松材线虫全蛋白的提取及其双向电泳体系优化

目的:一种适用于双向电泳体系的松材线虫全蛋白提取方法的建立及其双向电泳体系的优化.方法:以松材线虫为实验材料,比较2种不同的蛋白提取方法,并对双向电泳中的IPG胶条长度、IPG胶条最适pH范围、上样量等3个方面的条件进行优化.结果:采用TCA-丙酮法提取的蛋白质浓度较高,达到2.18μg/μl.使用pH5 ～8、24cm的IPG干胶条,上样量为120μg,经双向电泳分离可得到背景清晰、分辨率较高的2 - DE图谱,能检测到2 000个左右清晰的蛋白点,含有相对丰富的蛋白信息量.结论:该实验所建立的松材线虫提取方法和优化体系可以为今后松材线虫蛋白质组学的研究奠定技术基础.     

沙漠小球藻的蛋白双向电泳分析

为建立适用于小球藻(Chlorellasp.TLD6B)蛋白质组分析的双向电泳体系,该研究比较了TCA/丙酮沉淀法和Trisol提取法对小球藻蛋白的提取效果,不同pH梯度IPG胶条(pH3~10和pH4~7)、不同蛋白质上样量、不同聚焦程序对小球藻蛋白的分离效果。结果表明:(1)采用Trisol提取法可获得较高纯度蛋白,当选择24cm pH 3~10的线性IPG胶条时,上样量为500μg,聚焦80 000Vh效果最佳,可分辨蛋白点达726个;当选择24cm pH 4~7的线性IPG胶条时,上样量为1 000μg,聚焦80 000Vh效果最佳,可分辨蛋白点达1 230个。(2)该实验随机挑选了10个胶内蛋白点进行MALDI-TOF/TOF-MS鉴定分析表明,其中8个蛋白点鉴定成功,进一步说明Trisol提取法可适用于小球藻双向电泳分析。     

发菜蛋白质组双向电泳技术的建立及优化

为建立适用于发菜(Nostoc flagelliforme)蛋白质组研究的双向电泳技术,对发菜蛋白质的提取、裂解、上样量、IEF及SDS-PAGE电泳等关键步骤进行了优化,结果显示:发菜蛋白质主要分布在pH 4～7范围内,采用改良TCA法可提高提取液中蛋白质的含量和双向电泳图谱的分辨率,裂解液含60 mmol/L DTT,24 cm IPG胶条上样量1.5 mg时不仅提高了蛋白质的溶解性,而且改善了双向电泳的分离效果,得到近800个蛋白点,且蛋白点清晰,图谱分辨率较好.采用优化后的双向电泳体系提高了发菜蛋白质双向电泳的分辨率和重复性,建立起一套适用于发菜蛋白质组分析的双向电泳方法.     

四倍体刺槐枝条韧皮部总蛋白质双向电泳体系建立及应用

采用TCA/丙酮法对四倍体刺槐枝段韧皮部全蛋白质进行提取,通过对IPG胶条pH梯度、分离胶浓度的选择,上样量、等电聚焦条件的优化,建立起四倍体刺槐枝段韧皮部蛋白质双向电泳体系。研究结果表明:采用TCA/丙酮法提取四倍体刺槐枝段韧皮部全蛋白质,选用pH4-7的17 cm IPG胶条,考马斯亮蓝染色上样量550μg,等电聚焦IEF聚焦总伏小时数从60 000 Vh提高到80 000 Vh,并采用12%的分离胶对四倍体刺槐枝段韧皮部全蛋白进行双向电泳,能得到背景清晰、蛋白质点数相对较多,分离度高且重复性好的电泳图谱。利用建立的体系进行双向电泳分离蛋白质,能直接挖点送质谱分析。采用该体系分析四倍体刺槐硬枝扦插生根愈伤组织阶段蛋白质表达差异,共筛选出83个差异蛋白质点,其中上调蛋白15个,新产生蛋白22个,下调蛋白22个,缺失表达24个。     

家蝇幼虫血淋巴蛋白组及血淋巴中热稳定蛋白研究

目的 初步研究家蝇幼虫血淋巴蛋白组学特征及其中的热稳定蛋白.方法 使用破壁法提取三龄幼虫血淋巴原液,设置全血淋巴组、沸水浴处理组,采用不同pH范围双向电泳胶条,分析血淋巴中蛋白的pH、分子量分布特点,采用二级质谱对蛋白点进行分子鉴定.结果 家蝇幼虫血淋巴中蛋白的分子量主要分布在10 kDa～66kDa之间,采用pH3～10的IPG胶,检测到286个蛋白点,采用pH4～7的IPG胶,测到601个蛋白点;血淋巴经沸水浴处理后,检测到41个蛋白点,分子量低于30 kDa,比未处理组减少了93.1％,对其中11个蛋白点进行质谱分析,鉴定出4个功能蛋白,包括存储蛋白、气味结合蛋白、铁蛋白重链样蛋白和铁蛋白2轻链蛋白同系物.结论 双向电泳能很好地分析家蝇幼虫血淋巴中的蛋白,血淋巴中的蛋白等电点主要分布在pH4～7之间;血淋巴经沸水浴处理后可去掉大量变性蛋白,其上清中可能包含耐热性较好的功能蛋白.     

