蛋白质的肽质谱指纹图分析方法的优化

肽质谱指纹图分析是一种常用的蛋白质的鉴定方法.为了提高这种方法鉴定蛋白质时序列覆盖率和准确度,以6个标准蛋白质为分析样品,对几种不同的酶解肽段的浓缩、脱盐和点样方法进行了检验和优化.结果发现,将酶解肽段的浓缩体积控制在5μl以下和采用10mmolL柠檬酸铵缓冲液板上脱盐能提高蛋白质鉴定的准确度;在点样的时候,采用先点样品再点基质的方法能明显提高匹配肽段的个数和信噪比.这些优化的样品制备方法明显地提高了MALDITOF质谱肽质谱指纹图分析方法鉴定蛋白质的可靠性.     

蛋白质组研究中肽质量指纹谱鉴定方法的建立及应用

建立了用肽质量指纹谱和数据库检索方法鉴定凝胶电泳分离蛋白南的方法。用标准蛋白质对胶上蛋白５质原位酶切制备肽谱的方法进行了讨论。分析了实际细胞蛋白质样品,获得双向电泳分离的人肺癌细胞蛋白质谱中三个蛋白质点的肽指纹谱。并通过数据７库检索分别鉴定为甘油醛－３－磷酸脱氢酶－２,测在蛋白羟基末端水解同工酶和丙糖磷酸异构酶。     

鼠肝质膜蛋白质组研究的方法评估

细胞质膜是细胞中重要的细胞器, 在肝功能的发挥中具有非常重要的作用. 使用蔗糖密度梯度离心纯化细胞质膜, 通过电子显微镜观察和免疫印迹法检验膜的纯度. 结果显示, 与组织匀浆成分相比, 质膜富集了20倍, 线粒体的污染减少了约50%. 提取的蛋白质用二/一维凝胶电泳(2DE/1DE)分离、胰酶酶解、电喷雾四极杆飞行时间质谱(ESI-Q-TOF)和基质辅助激光解吸飞行时间串联质谱(MALDI-TOF-TOF)鉴定, 或者提取的蛋白质直接进行溶液内酶解、液相色谱串联电喷雾离子阱质谱(LC-LTQ)(鸟枪法)鉴定. 一共鉴定了547个非冗余蛋白质, 其中34%为质膜或质膜相关蛋白质. 优化和评估了质膜蛋白质组研究的方法, 且对鼠肝质膜蛋白质组进行了系统的分析.     

鼠肝质膜蛋白质组研究的方法评估

细胞质膜是细胞中重要的细胞器, 在肝功能的发挥中具有非常重要的作用. 使用蔗糖密度梯度离心纯化细胞质膜, 通过电子显微镜观察和免疫印迹法检验膜的纯度. 结果显示, 与组织匀浆成分相比, 质膜富集了20倍, 线粒体的污染减少了约50%. 提取的蛋白质用二/一维凝胶电泳(2DE/1DE)分离、胰酶酶解、电喷雾四极杆飞行时间质谱(ESI-Q-TOF)和基质辅助激光解吸飞行时间串联质谱(MALDI-TOF-TOF)鉴定, 或者提取的蛋白质直接进行溶液内酶解、液相色谱串联电喷雾离子阱质谱(LC-LTQ)(鸟枪法)鉴定. 一共鉴定了547个非冗余蛋白质, 其中34%为质膜或质膜相关蛋白质. 优化和评估了质膜蛋白质组研究的方法, 且对鼠肝质膜蛋白质组进行了系统的分析.     

一种结合生物医学知识的蛋白质组非标记定量分析方法及其应用

基于质谱的非标记定量方法能够对复杂蛋白质组进行规模化分析,同时,在定量分析的基础上理解和解释蛋白质组的功能和相互作用关系更有意义.这需要建立一种有效的兼容定量和定性分析结果的方法.针对这一需求,本文首先借鉴了NSAF(normalized spectral abundance factor)算法采用肽段计数对蛋白质组数据进行定量,进一步结合共享肽对该方法进行优化.以此为基础,通过g:Profiler获取海量蛋白质组的功能注释信息,在定量分析的过程中,同步实现了对蛋白质组数据的功能性分析.本文选择来自人心脏、小鼠心脏、小鼠肝脏的三组线粒体蛋白质组数据对该方法进行验证,按照功能性分析将三组数据划分为若干功能组或信号通路,并进行相关性、功能聚类以及电子传递链分析.结果表明,结合共享肽的优化算法克服了对低丰度蛋白质的错误估计,提高了非标记定量的准确性.同时,结合生物医学知识的分析方法解释了蛋白质组的功能和相互作用关系,为差异比较蛋白质组学、疾病蛋白质组学以及功能蛋白质组学等组学研究提供了新的方法.     

