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。     

肝细胞癌转移相关蛋白的iTRAQ定量蛋白质组学研究

为了寻找与肝细胞癌转移相关的蛋白,本研究选择了具有相同遗传背景但不同转移能力的两个肝癌细胞系MHCC97H和HCCLM6,在采用超滤辅助样品制备(filter aided proteome preparation,FASP)方法和相对和绝对定量同位素标记(isobaric tags for relative and absolute quantitation,i TRAQ)技术对样品进行处理后,对所提取的蛋白质进行了质谱鉴定和定量分析,对差异蛋白进行了包括亚细胞定位,生物学过程和分子功能富集在内的生物信息学分析。我们共鉴定了4 987个蛋白,与MHCC97H细胞系相比HCCLM6中有93个差异表达蛋白(|ratio|≥1.5,一个样本t检验,p0.05),其中40个蛋白上调,53个蛋白下调,且大多数差异表达的蛋白质位于细胞质和细胞膜。GO分析表明与细胞粘附和蛋白质结合相关的蛋白质在差异蛋白中显著富集。本研究为肝癌转移机制的进一步研究提供了一定的帮助。     

蛋白质组学样品消化条件的优化

随着质谱的飞速发展,基于质谱的"鸟枪法"技术广泛的应用于大规模的蛋白质组学分析。化学反应保护效率过低或者酶切效率过低则会降低鉴定效率,并且在现有的计算方式下会丢失很多肽段信息。因此,蛋白质样品的前处理在现有的蛋白质组学研究中发挥重要作用。本研究对蛋白质的烷基化试剂的反应条件进行优化以提高烷基化效率,同时优化酶解Buffer提高酶切效率以及增加酶量和引入多种酶以提高酶切效率等,最终确定了蛋白质前处理的最优条件,最终使用1μg样品在一次质谱分析鉴定到(2 425±7)个蛋白质,较未优化的方法提高了31%。优化后的蛋白质前处理方法可有效提高现有蛋白质组学的研究效率,可进一步应用于蛋白质的定量及动态分析研究。     

羧肽酶Y标记蛋白质羧基端方法的优化及应用（英文）

蛋白质水解是一种重要的翻译后修饰,它在许多生化过程(如细胞凋亡和肿瘤细胞转移等)中起着极其重要的作用。鉴定蛋白质水解位点可以进一步加深我们对这些生化过程的认识。尽管蛋白质氨基端标记方法和蛋白质组学在复杂生物体系中鉴定获得了许多蛋白质的水解位点,但这种方法存在固有的缺陷。羧基端标记方法是另一种可行的鉴定蛋白质水解位点的方法。本文优化了蛋白质羧基端生物酶标记方法,提高了亲和标记效率,从而可以更好地利用正向分离方法对蛋白质羧基端多肽进行分离并用质谱鉴定。我们用优化后的羧基端标记方法来标记大肠杆菌Escherichia coli复杂蛋白样品后鉴定到了120多个蛋白质羧基端多肽和内切多肽。在其所鉴定的蛋白质水解位点中,我们发现了许多已知和未知的位点,这些新的水解位点有可能在正常生化过程的调控中发挥着重要的作用。该研究提供了一个可以与蛋白质氨基端组学互为补充、可在复杂体系中鉴定蛋白质水解的方法。     

羧肽酶Y标记蛋白质羧基端方法的优化及应用

蛋白质水解是一种重要的翻译后修饰,它在许多生化过程 (如细胞凋亡和肿瘤细胞转移等) 中起着极其重要的作用。鉴定蛋白质水解位点可以进一步加深我们对这些生化过程的认识。尽管蛋白质氨基端标记方法和蛋白质组学在复杂生物体系中鉴定获得了许多蛋白质的水解位点,但这种方法存在固有的缺陷。羧基端标记方法是另一种可行的鉴定蛋白质水解位点的方法。本文优化了蛋白质羧基端生物酶标记方法,提高了亲和标记效率,从而可以更好地利用正向分离方法对蛋白质羧基端多肽进行分离并用质谱鉴定。我们用优化后的羧基端标记方法来标记大肠杆菌Escherichia coli复杂蛋白样品后鉴定到了120多个蛋白质羧基端多肽和内切多肽。在其所鉴定的蛋白质水解位点中,我们发现了许多已知和未知的位点,这些新的水解位点有可能在正常生化过程的调控发挥着重要的作用。该研究提供了一个可以与蛋白质氨基端组学互为补充、可在复杂体系中鉴定蛋白质水解的方法。     

