,提示这4个膜蛋白也可能是鼻咽癌潜在的转移相关蛋白.研究结果提供了一个鼻咽癌细胞5-8F包含中高丰度膜蛋白的数据库,为进一步研究头颈部肿瘤鼻咽癌癌变分子机理积累了有价值的资料.     

温度与降水协同作用对短花针茅生物量及其分配的影响

采用人工气候箱法模拟研究温度变化(对照、增温1.5、2.0、4.0、6.0℃)、降水变化(W-30%、W-15%、对照W0、W+15%、W+30%)(以1978—2007年6—8月的月均温和月均降水量为对照)及其协同作用对内蒙古荒漠草原优势种短花针茅生物量及其分配的影响表明:温度和降水协同作用显著影响短花针茅生物量及其分配。增温使短花针茅总生物量、叶和根生物量增加,茎生物量和根冠比分别在在增温1.5℃、4℃后随增温而减小。干旱高温使总生物量减小,增温和降水增加使总生物量、根和叶生物量增加,茎生物量在增温小于2℃时随降水增加而增加,则适当的增温和增加降水可促进短花针茅生物量的积累。短花针茅的各器官生物量分配对温度和降水协同作用的敏感性为茎生物量比叶生物量比根生物量比,最敏感性器官为茎。这表明,短花针茅可根据不同器官生物量对水热变化的敏感性,调节干物质累积分配来适应气候变化。     

小麦小花高纯度线粒体的分离及其蛋白质双向电泳体系建立

应用差速离心和Percoll不连续密度梯度法分离纯化小麦三核期小花线粒体. 在裂解液选择、IPG胶条pH值范围、SDS-PAGE胶浓度及蛋白质上样量等方面对线粒体蛋白质双向电泳体系进行探索和优化,确立了一套适用于小麦小花高纯度完整线粒体的分离方法及其蛋白质双向电泳的技术体系. 结果表明,采用20%、24%和40% Percoll密度梯度和28% Percoll自形成密度高速离心体系,获得了有活性、高纯度且较完整的线粒体;经TCA-丙酮法提取蛋白,以7 mol/L尿素,2 mol/L硫脲,4% CHAPS(W/V),65 mmol/L DTT,0.5% IPG缓冲液(V/V),0.001% 溴酚蓝(W/V)裂解液溶解蛋白,采用17 cm,pH 4～7 IPG胶条和11% SDS-PAGE分离胶,上样量为160 μg,硝酸银染色法,更适合小麦小花线粒体蛋白质组双向电泳分离. 经PDQuest 2DE 8.0.1软件包统计分析,在2-DE图谱上分辨出约150个蛋白点,蛋白点清晰呈圆形,无横条纹干扰,这为利用双向电泳技术在亚细胞水平对线粒体进行蛋白质组学研究与分析奠定了基础,更为进一步分析研究线粒体与雄性不育的关系提供了理论与技术支撑.     

多维色谱-串联质谱联用技术分离和鉴定小鼠肝脏质膜蛋白质

采用自动在线纳流多维液相色谱 串联质谱联用的方法分离和鉴定蔗糖密度梯度离心法分离和富集的小鼠肝脏质膜蛋白质 .以强阳离子交换柱为第一相 ,反相柱为第二相 ,在两相之间连接一预柱脱盐和浓缩肽段 .用含去污剂的溶剂提取细胞质膜中的蛋白质 ,获得的质膜蛋白质经酶解和适当的酸化后通过离子交换柱吸附 ,分别用 10个不同浓度的乙酸铵盐溶液进行分段洗脱 .洗脱物经预柱脱盐和浓缩后进入毛细管反相柱进行反相分离 ,分离后的肽段直接进入质谱仪离子源进行一级和二级质谱分析 .质谱仪采得的数据经计算机处理后用Mascot软件进行蛋白质数据库搜寻 ,共鉴定出 12 6种蛋白质 ,其中 4 1种为膜蛋白 ,包括与膜相关的蛋白质和具有多个跨膜区的整合膜蛋白 ,为建立质膜蛋白质组学研究的适宜方法和质膜蛋白质数据库提供了有价值的基础性研究资料 .     

