基于超滤膜辅助的糖蛋白全O-连接糖链的富集和MALDI-TOF/TOF质谱结构解析

哺乳动物中约有50%以上的蛋白质都发生了糖基化修饰.连接在丝氨酸或苏氨酸上的O-连接糖链是常见的蛋白质糖基化修饰方式之一,其主要功能是维持与其连接的蛋白质部分的空间构象,保护其免受蛋白酶水解及覆盖某些抗原决定簇.糖链结构的解析有助于更清楚地认识糖蛋白及其功能.本研究建立了一种基于超滤膜辅助(FASP)富集细胞、血清和尿液中糖蛋白全O-连接糖链的方法,根据糖蛋白与其糖链结构之间的分子质量差异,利用10 KD超滤膜富集蛋白质样品中由β消除反应释放的全O-连接糖链,将糖链甲基化修饰后再使用MALDI-TOF/TOF-MS进行解析,同时利用二级质谱进行结构确认.通过上述方法可从标准糖蛋白mucin、细胞、血清和尿液样本中分别鉴定到83、29、33和85种O-连接糖链结构,利用该方法可以从复杂样品中富集和解析糖蛋白全O-连接糖链,实现快速、高效、高通量地解析糖蛋白O-连接糖链的目的.     

尿蛋白质组学在疾病标志物研究中的应用

尿液是重要的疾病标志物来源. 本文介绍了当前尿蛋白质组学的研究进展和尿液中疾病标志物研究的主要问题, 并对未来的发展进行了展望. 由于实际的临床问题通常是对症状相似的多种疾病进行鉴别诊断, 仅仅比较某一种疾病组和健康人对照组的尿蛋白质组差异不足以找到具有诊断能力的标志物. 另外, 尿蛋白质组在个体间和同一个体的不同生理条件下的变化也为疾病标志物的寻找带来了困难. 本文提出, 进行正常人群个体间和不同生理条件下尿蛋白质变化范围的研究可以为鉴定疾病标志物提供参考标准, 从而帮助研究者发现由疾病、而不是生理学差异引起的蛋白的变化. 比较蛋白在血浆和尿液中丰度的变化可以揭示肾脏的生理学功能和发现疾病标志物. 最后提出, 建立一个数据共享平台, 收集和整合已有的疾病标志物研发成果, 将大大推动尿蛋白质组研究的发展.     

细胞的信号接收和信号传输(3)

生物在不断变化的环境中保持内部状况的稳定,需要细胞具有感知这些变化且做出反应的能力。细胞接收和传输外部信号是由蛋白质分子执行的。通过特异结合另一个分子,或自身被修饰导致局部电荷改变,蛋白质分子可以改变形状,在"开"和"关"2种功能状态之间来回转换,相当于计算机中的0和1。改变了状态的蛋白质分子又可以使下游的分子改变状态,从而将信息传递下去,最后通过效应蛋白质分子功能的改变实现细胞对传入信号的反应。     

细胞的信号接收和信号传输(1)

生物要在不断变化的环境中保持内环境的稳定,需要细胞有感知这些变化并且做出反应的能力。细胞对外部信号接收和传输的任务是由蛋白质分子执行的。通过特异结合另一个分子,或者自身被修饰导致局部电荷改变,蛋白质分子可以改变形状,在"开"和"关"2种功能状态之间转换,相当于计算机中的0和1。改变了状态的蛋白质分子又可以使下游的分子改变状态,从而将信息传递下去,最后通过效应蛋白质分子功能的改变实现细胞对传入信号的反应。     

细胞的信号接收和信号传输(2)

生物在不断变化的环境中保持内部状况的稳定,需要细胞具有感知这些变化且做出反应的能力。细胞接收和传输外部信号是由蛋白质分子执行的。通过特异结合另一个分子,或自身被修饰导致局部电荷改变,蛋白质分子可以改变形状,在"开"和"关"2种功能状态之间来回转换,相当于计算机中的0和1。改变了状态的蛋白质分子又可以使下游的分子改变状态,从而将信息传递下去,最后通过效应蛋白质分子功能的改变实现细胞对传入信号的反应。     

细胞的信号接收和信号传输(4)