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.     

Orbitrap Exploris 480质谱在定量蛋白质组学应用中的优化和评测

基于数据依赖的扫描模式(data-dependent acquisition, DDA)和数据非依赖的扫描模式(data-independent acquisition,DIA)的非标记定量(label-free quantitative,LFQ)和同位素标记TMT (tandem mass tag)定量是蛋白质组学定量中较常见的技术.本文利用最新的Orbitrap Exploris 480质谱,优化了DDA、FAIMS DDA、FAIMS DIA的非标记定量方法以及TMT定量策略的关键质谱参数,并将其应用在人细胞蛋白质组、单细胞蛋白质组、血浆蛋白质组和酵母蛋白质组分析.结果表明,在DDA实验中,设置碰撞能量为27、二级谱图的分辨率为15 K、最大离子注入时间为22 ms是最佳的参数组合.针对极微量样品200 pg～5 ng,可以根据样品量相应设置最佳的质谱参数.使用200 pg和500 pg的HeLa细胞样品,分别鉴定到1 259和1 725个蛋白质,从而实现了单细胞蛋白质组学的深度覆盖.在FAIMS DDA实验中,60 min或90 min梯度时选择CV-45V的补偿电压,120 ...     

基于SCX/SAX混合填料的集成化蛋白质组学样品前处理方法

本文建立了一种基于强阳离子交换填料/强阴离子交换填料(SCX/SAX)混合填料的集成化蛋白质组学样品前处理方法.本工作将前期已发展的离心式集成化蛋白质组学样品前处理技术SISPROT中的SCX填料替换成SCX和SAX混合填料,以溶菌酶和牛血清白蛋白为模型蛋白,研究了3种pH(3,7.4,12)条件下蛋白质在SCX/SAX混合填料上的保留行为;应用BCA方法对SCX/SAX混合填料的比例进行了优化,并应用SDS-PAGE法对酶解步骤中pH变化引起的蛋白质丢失情况进行了系统的考察.实验结果发现,在pH 7.4条件下,质量比为1:1的SCX/SAX混合填料的富集效率最佳,蛋白质富集容量为180μg,是SCX填料富集容量的两倍左右;且酶解步骤的pH变化过程不会影响蛋白质在SCX/SAX混合填料上的保留.最后应用改进的SISPROT方法对少量肠癌组织样品进行了集成化蛋白质组学样品前处理和分析,并与传统的基于SCX填料的SISPROT方法进行了对比研究.结果表明,蛋白质鉴定量、特异性肽段数量和肽段谱图匹配数量均与基于SCX填料的SISPROT技术相当,证实了该方法作为蛋白质反应器的可靠性.鉴于该方法可以实现在生理pH条件下进行样品前处理,且显著提高了上样容量和减少了样品损失,该方法有望成为一种更为通用的集成化蛋白质组学样品前处理技术.     

基于超滤辅助样品制备方法的优化

目的:基于超滤辅助样品制备(FASP)方法的出现使得使用去污剂(如SDS)的蛋白质提取方法与溶液内酶切方法得以兼容,因此提高了难溶性蛋白的鉴定数量。然而,超滤膜的非特异性吸附作用依然会造成蛋白的损失。我们拟针对该方法存在的问题对其进行改进。方法:对FASP方法进行了蛋白酶切条件、洗脱液选择、洗脱次数的改进;为测试优化方法的有效性和适用范围,选择标准蛋白BSA、鼠肝和鼠脑等3种样品进行考察。结果:相比报道的FASP方法,采用改进后的FASP方法使BSA的回收率提高了20%;经高精度质谱检测,对鼠肝、鼠脑的蛋白质鉴定结果分别比采用未优化的FASP多鉴定到2086和3592条特异肽段。结论:通过对FASP方法的优化,蛋白鉴定数量得到较大提高,该方法为蛋白质组深度覆盖研究提供了可靠的技术手段。     

蛋白质组学研究中的无标记定量方法

蛋白质定量是探索疾病发生发展状况和寻找新药靶标的重要手段.该领域最常用的技术是比较染色后的二维凝胶上蛋白点的光密度值或综合同位素标记后的质谱峰强度方法.但此二者的样品处理方法都比较麻烦,不利于进行大规模蛋白质组的定量研究.最近几年出现了利用质谱数据进行无标记定量的方法, 根据数据类型这些方法可以分为2类：基于鉴定蛋白的肽段数的方法和基于质谱峰强度的方法,在高通量大规模蛋白组定量研究中有很大优势.本综述主要介绍了这2类无标记定量方法的模型及优缺点,并比较了2类方法的灵敏度和准确度.肽段计数方法在检测蛋白丰度变化时更灵敏,而峰面积强度在评估蛋白比率时更准确.     