肝细胞癌转移相关蛋白的iTRAQ定量蛋白质组学研究

该研究对不同转移能力的人肝癌细胞系全细胞蛋白进行差异蛋白质组分析,以期发现与肝癌转移相关的候选分子。选择具有高、低转移能力的人肝癌细胞系HCCLM6和MHCC97H为研究材料,提取细胞全蛋白,FASP酶切、iTRAQ标记后进行质谱鉴定和定量分析,并利用Uni Prot数据库和GOfact软件对差异蛋白进行生物信息学分析,包括亚细胞定位、生物过程和分子功能富集分析。共鉴定了5 033种蛋白质,其中5 013种蛋白质有定量信息,发现91种差异蛋白(|ratio|≥1.5,单样本t检验,P0.05),其中39种蛋白在高转移细胞HCCLM6中上调,52种下调。差异蛋白的细胞定位主要为细胞质和细胞膜,GO分析显著富集到细胞黏附生物过程和蛋白结合生物功能。该研究建立了高低转移能力的人肝癌细胞系HCCLM6和MHCC97H细胞全蛋白的差异表达谱,发现了4种新的与肝癌转移相关的候选蛋白(微管蛋白链β-2B、着丝粒蛋白F、层黏连蛋白亚基α5和囊泡相关膜蛋白5),为进一步研究肝癌转移机制提供了重要的数据参考。     

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。     

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.     

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.     

反相C18固相萃取小柱用于蛋白质组分析中少量样品预处理

针对少量且复杂蛋白质组样品,开发一种耗时短、操作简便的分离方法。以人的脑海马组织蛋白样品为研究对象,采用反相C18固相萃取小柱,采用不同乙腈浓度对酶切后样品进行梯度洗脱,与反相高效液相色谱法对比分离效果。通过比较不同乙腈梯度洗脱方案所鉴定到的谱图数、非冗余多肽数、蛋白数和各洗脱组分间重复率分析,确定一种样品量少、简单易行、分离效果好的实验方案。虽然反相C18固相萃取小柱法鉴定蛋白总数占高效液相色谱法的85.5%,但其操作简单,耗时少。通过4种不同乙腈浓度方案比较,确定乙腈洗脱浓度优化为5%、15%、20%和90%时,分离30μg人的海马多肽混合物可以得到较优的分离效果。其蛋白鉴定数为反相液相色谱法的67.0%,且重复性良好。该结果证实反相C18固相萃取小柱分离效果比反相高效液相色谱法稍差,但此方法可以分离少量复杂蛋白质组样品。该方法分离样品充分,操作易行,耗时短,是进行蛋白质组学分析中少量样品的一个简便预处理方法。     

基于二辛基化标记的蛋白质组N末端肽富集方法

蛋白质末端的研究不仅对于蛋白质的结构和功能注释十分必要,还能够为蛋白酶作用机理的揭示提供重要信息.针对传统蛋白质组N末端肽富集需要采用大量去除材料导致N末端肽回收率低,以及步骤繁琐、样品损失等问题,本文发展了一种基于二辛基化标记的蛋白质组N末端肽反向富集方法,可以在单次反相色谱分离中实现非N末端肽的去除.以酵母蛋白质酶解产物为样品对方法进行考察,结果表明,该方法具备较高的二辛基化标记效率(93%),且非N末端肽经二辛基化标记后能够显著偏移至强保留区.将其应用于酵母蛋白质N末端组的分析,共鉴定到237条蛋白原始N末端肽和133 neo-N末端肽,较富集前分别提高了2.1和3.3倍.此外,将该方法结合多种酶切方式,使N末端肽和neo-N末端肽的鉴定数目进一步提高37%和60%,促进了蛋白质N末端组鉴定覆盖度的提高.     

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.     

大鼠脑皮质表达蛋白质组学研究

文章用蛋白质组学方法初步分析大鼠脑皮质蛋白质的表达。提取大鼠脑皮质蛋白质,双向凝胶电泳分离,考马斯亮蓝染色,胰蛋白酶胶内酶解,用基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱对酶解后的肽段进行分析,根据肽质量指纹图谱,检索专业数据库(Swissprot),对蛋白质进行鉴定。鉴定出84个蛋白,分别属于代谢酶、细胞骨架蛋白、热休克蛋白、抗氧化蛋白、信号传导蛋白、蛋白酶体相关蛋白、神经元特异蛋白及神经胶质蛋白等。文章结果丰富了大鼠脑皮质蛋白质组数据库,为在大鼠模型上研究神经疾病奠定了基础。     