生物在不断变化的环境中保持内部状况的稳定,需要细胞具有感知这些变化且做出反应的能力。细胞接收和传输外部信号是由蛋白质分子执行的。通过特异结合另一个分子,或自身被修饰导致局部电荷改变,蛋白质分子可以改变形状,在"开"和"关"2种功能状态之间来回转换,相当于计算机中的0和1。改变了状态的蛋白质分子又可以使下游的分子改变状态,从而将信息传递下去,最后通过效应蛋白质分子功能的改变实现细胞对传入信号的反应。     

蛋白质功能基团的改变与其生物活力之间的定量关系

蛋白质(包括酶)分子结构与功能的关系一直是分子生物学的核心问题之一.用各种方法改变蛋白质分子中侧链基团的性质观察对其生物活力的影响是研究这一问题的主要方法.蛋白质化学修饰的研究,迄今已有约60年的历史.自20年代末到60年代初的30余年内,这一研究一直停留在定性描述阶段,大量的实验结果不能进行定量的数据处理.因为在蛋白质分子中某类侧链基团在功能上虽有必需与非必需之分,但是在与某试剂起反应上往往是相同的,即它们都能与某一试剂起反应.所以,虽然从实验上可以测得随侧链基团的被修饰导致其生物活力下降的关系,但是在所测得的被修饰的基团中,既有必需的,也有非必需的.由于长期以来人们没有找到生物活力与必需基团之间的定量关系,也就无     

非限制翻译后修饰鉴定方法的研究进展

蛋白质翻译后修饰在真核生物细胞内广泛存在,对蛋白质的结构和功能有着十分重要的影响.串联质谱技术的快速发展为翻译后修饰鉴定提供了高通量、高灵敏度和高分辨率的分析平台,但传统搜索引擎鉴定修饰的方法无法满足数据分析的需求,非限制翻译后修饰鉴定已成为目前蛋白质组修饰分析的重要手段之一.非限制翻译后修饰鉴定不需要在分析前指定修饰类型,可以直接从样品中找出大量已知或未知的修饰,对提高质谱图谱解析率以及揭示蛋白质的生物学功能具有十分重要的意义.本文首先介绍了非限制翻译后修饰鉴定的定义和发展历程,然后从序列匹配和谱图匹配两个方面详细综述了目前非限制翻译后修饰鉴定的主流算法,分析了非限制翻译后修饰鉴定的质量控制问题,最后结合非限制翻译后修饰鉴定的实际应用讨论了修饰鉴定算法的不足和发展方向.     

血浆蛋白质组——人类蛋白质组计划的“探路者”

概述了血浆蛋白的研究现状、难点和策略.血浆是血液中无形的液体成分,是一种十分复杂和多样化的基质,包含数百万种蛋白质和小分子多肽、盐、类脂、氨基酸和糖等.血浆蛋白参与机体免疫、凝血-抗凝血、物质运输、营养和对生长信号调节等多种重要的生理功能.人体器官的病理变化可导致血浆蛋白在结构和数量上的改变,这种特征性的变化对疾病诊断和疗效监测具有十分重要的意义.然而,迄今为止人类对血浆蛋白的了解还十分有限,只有很少一部分血浆蛋白被用于常规的临床诊断.全面而系统地认识健康和疾病状态下血液循环中血浆蛋白的性质,会极大地加速对具有疾病诊断和治疗监测作用的血浆标志蛋白的研发.国际人类蛋白质组组织于2002年首先选择了血浆蛋白质组作为人类蛋白质组首期执行计划之一,其初期目标是：a.比较各种蛋白质组分析技术平台的优点和局限性;b.用这些技术平台分析人类血浆和血清的参考样本;c.建立人类血浆蛋白质组知识库.     

非组蛋白甲基化修饰的研究进展

非组蛋白的赖氨酸和精氨酸残基上的甲基化修饰已经被证明是一种普遍的蛋白质翻译后修饰方式,在生命活动中发挥重要作用.甲基化修饰方式的多样性以及它们与其他修饰之间的交互作用(crosstalk)复杂但精细地调控了基因表达、蛋白质活性及稳定性、DNA复制及基因组稳定性、RNA加工等多种功能.本文将对非组蛋白的甲基化修饰特征进行总结,归纳近些年来已报道的甲基化修饰酶、修饰位点及这些位点的生物学功能,并将特别阐述不同蛋白质修饰之间的交互作用,概述鉴定非组蛋白甲基化修饰的方法.     