枸杞花药蛋白质组双向电泳体系的建立及应用

采用改良TCA丙酮沉淀结合Tris-HCl法提取枸杞花药蛋白质,对蛋白质裂解液成分、IPG胶条的pH范围、上样量及染色方法进行了探索.结果表明:(1)采用17 cm胶条、400 μg的上样量、含有2 mol/L硫脲的裂解液,硝酸银染色,可得到重复性好、质量高的枸杞花药蛋白2-DE图谱,枸杞花药蛋白主要集中在pH 4～7范围.(2)采用该体系分析了‘宁杞1号’和‘宁杞5号’四分体时期花药蛋白,并利用PDQuest 8.0软件在pH 4～7的2DE图谱上检测到500多个蛋白点,其中差异表达量大于2倍的蛋白有25个.     

甜瓜叶片中Rubisco的去除及双向电泳体系的优化

为降低Rubisco的干扰,建立适合于甜瓜叶片蛋白质的双向电泳技术,本文比较了不同全蛋白提取方法和上样量对双向电泳的影响。结果表明,Mg/NP-40/PEG3350/TCA/丙酮提取法可去除样品中绝大多数的Rubisco,使低丰度蛋白得以检测,适合后续分析。以该法提取的蛋白,采用600、800、1000和l200μg四种上样量进行双向电泳,上样量为l000μg的样品用pH3～10的IPG胶条,在2-DE胶上分辨出质量好、数量多的蛋白质点（562个）。因此,Mg/NP-40/PEG3350/TCA/丙酮法是适合甜瓜叶片蛋白质提取的方法,l000μg是最适上样量。     

建立和优化双向电泳分析柱花草根系蛋白谱的方法

本研究以柱花草根系为材料,比较了不同蛋白质提取方法和蛋白上样量等因素对双向电泳方法分析根系蛋白图谱的影响。结果表明,在苯酚法提取蛋白中,加入0.7mol·L-1NaCl和20%乙醇,并在蛋白沉淀过程中加入1/10倍体积5mol·L-1NaCl,能够有效去除组织样品中的非蛋白成分,结合使用pH4～7范围的IPG胶条,1mg根系蛋白可以在双向电泳图谱上分辨出较多蛋白点,图谱背景清晰,该体系适合柱花草根系蛋白质的双向电泳分析。     

水牛睾丸曲精细管蛋白质组双向电泳方法的建立及优化

建立并优化了沼泽型水牛睾丸曲精细管蛋白质分离的双向电泳体系,为后续水牛睾丸曲精细管蛋白质表达谱的鉴定和研究奠定基础。比较不同IPG胶条(线性与非线性)、胶条pH范围和蛋白质上样量这三个参数对双向电泳结果的影响。结果显示,采用上样量350μg的曲精细管总蛋白、24 cm且pH值4～7的线性IPG胶条能够更好地分离水牛睾丸曲精细管蛋白质,获得质量较好且分辨率较高的双向电泳图谱,得到大约486个蛋白点。双向凝胶电泳技术能够对水牛睾丸曲精细管蛋白质进行有效分离,并通过对双向电泳体系的优化可获得蛋白质点清晰且分辨率更高的双向电泳图谱。     

适用于双向电泳分析的水稻悬浮细胞外分泌蛋白提取方法

目的:建立适用于双向电泳分析的水稻悬浮细胞外分泌蛋白提取方法。方法:采用酚抽提结合甲醇醋酸铵沉淀法、三氯乙酸-丙酮沉淀法和硫酸铵沉淀等3种方法制备水稻悬浮细胞外分泌蛋白,并进行双向电泳分析;利用Western印迹对候选方法提取的外分泌蛋白进行纯度检测。另外,还利用质谱技术对从双向电泳胶上随机挑选的9个蛋白点进行测定,并用SignalP 3.0 Server对测定的蛋白点进行信号肽预测。结果:酚抽提结合甲醇醋酸铵沉淀法提取的外分泌蛋白得率最高,且双向电泳图谱清晰,并能检测到最多的蛋白点;Western印迹表明利用该法所提取的外分泌蛋白未被细胞内蛋白质污染。利用质谱技术鉴定了随机挑选的9个蛋白点,SignalP 3.0 Server分析表明其中6个蛋白含有信号肽。结论:酚抽提结合甲醇醋酸铵沉淀法是一种适用于双向电泳分析的水稻悬浮细胞外分泌蛋白提取方法。     