生物素-亲和素偶联探针蛋白芯片检测技术

自行制备一种新型生物素-亲和素偶联探针分子并用于反相蛋白芯片的检测。首先, 将生物素-羊抗鼠IgG与亲和素按照不同比例混合后与鼠IgG蛋白芯片反应, 观察荧光信号的放大情况; 然后以鼠IgG-羊抗鼠IgG体系为研究模式, 对反相蛋白芯片的制备条件进行了考察和优化, 包括荧光分子的非特异性吸附、点样缓冲液的选择以及蛋白的活性等。最后, 采用此偶联探针对反相蛋白芯片进行了检测。结果表明, BSA缓冲液制备的反相蛋白芯片可以防止非特异性吸附, 并有利于保持固定蛋白活性和提高检测限; 另外, 与传统的与生物素-亲和素检测技术相比, 采用生物素-亲和素偶联探针对反相芯片的检测限可以提高4倍左右。表明亲和素-生物素偶联探针成本低、易于合成、并可以与其它的信号放大技术联用进一步提高检测的灵敏度, 有望用于蛋白质芯片的检测。     

生物素-亲和素偶联探针蛋白芯片检测技术

自行制备一种新型生物素-亲和素偶联探针分子并用于反相蛋白芯片的检测。首先, 将生物素-羊抗鼠IgG与亲和素按照不同比例混合后与鼠IgG蛋白芯片反应, 观察荧光信号的放大情况; 然后以鼠IgG-羊抗鼠IgG体系为研究模式, 对反相蛋白芯片的制备条件进行了考察和优化, 包括荧光分子的非特异性吸附、点样缓冲液的选择以及蛋白的活性等。最后, 采用此偶联探针对反相蛋白芯片进行了检测。结果表明, BSA缓冲液制备的反相蛋白芯片可以防止非特异性吸附, 并有利于保持固定蛋白活性和提高检测限; 另外, 与传统的与生物素-亲和素检测技术相比, 采用生物素-亲和素偶联探针对反相芯片的检测限可以提高4倍左右。表明亲和素-生物素偶联探针成本低、易于合成、并可以与其它的信号放大技术联用进一步提高检测的灵敏度, 有望用于蛋白质芯片的检测。     

适于小麦叶片蛋白质组分析的样品提取方法研究

以‘铭贤169'小麦苗期叶片为材料,分别采用传统的TCA/丙酮沉淀法、酚提取-甲醇/醋酸铵沉淀法以及改进的TCA/丙酮沉淀-酚/SDS联合抽提法提取叶片总蛋白,进行双向电泳分离和胶体考染,以建立适用于小麦蛋白质组分析的样品制备方法.结果表明:TCA/丙酮沉淀法较酚提取-甲醇/醋酸铵沉淀法获得的蛋白杂质较少,在二维电泳图谱中的蛋白点较酚抽提-甲醇/醋酸铵沉淀法提取的蛋白点清晰且多.相比于以上2种提取蛋白样品方法,改进的TCA/丙酮沉淀-酚/SDS联合抽提法提取的小麦叶片蛋白杂质少、二维电泳图谱上的点明显增多、分辨率较高.所选小麦的代表性蛋白点能获得成功鉴定.该方法可推广应用于水稻叶片蛋白质组分析的样品提取.     

厌氧产氢颗粒污泥蛋白质组分析样品的高效制备方法

【背景】厌氧产氢颗粒污泥比絮状产氢污泥具有更高的生物量、沉降性与反应效率,对颗粒污泥进行蛋白质组学研究,有助于揭示其代谢调控的分子机制,从而对厌氧代谢过程进行优化调控。目前关于产氢颗粒污泥蛋白质组分析样品制备方法的研究尚未见文献报道。革兰氏阳性菌Ethanoligenens harbinense YUAN-3是自凝集产氢发酵细菌,在间歇和连续流培养中可形成自聚集的厌氧颗粒,由于其全基因组信息清楚,可作为模式研究材料对制备方法进行评估。【目的】针对厌氧产氢颗粒污泥的蛋白质组学研究,比较不同蛋白质提取方法进行优化。【方法】分别利用液氮研磨、超声破碎、匀浆破碎对产氢颗粒污泥破碎,比较这3种方法对总蛋白提取量的影响;通过双向电泳比较三氯乙酸(Trichloroacetic acid,TCA)-丙酮沉淀法与苯酚抽提法对总蛋白提取效果的影响;对总蛋白样品分别进行同位素标记相对和绝对定量标记(Isobarictagsforrelativeandabsolutequantification,i TRAQ)、串联质谱标签(Tandemmasstag,TMT)标记以及质谱鉴定。【结果】液氮研磨、超声破碎、匀浆破碎3种破碎方法下总蛋白的提取量分别是对照样品的2.0、3.9与5.2倍。与TCA-丙酮沉淀法相比,苯酚抽提法总蛋白样品在双向电泳图谱上的蛋白质点明显增多,分布均匀,同时其在碱性蛋白端与小分子量蛋白端的蛋白质点也明显增多。质谱分析发现,iTRAQ标记样品与TMT标记样品中分别鉴定到1797个与1644个蛋白,在分子量、等电点、亚细胞定位的各个分布范围内,这些蛋白良好地覆盖了E.harbinenseYUAN-3中各个类型的蛋白。【结论】匀浆破碎与苯酚抽提法联用的总蛋白制备方法更适用于厌氧产氢颗粒污泥,该方法有利于后续的蛋白质双向电泳和定量蛋白质组质谱分析,可作为产氢颗粒污泥以及革兰氏阳性菌总蛋白制备的方法参考。     