尿蛋白标志物在非泌尿系统肿瘤研究中的进展

尿液来源于血液,除泌尿系统外,还可以反映身体其他脏器、器官的生理或病理改变。随着蛋白质检测分析技术的进步,健康人尿液中的蛋白质数量被认为有5 000种以上。由于其可以通过非侵入性的方式大量收集,近七八年来,大量的研究开始使用尿液作为非泌尿系统肿瘤标志物研究的重要样本。总结了尿蛋白作为肿瘤标志物来源的优缺点,以及11种常见非泌尿系统肿瘤中发现的尿蛋白标志物,并对尿蛋白标志物的临床应用前景进行了归纳分析与展望,以期促进这些潜在标志物的临床应用以及这一领域的发展。     

分泌体系O-GalNAc修饰研究方法与应用进展

蛋白质O-GalNAc糖基化作为蛋白质翻译后修饰的一种重要形式,参与重要的生理和病理过程.在血浆及其他分泌体系中,O-GalNAc修饰的异常改变可能作为疾病预警的标志分子.鉴于O-GalNAc结构的多样性,系统性分析O-GalNAc修饰具有极大的挑战.随着富集方法、质谱分析技术以及数据解析工具的发展,近年来O-GalNAc修饰的研究取得了一系列进展,促进了对蛋白O-GalNAc糖基化在人类健康中所起作用的深入理解.本文主要介绍近年来分泌体系中的O-糖基化蛋白、O-糖链以及O-糖基化位点的富集与鉴定方法和最新进展.     

蛋白质修饰与肿瘤糖代谢

蛋白质分子链上接上某种化学基团,从而改变其执行生命复杂的调控和信息传递的功能,这一过程称为"蛋白质修饰".常见的蛋白质翻译后修饰过程有磷酸化、乙酰化、泛素化、糖基化和甲基化等,它们使蛋白质的结构更为复杂,功能更为完善,作用更为专一,调控更为精细.蛋白质修饰在生命体中具有十分重要的作用.在肿瘤代谢中,肿瘤细胞即使在氧气充足的情况下仍进行糖酵解,称为Warburg效应.目前越来越多的研究表明,蛋白质翻译后修饰与肿瘤糖代谢密切相关.本文将就常见的蛋白质修饰方式对肿瘤糖代谢的影响方面的研究进展进行综述.     

氧化修饰高密度脂蛋白的研究进展

血浆高密度脂蛋白(HDL)与低密度脂蛋白(LDL)一样可以在体内外发生氧化修饰,引起其理化性质发生一系列的改变,如多不饱和脂肪酸过氧化,卵磷脂水解,蛋白质发生聚合或分解等.活体内HDL可能在动脉壁巨噬细胞、内皮细胞及中性粒细胞、单核细胞的作用下发生氧化修饰.氧化修饰HDL可能通过清道夫受体途径代谢.氧化修饰HDL产生多种致动脉粥样硬化作用.维生素E、C的摄入可能有助于防止脂蛋白的氧化.     

蛋白质巯基亚硝基化———一种典型氧化还原依赖的蛋白质翻译后修饰

综述了蛋白质巯基亚硝基化修饰的特点、检测方法、功能研究、相关疾病和发展态势.蛋白质巯基亚硝基化(S-nitrosation)是指一氧化氮(nitricoxide,NO)及其衍生物修饰蛋白质半胱氨酸(cysteine,Cys)巯基—SH生成—SNO,其是一种典型的氧化还原依赖的蛋白质翻译后修饰,也是一氧化氮发挥其广泛信号转导作用的新的重要途径.     