多子房小麦蛋白质双向电泳体系的建立及优化

为建立适用于显性多子房小麦细胞质效应的蛋白质双向电泳体系,以显性多子房小麦材料DUOII与特异细胞质材料TeZhiI杂交的F1幼穗为材料,采用TCA-丙酮法提取蛋白质,并在IPG胶条长度和pH范围、SDS-PAGE凝胶浓度及蛋白质上样量等方面,对多子房小麦幼穗蛋白质双向电泳体系进行了探究与优化.结果表明,本文采用的蛋白质定量方法准确度高(R²=0.9999),确立了17 cm, pH4～7的IPG胶条, 12% SDS-PAGE分离胶,上样量为900 μg的双向电泳方法体系,获得了最适合本研究蛋白质组分析的双向电泳图谱. 经PDQuest 2DE 8.0.1软件分析,2-DE图谱上可分辨出1.444±14个清晰蛋白质点,且重复性较高(95%), 相关系数为0.960. 建立了一套适用于显性多子房小麦细胞质效应研究的蛋白质双向电泳体系.     

不同提取方法及上样量对牡丹试管苗茎基部蛋白双向电泳的影响

为建立一套适合于牡丹试管苗茎基部蛋白的双向电泳技术,以便更好地利用蛋白质组技术研究牡丹试管苗不定根的发生机理,本研究比较了三种不同蛋白质提取方法对双向电泳结果的影响,并在蛋白质上样量方面进行了比较。结果表明,乙酸铵/甲醇酚提取法所得2-DE图谱的蛋白点很少,仅检测到45个,且较模糊,有明显的拖尾现象,分辨率很低;乙醇/乙醚丙酮法所得的蛋白点也较少(101个),较模糊,且横竖纹干扰较大;三氯乙酸/丙酮法所得蛋白点数较多,可检测到434个清晰的蛋白点,且形状规则,重复性好,适合后续分析,操作也较为简便。用三氯乙酸/丙酮法提取蛋白,采用800μg、1000μg和1200μg三个不同的上样量进行双向电泳,在上样量为1200μg时(IPGpH3～10,24cm),蛋白质在12%SDS-PAGE胶上得到了较好的分离,在2-DE图谱上可分辨出562个蛋白点。因此,三氯乙酸/丙酮法是较适合于牡丹试管苗茎基部蛋白质提取的方法,1200μg是较为合适的上样量。     

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.     

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.     

Polyethylene glycol fractionation improved detection of low-abundant proteins by two-dimensional electrophoresis analysis of plant proteome

Poor detection of low-abundant proteins is a common problem in two-dimensional electrophoresis (2-DE) for separation of proteins in a proteome analysis. This is attributed partially, at least, to the existence of high-abundant proteins, e.g. ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco) in plants. They engage a large proportion of the whole-cell proteins and thus prevent low-abundant proteins from being up-taken by immobilized pH gradient (IPG) strip, consequently making the latter poorly detectable by 2-DE. In this work, we report a straightforward protocol for preparation of whole-cell proteins through differential polyethylene glycol (PEG) precipitation aiming at elimination of Rubisco from plant protein samples. In comparison with 2-DE analysis of protein samples prepared using a conventional TCA/acetone method, a relatively high reproducibility of proteins was achieved using a PEG fractionation protocol in terms of protein yield and protein species. As expected, the large subunit of Rubisco was precipitated predominantly in the 16% PEG fraction. This allowed proteins of the Rubisco-containing fraction to be analyzed separately from those of other PEG fractions. After taking into account the overlapping protein spots among 2-DE gels of all fractions through image and statistical analyses, we detected with this protocol a total 5077 protein spots, among which ca. 80% are proteins undetectable with the TCA/acetone method, while the rest of proteins exhibited a significant increase in their abundance. This protocol was developed using Arabidopsis as a source of protein and thus may also be applicable to protein preparations of other plants.     