CXCL12-α基因编码区的克隆与生物信息学分析

目的:克隆人源CXCL12-α的成熟肽编码序列后进行生物信息学分析及其蛋白质结构与功能预测。方法:采用RTPCR方法从人骨髓组织中克隆CXCL12-α基因序列,并将编码其成熟蛋白的核酸片段插入原核表达载体pET-30a(+)中,转化Escherichia coli后进行酶切鉴定和DNA序列测定。利用在线网络生物信息学相关数据库和分析软件对测序结果进行分析,并对重组蛋白的一、二、三级结构及功能等进行验证和预测。结果:获得了基因序列为263 bp的人源CXCL12-α基因,与GenBank中公布序列一致。双酶切鉴定及DNA测序验证结果正确。生物信息学检索该基因编码蛋白的氨基酸序列与理化参数显示,蛋白无跨膜区,在第29位有一个Ser为蛋白激酶磷酸化位点,第1~21位可能为信号肽区域。ɑ-螺旋,无规则卷曲,延伸链和β-转角数量分别占总二级结构的44.94%、22.47%、21.35%、11.24%。同源建模预测信息可信度为0.68,该蛋白G-factor结构计分总平均为0.33,结构检验表明该蛋白属于正常范围内。二级结构和拓扑结构信息、蛋白质结合位点三维图和预测蛋白可能催化口袋及结合位点、三维结构模拟的可视化结构显示其空间结构稳定。结论:人源CXCL12-α分子克隆成功,网络数据库等生物信息学分析及结合蛋白质结构与功能预测可为深入研究CXCL12-α提供理论指导。     

一种适用于质谱分析的简化胶内酶解方法

在常规方法的基础上,设计了一种适于质谱分析的简化胶内酶解方法。改进的步骤包括:(1)通过加大洗涤所用超纯水量、延长涡混时间来强化凝胶洗涤的环节;(2)加入酸化处理来提高胰蛋白酶的活性;(3)在预酶解时不加CaCl_2,减少了酶的自切作用;(4)省略了蛋白质样品脱盐、脱SDS的步骤;(5)直接吸取酶解液进行质谱分析。系统比较该简化酶解法和最新报道的一种酶解方法的质谱鉴定效果,简化法能有效减少酶解后肽段的损失,增加质谱数据库搜索的信息量,得到更可靠的蛋白质鉴定结果。     

线虫surface coat proteins提取方法的建立与双向电泳分析

目的:建立一套适用于蛋白质双向电泳体系的线虫surface coat proteins(SCPs)样品制备技术,为今后研究线虫surfacecoat蛋白质组学及线虫病理生理学奠定基础.方法:以秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)为研究材料,对比和分析不同的蛋白提取沉淀方法,进而采用SDS-PAGE电泳技术和双向电泳技术对所提蛋白进行评价.结果:通过35%乙醇结合TCA-丙酮沉淀法获得的质量较好的线虫SCPs,在12%的SDS-PAGE分析中该法提取的蛋白背景浅,蛋白条带多且清晰尖锐,含有丰富的蛋白信息量.通过双向电泳分析,可从提取的蛋白中鉴定出清晰蛋白点400多个.随机选择5个蛋白斑点,进行基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱鉴定,鉴定得到高度匹配的已知线虫蛋白质2个.结论:所建立的方法可为今后研究线虫surface coat蛋白质组学及线虫病理生理学提供重要工具.