大鼠2/3肝切除72 h后再生肝脏质膜比较蛋白质组学研究

大鼠2/3肝切除模型为研究肝细胞增殖和生理性血管生成提供了一个很好的活体内模型.为了揭示肝再生过程中与肝细胞增殖终止相关及与血管生成启动相关的质膜蛋白质,本研究对大鼠肝2/3部分切除72 h后的肝脏质膜进行了研究：利用两步蔗糖密度梯度离心法对切除组和假手术组的肝脏质膜进行纯化;然后通过双向电泳和质谱技术对肝切除样品进行了比较分析并对几个关键蛋白程序性凋亡相关蛋白-6和丝蛋白-A进行了免疫印迹验证.相对于假手术对照组(Sham组),21种蛋白质在切除后72 h的肝脏中上调,15种蛋白质下调.所鉴定的差异表达蛋白参与了血管生成、细胞分裂增殖和凋亡、细胞分化调控、肝脏组织重新构建、代谢及应急反应.本研究为肝脏再生及其血管生成的研究提供了理论依据.     

大鼠背根神经节细胞质膜的双水相法纯化及其蛋白质组学研究

大鼠背根神经节(dorsal root ganglion, DRG)细胞是一种初级感觉神经元,能传导触觉、痛觉、温觉等神经冲动．为了对少量的DRG组织细胞进行质膜蛋白质组学分析,综合利用差速离心与双水相相结合的方法富集DRG质膜．然后通过SDS-PAGE、CapLC-MS/MS和生物信息学方法对其中的蛋白质进行鉴定和分析．Western blotting图谱扫描后经过Quantity One软件分析,双水相纯化后的质膜与差速离心后得到的粗质膜相比相对浓度增加了2.3倍,与匀浆液相比增加了15倍． 经过大鼠IPI数据库以及相关文献检索, 有729个蛋白质得到鉴定, 其中547个蛋白质具有GO (gene ontology)注释信息,有159 (21.8 %)个蛋白质定位在质膜上．通过对大鼠DRG质膜的蛋白质组学研究,得到了大鼠DRG的质膜蛋白质的分析数据,且提供了一种适用于少量样品的蛋白质组学的分析路线．     

茅苍术内生真菌的分离及抗肿瘤细胞活性筛选

近年来,植物内生菌在抗肿瘤天然药物的研究取得了很大的进展。本实验从植物茅苍术中利用纯培养方法和组织块法分离获得57株内生真菌,其中,从根中分离得到20株,叶中分离得到19株,茎中分离得到16株,果实中分离得到2株。对57株内生真菌的抗肿瘤活性进行筛选研究,结果表明,菌株KLMPAL027发酵液对人肝癌HepG2细胞抑制率达到63.76%。     

温和过甲酸氧化辅助酶解结合液质联用技术鉴定大鼠大脑皮层质膜蛋白质

由于膜蛋白质尤其是内在膜蛋白的强疏水性,分析和鉴定质膜蛋白质仍然是以质谱为基础的蛋白质组学的方法中的一个难点.过甲酸氧化是一种应用广泛的打开二硫键的方法,温和的过甲酸试剂能完全的将半胱氨酸转化为半胱磺酸,将甲硫氨酸转化为甲硫氨酸砜,从而使目的蛋白更易溶于水介质.采用蔗糖密度梯度离心法纯化得到大鼠大脑皮层质膜,提取的质膜蛋白质经温和过甲酸氧化处理后经胰酶酶解消化得到肽段,利用LC-MS/MS对所得肽段进行质谱分析,采集的原始数据用Mascot软件进行库搜寻鉴定.此方法是研究质膜蛋白质的新方法,温和过甲酸氧化显示出很好的氧化效果却避免其它不利于鉴定的副反应.从大鼠大脑皮层膜提取物共鉴定出220种蛋白质,其中73种为整合膜蛋白,证明对质膜蛋白质直接进行温和过甲酸氧化然后酶解的方法辅助酶解可以有效的鉴定质膜蛋白质.     