用SILAC技术研究感染H5N1禽流感病毒后A549肺癌细胞蛋白质组的表达变化

目的：鉴定高致病性H5N1禽流感病毒感染A549肺癌细胞后,细胞蛋白质组的表达变化,并鉴定特异分子通路的改变及其涉及的关键蛋白质分子。方法：利用稳定同位素标记氨基酸技术（SILAC）标记A549细胞,得到“重标”或“轻标”的A549细胞;“重标”细胞感染高致病性F15N1禽流感病毒24h后提取细胞总蛋白,与从未感染病毒的“轻标”细胞中提取的总蛋白等量混合,酶解肽段,经正交反相色谱分离后用质谱鉴定,对数据进行定性和定量分析。结果：共鉴定到3504个蛋白质,有定量信息的蛋白质为2469个,病毒感染后表达量升高的蛋白质为72个,表达量降低的蛋白质为66个,其中包括参与多个分子调控途径如RNA剪接体、干扰素诱导通路、泛素化通路、胰岛素通路等的蛋白质。结论：建立了利用SILAC技术研究宿主细胞一病毒相互作用的方法,发现了高致病性H5N1禽流感病毒感染宿主细胞相关的关键蛋白质,为探索H5N1病毒致病的分子机理提供了理论基础。     

赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）中抗肿瘤与纤溶酶原激酶活性蛋白质的分离与鉴定

采用SephadexG 75和HiPrep 1 6 / 6 0DEAE离子交换等方法从赤子爱胜蚓 (Eiseniafoetida)中提取到一组活性蛋白质成分 ,双向电泳分析证明它们为一组pI在 3 .0～ 4 .0之间的酸性蛋白质 ;利用体外K5 6 2、HeLa、SY5Y等肿瘤细胞抑制实验和纤维蛋白平板实验 ,跟踪测定活性 ,证明乙醇沉淀组分D2 (8)是既具肿瘤抑制 ,又具有激酶活性的蛋白质成分。同时应用非变性电泳对乙醇沉淀组分进行分离 ,并利用电洗脱、凝胶原位酶解和ESI MS等蛋白质组学方法 ,鉴定了其中 6种蛋白质的分子量、氨基酸组成、N末端序列和肽质量指纹图信息 ,其中条带 9与D2 (8)组分为同一种蛋白质 ;研究证明蚯蚓中含有既具抗肿瘤活性又具有激酶活性的蛋白质成分。采用的方法可适用于活性蛋白质成分的整体分离与鉴定     

利用TMT标记结合2DLC-MS/MS技术对水牛卵母细胞体外成熟前后差异蛋白质组的分析

本试验利用TMT标记并结合二维高效液相色谱/串联质谱联用的研究策略对水牛卵母细胞成熟前后差异蛋白质组进行分析。试验首先收集水牛成熟前卵母细胞和成熟后卵母细胞,分别提取卵母细胞这两个时期的蛋白质,酶解蛋白后进行TMT标记,其中TMT-126标记成熟后的肽段,TMT-129标记成熟前的肽段,标记后采用强阳离子交换柱对酶解得到的肽段进行分离,接着进行nano LC分离,质谱分析采用在线连接电喷雾串联Orbitrap的方法,最后使用SEQUEST软件进行数据库搜索,采用生物信息学方法对鉴定得到的差异蛋白质进行初步分析。根据定量差异倍数≥2即认为蛋白表达存在差异,鉴定出卵母细胞成熟前高表达的蛋白有18种,成熟后高表达的蛋白有26种。对这些差异蛋白进行生物信息学分析表明,利用TMT标记并结合二维高效液相色谱/串联质谱联用的研究策略可以有效地分离和鉴定水牛卵母细胞成熟前后的蛋白质。本试验发现可能与水牛卵母细胞成熟相关的标志性蛋白:调控细胞凋亡蛋白(BCL2L10)、胎球蛋白(AHSG)、伴侣蛋白(Erp29),这可能为今后研究水牛卵母细胞成熟前后的蛋白质表达变化规律提供了试验依据。     

基于生物质谱的蛋白质C末端研究进展

蛋白质的C末端在蛋白质进行各项生命活动过程中都起着极其重要的作用。它不仅标志着DNA转录翻译成蛋白质过程的初步完成,更是参与和调控了蛋白质的各种生理功能。研究蛋白质的C末端不仅有利于完整蛋白质的鉴定,对于在分子水平理解蛋白质的信号传导和生化功能是十分必要的。文中结合我们的研究工作,综述了近年来基于生物质谱的蛋白质C末端研究的相关进展,包括了C末端的识别、鉴定以及蛋白质C末端肽段富集的新方法和新技术。     

