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。     

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。     

蛋白质组研究技术及其进展

“蛋白质组”（ｐｒｏｔｅｏｍｅ）由澳大利亚学者Ｗｉｌｋｉｎｓ和Ｗｉｌｉａｍｓ等于１９９４年提出,指的是由基因组编码的全部蛋白质［１］。今后生命科学的重点将是在蛋白质组水平上揭示生命现象的本质及活动规律。尽管蛋白质组概念的提出至今只不过四年时间,但它的...     

病原微生物蛋白质组研究

随着蛋白质组研究技术的发展,微生物蛋白质组学研究进展很快。本文从病原菌遗传变异、致病机理、潜在疫苗和对药物抗性的研究四个方面对病原微生物蛋白质组研究进展作一综述。     

Smad3基因剔除致骨关节炎小鼠血清蛋白质组双向凝胶电泳分析

Smad3基因剔除导致小鼠骨关节炎,为了进一步深入研究Smad3基因缺失导致骨关节炎形成的分子机制,寻找骨关节炎发生早期的分子变化,用双向电泳技术结合肽质量指纹谱技术对Smad3基因剔除小鼠和野生型小鼠血清蛋白质组进行了初步分析,对其中7个表达差异蛋白质进行了鉴定,并探讨了所鉴定蛋白质与骨关节炎发生的关系,为揭示SMAD3介导的TGF－β信号在骨骼发育中的重要作用提供了线索。     

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.     

蛋白质组研究技术及其进展

蛋白质组学是在后基因时代出现的一个新的研究领域．它是对机体或组织或细胞的全部蛋白质的表达和功能模式进行研究。介绍并总结了蛋白质组研究的主要技术,包括双向凝胶电泳、质谱技术、蛋白质芯片和生物信息学等。     

质谱技术解析磷酸化蛋白质组

蛋白质磷酸化是生物体内存在的一种普遍的调节方式,在细胞信号传递中占有极重要的地位.质谱已逐渐被人们认为是挑战这一领域的有利工具.综述了目前利用质谱技术分析磷酸化蛋白质的方法,包括利用固定化的金属亲和层析柱、抗体和化学标签技术富集目的分子,肽片段质量图和前体离子扫描（precusor ion scans）等技术检测磷酸化肽段,串联质谱对磷酸化肽段测序鉴定磷酸化位点,以及引入质量标签对蛋白质的磷酸化水平进行定量等.虽然现在已经有很多可行的方法用于分析磷酸化蛋白质,但要达到从少量生物样品中解析其全部磷酸化蛋白质仍需要有很多技术上的突破.     

双向电泳结合质谱分析长双歧杆菌XY01分泌蛋白质图谱

菌体的分泌蛋白质在宿主和菌体的相互作用之间起着重要的作用. 本研究采用双向凝胶电泳的方法建立了长双歧杆菌XY01分泌蛋白质图谱,通过MALDI-TOF/TOF质 谱鉴定和数据库搜索,对鉴定到的分泌蛋白进行了分析. 共检测到21个蛋白质点, 成功鉴定18个蛋白质点,分别代表14个不同的蛋白质,等电点分布在4.5～7.0之间 ,分子质量分布在20 ～65 kD之间;通过COGs分类和功能分析,信号肽和细胞定位及KEGG代谢通路分析. 结果表明,这些蛋白质对菌体细胞壁/膜的形成、生物信号传导和物质代谢等起着重要作用. 研究结果为长双歧杆菌蛋白质组学和基因组学的研究提供了参考.     

应用超高分辨双向凝胶电泳技术进行正常人类肝脏蛋白质组研究

肝脏是人体最大的实质器官, 承担着人体许多关键的生理功能, 在生命活动中占有重要地位. 根据人类肝脏蛋白质组计划, 本实验旨在构建人肝脏蛋白质双向凝胶电泳表达谱, 尽可能分离和鉴定更多的蛋白. 在双向凝胶电泳第一向等电聚焦水平上, 从上样方式、水化液配方、聚焦时间等方面优化了碱性蛋白的分离条件, 利用超放大胶分离技术搭建了高分辨的双向凝胶电泳分离平台, 构建了人类肝脏蛋白质2-DE参考谱, 检测到5481个蛋白质点. 这是目前国际上最为全面的人体器官蛋白质组2-DE参考谱, 为其他肝病的研究提供了较好的参照系. 成功鉴定了429个非冗余蛋白, 对pH 4.0~7.0, 5.0~6.0, 5.5~6.7, 6.0~9.0部分蛋白质点在胶上进行了注释, 由此构建了人肝2-DE蛋白质表达谱数据库. 对蛋白质的理化性质、功能及亚细胞定位进行了全面分析. 研究中构建的人类肝脏蛋白质2-DE图谱将为肝脏比较蛋白质组学研究提供参考.     