应用优化的双向电泳技术建立纤维堆囊菌So0157-2蛋白质组数据库

堆囊菌丰富的次级代谢产物是新药的重要来源,而蛋白质组学分析是研究代谢调控的有效方法．然而堆囊菌含有大量的胞外多糖以及黏液,干扰了蛋白质组学分析中蛋白质的溶解度、分辨率及重现性．为了高通量地筛选Sorangium cellulosum So0157-2表达的特异性蛋白,实验优化了S. cellulosum So0157-2双向电泳方法．首先,S. cellulosum So0157-2蛋白在裂解液中有更好的溶解度．pH 3～10非线性胶条和1 mg的蛋白上样量适用于第一向等电聚焦,分别提高了蛋白质点的分辨率和低丰度蛋白质的表达．15% SDS-PAGE 改善了S. cellulosum So0157-2蛋白分离的分辨率和重现性．最终,通过优化的双向电泳方法获得了S. cellulosum So0157-2 在M26培养基中培养3天的全蛋白质表达谱,并检测到552个蛋白质点．进而对表达蛋白通过MALDI-TOF-MS进行质谱鉴定,其中474个蛋白质得到鉴定,鉴定率85.9%．得到鉴定的蛋白质包括细胞结构和功能组分,以及细胞代谢合成酶类,其中8个蛋白质与糖类的转化和代谢相关,这有助于糖基化埃博霉素A的深入研究．该优化方法为进一步建立纤维堆囊菌So0157-2在各种培养条件下的蛋白质组表达数据库打下基础．     

通过生物素化标记分析细胞膜亚蛋白质组

细胞膜在许多基本生物学作用过程中扮演着重要角色,比如细胞-细胞相互作用、信号转导和物质运输.分析不同生理或病理状态细胞的膜蛋白的表达变化,有助于了解这些生物学过程以及发现新的诊断、治疗靶位.成功地进行膜蛋白分析最重要的是获得足够浓度与纯度的膜蛋白.这里报告一种分离高纯度膜蛋白的方法,主要包括三个步骤：（1）生物素化活细胞表面的膜蛋白,（2）链亲和素琼脂糖亲和吸附,（3）强烈的清洗条件去除非特异吸 附的胞质蛋白.最后用化学方法洗脱生物素标记的膜蛋白进行双向电泳分离分析.用该方法 制备了HeLa细胞的膜蛋白.免疫印迹结果表明,生物素标记的膜蛋白基本上都是低丰度蛋白. 这样制备得到的膜蛋白双向电泳分离出2 400多个蛋白质点,而且大多数点的亮度相近,分 布得相对分散没有聚集成群.这种图谱非常便于比较分析找到差异蛋白.多次重复制备膜蛋白 、电泳表明该方法的重复性和稳定性很好.     

蓝色温和凝胶双向电泳用于分析嗜盐菌质膜蛋白复合物

为了揭示细胞对盐胁迫渗透适应的分子机制,以新鉴定的中度嗜盐芽孢杆菌Bacillussp.I121为实验材料,分析了该嗜盐菌质膜上的盐胁迫响应蛋白.为此,通过蓝色温和凝胶双向电泳(BN/SDS-PAGE)对纯化的质膜组分进行了差异蛋白质组学研究.经MALDI-TOF/TOF质谱分析,鉴定了8个盐胁迫响应蛋白.盐胁迫诱导上调表达的蛋白质包括ABC型转运蛋白、3-磷酸甘油透性酶、嘧啶核苷转运蛋白和甲酸脱氢酶,下调表达的蛋白质包括琥珀酸脱氢酶(succinate dehydrogenase)铁硫亚基、黄素蛋白亚基、细胞色素b556亚基以及分子伴侣DnaJ的同源蛋白;酶活力测定结果表明胁迫条件下上述蛋白质的活性变化与表达量变化相一致.这些蛋白质中绝大多数属于高度疏水的跨膜蛋白,主要负责物质跨膜运输及能量代谢.上述结果表明,中度嗜盐菌Bacillus sp.I121可通过加快跨膜物质运输,同时抑制TCA循环完成盐胁迫条件下相容性溶质脯氨酸和四氢嘧啶的合成与积累.也进一步证明,蓝色温和凝胶双向电泳不仅可用于线粒体、叶绿体中蛋白质复合物的分析,也同样适用于细胞质膜上高度疏水蛋白复合物的比较研究.