适用于黄麻根部蛋白质组学分析的双向电泳技术

以黄麻品种'9511'幼苗为试验材料,研究其根部蛋白提取方法的得率及不同的蛋白样品溶解方法、电泳上样量和IPG胶条pH范围对双向电泳图谱的影响.结果表明:采用三氯乙酸(TCA)/丙酮沉淀法提取黄麻根部蛋白质,蛋白得率为80 mg/g;蛋白粉末溶解采用两次水化法,裂解液中含有7 mol/L尿素、2 mol/L硫脲、4% CHAPS、65 mmol/L DTT、0.2%载体两性电解质和1 mmol/L PMSF,能够较充分地溶解蛋白质,且制备的样品浓度能够满足双向电泳上样要求;上样量为400 μg时得到的图谱分辨率高、蛋白斑点分布均匀、清晰;等电聚焦(Isoelectrofocusing,IEF)采用pH 4～7、17 cm的IPG胶条时所得图谱质量最佳.研究表明,样品的制备及IEF有效除盐对获得理想的2-DE图谱非常关键;取材、染色等细节对2-DE的重复性影响很大.     

小鼠晶体蛋白质组的双向电泳和质谱鉴定研究

目的应用双向电泳和质谱技术研究5周龄小鼠晶体蛋白质组。方法提取小鼠晶体总蛋白,进行固相pH梯度（IPG）等电聚焦双向电泳,胶体考马斯亮蓝R-250染色,使用PDQuest7．30图像分析软件分析电泳图像。选择主要蛋白点胶上酶解,应用基质辅助激光解析电离飞行时间／飞行时间（MALDI—TOF／TOF）仪器进行串联质谱（MS／MS）鉴定。结果上样量为882μg和190μg时,分别检测370±41蛋白点（n=3）和57±5个蛋白点（n=3）。高上样量能够较好地分离晶体低丰度蛋白,如念珠状纤维结构蛋白BFSP;低上样量可很好地分离高丰度蛋白-晶体蛋白（包括αA、αB;βA1～βA4;βB1～βB3;γA～γF和γS等）。质谱鉴定得到1种细胞骨架蛋白和16种高丰度晶体蛋白。结论双向电泳和质谱技术有效考察了晶体总蛋白质,为分析白内障形成过程中蛋白质的表达改变提供了新的方法和途径。     

Identification and characterization of protein composition in Withania somnifera—an Indian ginseng

To have better understanding of the processes that occur in Withania somnifera L. Dunal, proteome analyses were initiated on two tissues (seeds & leaves) of this plant. Protein extracts were separated by two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) across a broad 3.0?C10.0 immobilized pH gradient (IPG) strip that yielded 434 protein spots. A total of 167 individual spots (82 from seeds and 85 from leaves) were excised from the gel and were characterized by peptide mass fingerprinting. From these analyses, 70 individual proteins from seeds and 74 from leaves were identified by protein sequence database interrogation and were catalogued accordingly to different protein functions. A comparative analysis of the two tissues indicated that some enzymes/proteins involved in housekeeping pathways were common to both, whereas some were exclusively tissue specific with specialized metabolic complement. The knowledge gained by this study towards the tissue specific protein expression in W. somnifera would form the basis for our future endeavor of characterization of proteins to understand the physiology and the associated complex metabolic network during its ontogenetic development.     

Proteome resolution by two-dimensional gel electrophoresis varies with the commercial source of IPG strips

By facilitating reproducible first dimension separations, commercial immobilized pH gradient (IPG) strips enable high throughput and high-resolution proteomic analyses using two-dimensional gel electrophoresis (2DE). Amersham, Biorad, Invitrogen, and Sigma all market linear pH 3-10 IPG strips. We have applied optimized 2DE protocols with both membrane and soluble brain protein extracts to critically evaluate all four products. Resolved protein spots were quantitatively evaluated after carrying out these protocols using IPG strips from the four companies. Biorad and Amersham IPG strips resolved a high number of membrane and soluble proteins, respectively. Furthermore, Amersham IPG strips eluted the largest amount of protein into the second dimension gels and had the most protein remaining in the strip after 2DE. Biorad and Amersham IPG strips maintained a consistent linear pH 3-10 gradient, whereas those from Invitrogen appeared nonlinear or "compressed" within the central pH region. The gradient range within Sigma IPG strips appeared to be slightly less than pH 3-10, due to one extended pH unit within the gradient. Overall, all four commercially available IPG strips have the ability to resolve both membrane and soluble brain proteomes. The difference is that Amersham and Biorad do so more consistently and with better spot resolution. It appears that the physical/chemical nature of commercially available IPG strips can vary considerably, leading to marked differences in subsequent protein resolution in 2DE. These differences likely reflect variations in the uptake of proteins into the strips, and differences in the focusing and elution of proteins from the first to the second dimension. These differences would appear, in part, to underlie some inter-lab variations in the effective resolution of proteomes.