天麻蛋白质的双向电泳和肽质量指纹谱分析与鉴定

采用双向聚丙烯酰胺凝胶电泳和质谱技术对天麻染菌球茎皮层和不染菌的新生球茎皮层进行了比较蛋白质组分析与鉴定。双向电泳后在分子量 1 2～97kD、等电点 3～ 1 0范围内 ,每块胶分离到约 90 0个蛋白质点。对新生球茎中表达量明显增加的 5个蛋白质点用基质辅助激光解吸 电离飞行时间质谱 (MALDI TOFMS)进行肽质量指纹谱的分析 ,并通过检索不同的数据库进行蛋白质鉴定与功能预测 ,初步认为第 4号蛋白点是一个与转录有关的RNA结合蛋白。同时本文在天麻蛋白质组样品制备、数据库检索策略以及蛋白质鉴定成功率等方面进行了探讨。     

水牛精子蛋白质组双向电泳体系的建立和优化

建立和优化一种适合水牛精子蛋白质组学研究的双向电泳技术。以水牛精子为研究对象,比较两种不同配方的裂解液,以及不同上样量对其2-DE图谱质量的影响。结果显示,以7 mol/L尿素、2 mol/L硫脲、4%CHAPS、1%DTT、0.5%Cocktail of protease inhibitors为裂解液,24 cm胶条上样量200μg时,可获得较好的精子总蛋白质2-DE图谱。运用ImageMaster 2-Dplatinum分析软件检测出约500个蛋白质点,蛋白质大部分分布在等电点5-7之间,分子量范围约40-90 kD。     

同时放化疗敏感性不同宫颈癌组织的二维电泳图谱建立及质谱分析

目的:分析同时放化疗后高敏感和低敏感中晚期宫颈癌组织之间蛋白质组的差异,为确定宫颈癌同时放化疗敏感性相关蛋白提供依据。方法:收集治疗前的中晚期宫颈癌活检组织标本,均为中分化鳞癌,置于—80℃超低温冰箱保存。同时放化疗后,根据WHO实体瘤疗效判断标准,将收集的10例宫颈癌组织标本分为高敏感组(5例)和低敏感组(5例);提取组织总蛋白,进行双向凝胶电泳(two-dimensional gel electrophoresis,2-DE)得到凝胶图谱,采用PD-quest 7.0软件进行匹配和差异分析,识别两组之间表达差异蛋白点。将部分差异蛋白点进行胶内原位酶解后进行MALDI-TOF-MS分析,获取肽质量指纹图,数据库搜索鉴定蛋白质。结果:建立了分辨率高,重复性好的同时放化疗后宫颈癌组织高敏感组和低敏感组的双向凝胶电泳图谱。高敏感组蛋白点数为781±74个,低敏感组蛋白点数为766±52个,组间平均匹配率为87.6%。质谱分析成功鉴定15个差异表达蛋白,其中7个蛋白质在高敏感组高表达,8个蛋白质在高敏感组低表达。结论:蛋白质2-DE图谱和质谱鉴定结果说明同时放化疗后高敏感组和低敏感组宫颈癌组织间存在蛋白质表达的差异,这些蛋白质可能与同时放化疗敏感性有关。     

衫木叶片蛋白质组的双向电泳技术优化

为建立适用于杉木(Cunninghaimia lanceolata)叶片蛋白质组研究的双向电泳技术,对杉木叶片蛋白质的溶解方法、上样量、IEF及SDS-PAGE电泳等关键步骤进行了优化。结果表明,杉木叶片蛋白质主要分布在pH4-7范围;裂解液中含有硫脲(2mmol/L)才能较充分地溶解蛋白,DTT浓度为60mmol/L、上样量1.5mg时得到的图谱分辨率较好且蛋白斑点分布均匀、清晰,拖尾现象明显减少,平衡液Ⅱ中碘代乙酰胺浓度为450mg(15ml)-1时能提高图谱分辨率;采用与质谱兼容的考马斯亮兰进行染色,得到近700个蛋白点。     

Cerebrospinal Fluid Proteins Studied by Two-Dimensional Gel Electrophoresis and Immunoblotting Technique

The proteins of lumbar CSF have been investigated by two-dimensional gel electrophoresis, and their patterns have been compared with the corresponding serum protein patterns. Serum proteins in CSF have been identified by electroblotting and immunoreaction with antiserum against total human serum proteins. Proteins derived from brain have been identified with antiserum against human brain proteins. The most prominent CSF protein group has been identified as a multiple form of apolipoprotein E. The correct position of the glial fibrillary acidic protein has also been determined. The prefractionation of CSF proteins by size exclusion chromatography or by affinity chromatography followed by two-dimensional electrophoresis has facilitated the detection of trace components in CSF and the corresponding serum.     