蛋白质N末端组学研究进展

蛋白质的N末端作为合成的起始,其氨基酸序列组成及翻译后修饰直接影响着蛋白质的活性、稳定性和细胞内定位,调控着细胞内的信号转导,甚至决定了这些蛋白质的命运。对蛋白质N末端组学的系统研究不仅可以揭示N末端区域对整个蛋白质的重要作用,有助于我们深入地了解蛋白质在各种生命活动中所扮演的角色,同时在实现蛋白质组高覆盖、基因组重注释等方面也有着重要的价值。本文结合我们的现有工作,综述了近年来蛋白质N末端组学的研究进展,尤其是一些重要的基于质谱的N末端富集技术和方法。     

应用突变的断裂蛋白质内含子标记蛋白质N端

蛋白质的特异位点修饰可以帮助了解蛋白质的结构与功能.但是,现有的蛋白质特异位点标记方法种类有限,而且存在局限性,所以有必要开发新的蛋白质特异位点标记方法.以谷胱甘肽-S-转移酶(GST)为研究对象,借助蛋白质反式剪接技术,建立了利用新型断裂蛋白质内含子对蛋白质进行N端标记的新方法.在这个方法中,通过简单的重组表达、标记和纯化得到带有荧光基团的小肽,经过蛋白质反式剪接,荧光基团被标记到蛋白质的N端.初步研究结果显示,标记效率可达到12%.     

固相化学辅助MALDI-TOF质谱源后衰变技术对2D-胶银染蛋白质点的鉴定

利用O 甲基异脲氢硫酸 (O methylisoureahydrogensulfate)修饰 2D 胶上胰蛋白酶原位酶切后产生的Lys 肽 ,使其具有Arg 肽的特性 ,提高质谱测定的灵敏度 ,然后用化学试剂 3 磺酸丙酸N 羟基琥珀酰胺酯 ( 3 sulfopropionicacidNHS ester)修饰Lys 肽及Arg 肽 ,修饰的产物在进行PSD测序时能得到单一的y 离子系列 ,有利于蛋白质酶解片段序列的从头解析 ,为 2D 胶上蛋白质点的准确鉴定提供有力的依据 ;该方法应用于鼻咽癌细胞 2D胶银染蛋白质点的鉴定取得可靠结果     

应用N端Cys-free断裂蛋白质内含子标记蛋白质N端

蛋白质的特异位点修饰可以帮助了解蛋白质的结构与功能.但是,现有的蛋白质特异位点标记方法种类有限,而且存在局限性,所以有必要开发新的蛋白质特异位点标记方法．以谷胱甘肽-S-转移酶(GST)为研究对象,借助蛋白质反式剪接技术,建立了利用新型断裂蛋白质内含子对蛋白质进行N 端标记的新方法.在这个方法中,通过简单的重组表达、标记和纯化得到带有荧光基团的小肽,经过蛋白质反式剪接,荧光基团被标记到蛋白质的N 端. 初步研究结果显示,标记效率可达到12 %.     

基于超滤辅助样品制备方法的优化简

目的：基于超滤辅助样品制备（FASP）方法的出现使得使用去污剂（如SDS）的蛋白质提取方法与溶液内酶切方法得以兼容,因此提高了难溶性蛋白的鉴定数量。然而,超滤膜的非特异性吸附作用依然会造成蛋白的损失。我们拟针对该方法存在的问题对其进行改进。方法：对FASP方法进行了蛋白酶切条件、洗脱液选择、洗脱次数的改进;为测试优化方法的有效性和适用范围,选择标准蛋白BSA、鼠肝和鼠脑等3种样品进行考察。结果：相比报道的FASP方法,采用改进后的FASP方法使BSA的回收率提高了20％;经高精度质谱检测,对鼠肝、鼠脑的蛋白质鉴定结果分别比采用未优化的FASP多鉴定到2086和3592条特异肽段。结论：通过对FASP方法的优化,蛋白鉴定数量得到较大提高,该方法为蛋白质组深度覆盖研究提供了可靠的技术手段。     

假单胞菌sp.130 GL-7-ACA酰化酶的核苷酸和蛋白质序列分析

对来源于假单胞菌sp.130的戊二酰-7-氨基头孢烷酸（GL－7－ACA）酰化酶结构基因的全序列及所编码蛋白质的α,β亚基的N末端和C末端的氨基酸序列进行了测定。将蛋白质序列与其他同类的GL－7－ACA酰化酶进行了同源性比较,结果显示该酶与来源于假单胞菌GK16和C427的酰化酶的序列有较高同源性,而与其它同类酰化酶的同源性较低。这些酶的α亚基N－末端差别较大,但是β－亚基的N－末端有较高的保守性。