蛋白质组研究中的化学"探针"

随着蛋白质组学概念的提出以及诸如血浆蛋白质组等有影响力的计划开展, 蛋白质组研究迅速发展起来, 这门基于分析化学和物理化学的领域也逐渐为广大生物学家所关注, 同时也相应地在细胞生物学、生物化学等领域的研究中崭露头角。蛋白质表达量的变化以及各种各样的修饰无不反映出机体对环境变化的应激和自身功能的需要。因此, 定量蛋白质组和修饰化的蛋白质组成为了目前蛋白质组研究的重要领域之一。文章着重从采用化学标记实现定量和修饰化研究这个角度来介绍近些年来在这方面取得的进展, 希望对生物学领域的研究有所借鉴。     

K27泛素化修饰研究进展

泛素化修饰作为最普遍存在的翻译后修饰形式之一,介导了生物体内蛋白质稳态调控等功能。泛素分子的7个赖氨酸和N端甲硫氨酸可以继续被泛素分子修饰,进而形成8种类型的泛素链。其中,K48和K63泛素链由于丰度高且功能研究相对清楚被称为经典泛素链,而其他6种泛素链被称为非经典泛素链。在非经典泛素链中,K27泛素链是在泛素分子的Lys27 (K27)位点上继续发生泛素化形成的,具有紧密的空间结构。近些年,K27泛素链在固有免疫、蛋白稳态和DNA损伤修复等方面的功能逐渐被报道,但K27泛素链的合成、修剪过程及其下游招募特定蛋白质的分子调控机制还所知甚少。文中结合实验室研究,综述了K27泛素链结构特征、结合方式和生物学功能,为未来K27泛素链结构和生物学功能的深入研究提供参考。     

尿液蛋白质组在膀胱癌临床诊治中的应用

膀胱癌是一种常见的泌尿系统疾病,尿细胞学检查与膀胱镜检查是膀胱癌的主要临床诊断手段,但尿细胞学检查敏感性较差,膀胱镜检查为侵入性检查,易给病人带来强烈的不适感;且膀胱癌具有易复发的特点,大部分患者必须面临频繁的检查,临床亟需发展舒适、准确的检查手段.尿液存储是膀胱的主要生理作用,尿液可以直接接触肿瘤实体,肿瘤分泌的一些蛋白质分子极可能进入尿液中,并且患者尿液样本便于足量多次收集.同时,蛋白质组技术以及尿液蛋白质组研究的快速发展,为我们利用尿液研究膀胱癌提供了便利的途径.本文系统总结了尿液蛋白质组研究的主要技术手段,重点关注膀胱癌尿液蛋白质组研究趋势和应用方向,以期为利用尿液蛋白质组研究膀胱癌提供助力.     

泛素化调控抗病毒天然免疫的研究进展

天然免疫是宿主防御病原微生物入侵的第一道防线,其活化主要通过天然免疫细胞上的模式识别受体(pattern recognition receptors, PRRs)识别病原微生物上相对保守的相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns, PAMPs).病毒相关的核酸成分可以被机体Toll样受体(Toll-like receptors, TLRs)、维甲酸诱导基因Ⅰ受体(RIG-I-like receptors, RLRs)以及胞浆DNA受体(cytoplasmic DNA sensors)等识别,通过一系列复杂的细胞信号通路诱导Ⅰ型干扰素(typeⅠinterferon)及炎症因子的表达,从而激发机体抗病毒反应.泛素化修饰是细胞内广泛存在的蛋白质翻译后修饰方式,在宿主防御病原微生物感染的动态调控过程中发挥着重要的作用.已有大量文献报道,天然免疫抗病毒信号通路中的多个关键接头分子可发生泛素化修饰,进而调控机体抗病毒免疫应答反应.本文综述了泛素化修饰在抗病毒天然免疫中的作用及其调控机制.     

D－半乳糖致衰老小鼠与幼龄小鼠的垂体差异蛋白质分析

脑垂体是控制动物生长发育衰老死亡非常重要的一个器官.随着机体的衰老,垂体功能退化是必然趋势.D 半乳糖致衰老模型已被广泛用于研究衰老机制和筛选药物靶标,然而其分子机制尚未清楚.本研究采用差异蛋白质组学方法,以寻找D 半乳糖致衰老小鼠和幼龄小鼠垂体的差异蛋白质,为弄清其功能障碍的分子机制提供新的研究方法和线索.基于双相电泳和质谱结合的方法,本研究发现了46个大于2倍的差异蛋白质,其中32个得到可靠的鉴定（P <005）. 对差异蛋白质功能分析发现, 这些显著差异蛋白质主要分布于糖代谢通路,可能与线粒体功能紊乱有关.我们的研究数据为更好地理解D 半乳糖致衰老小鼠垂体功能障碍的内在机制提供了线索.