Comparative Proteome Analysis of Human Temporal Cortex Lobes by Two-Dimensional Electrophoresis and Identification of Selected Common Proteins

Human brain proteins were isolated from left and right temporal cortex lobes at the age of 73, 23, 84 years and separated by two-dimensional gel electrophoresis (2-DE). 2-DE was carried out with an immobilized pH gradient strip in the first dimension and by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis in the second dimension. Over 800 polypeptide spots were resolved with a silver-staining protocol by computerized 2-D gel analsis. Seven of the polypeptide spots were evidently distinguishable between human left and right temporal lobes. Four of the polypeptide spots were larger and three were smaller in human right temporal lobe. One of these three protein spots that have descendent expression in human right temporal lobe was identified as carbonyl reductase (NADPH) 1 by MALDI-TOF MS. Thirty-three common spots were identified by ESI-MS/MALDI-TOF MS/Edman sequencing and a protein database search. These identified proteins include some important enzymes and regulating proteins.     

小麦幼穗蛋白质双向电泳条件的优化

本研究以温光敏小麦为试材,用TCA/丙酮和酚提取法提取小麦幼穗蛋白样品,进行了双向电泳优化分析,并对双向电泳过程中出现的问题进行了讨论。结果表明,用TCA/丙酮法提取小麦幼穗蛋白质其产率(浓度)高于酚提取法。SDS-PAGE电泳显示,用TCA/丙酮提取法提取的蛋白质能获得较清晰条带,分辨率较高,而酚提取法提取的蛋白质其条带模糊,分辨率低。对蛋白质纯化除盐可以提高分辨率,减少横竖纹,获得背景清晰的圆形蛋白点。通过ImageMasterTM 2D Platinum5.0软件分析凝胶图谱,结果显示纯化后可降低噪点,纯化后蛋白点数可从未纯化蛋白点数的216增加到583。显然,采用TCA/丙酮法可获得高浓度高质量的蛋白质,而进一步纯化、除盐离子可进一步获得背景清晰可高重复性的电泳图谱。在双向电泳实验过程中,观察到一些异常缺陷胶的出现,如双向电泳图谱中蛋白点扩散,蛋白聚集形成斑点串,没有点或点很少,出现纵纹横纹及图谱扭曲等影响图谱质量的严重问题,本研究对这些问题做了分析并提出了解决方案。     

小麦根蛋白提取与双向电泳方法的优化与应用

为了建立一套适合小麦根蛋白质组分析的双向电泳系统（2-DE）,得到更加清晰的电泳图谱,本研究以小麦幼苗根系为材料,对根蛋白的提取方法、上样量等进行了优化。研究发现,上样量为1200μg时,Trizol抽提法提取的蛋白能够获得图像清晰、分辨率高、重复性好的双向电泳图谱,基本满足小麦根系蛋白质组学的分析和研究。     

口虾蛄性腺组织蛋白质双向电泳体系的建立及优化

旨在通过口虾蛄雄性、雌性性腺组织蛋白质双向电泳技术体系的优化,获得雄性、雌性口虾蛄性腺蛋白质的表达图谱。结果表明,不同的蛋白提取方法,上样前处理方法,上样量,聚焦时间及雌、雄性口虾蛄性腺蛋白表达图谱存在一定的差异。雌性、雄性口虾蛄用Tris-HCl提取后用丙酮沉淀方法提取蛋白质、不经上样缓冲液处理、上样量为10μg时,得到较好图谱。对图谱分析发现在pH4-6.5范围内,雌性口虾蛄性腺可溶性蛋白质种类多于雄性。雄性口虾蛄蛋白质点相对于雌性较少,且蛋白质大部分分布于酸性端。经过蛋白质双向电泳体系的优化,能显著提高双向电泳图谱的分辨率,为进一步研究口虾蛄性别差异表达蛋白的筛选,后续的口虾蛄蛋白质组学研究提供技术保障。     

柑橘叶片和果皮总蛋白质提取及双向电泳体系的建立

以春甜橘(Citrus reticulata Blanco‘Chuntianju’)果皮和叶片为材料,分别用Tris-HCl、尿素/硫脲(Thi/Urea)、三氯乙酸/丙酮(TCA)和酚(Phe)等4种方法提取柑橘总蛋白质,从蛋白质产量、单向SDS-PAGE和双向电泳等方面进行比较。结果表明,4种方法的分离效果存在较大差异,不论是以柑橘叶片还是果皮为材料,均以TCA法最好,且双向电泳图谱分辨率较好,蛋白点清晰、均匀、基本没有条纹,且蛋白点多。这说明TCA法不仅能很好地去除柑橘果皮、叶片中存在的大量干扰物质,而且还能得到稳定的蛋白点。