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。     

板栗疫病菌致病性机理的双向凝胶电泳法研究

双向凝胶电泳技术是蛋白质组学研究的基础性技术平台。如何得到一张高质量的双向凝胶电泳图谱是进行后续研究的关键。为探索适用于板栗疫病菌可溶性总蛋白的最佳提取条件,从蛋白组学角度来探索板栗疫病菌致病性机理,比较了目前在丝状真菌中常用的两种蛋白质提取方法,制备的蛋白质样品经双向凝胶电泳后,在凝胶上呈现的蛋白质斑点的丰度和分布特点。结果表明,两种方法获得的蛋白质主要集中分布在pH4~7的范围内;TCA-丙酮沉淀法得到的图谱分辨率高但是蛋白质总量很少。裂解液-TCA-丙酮沉淀法得到的蛋白质总量较大,通过cleanupkit处理后图谱分辨率可以达到差异蛋白组的要求。随机提取几个银染蛋白点用MALDI-TOFMS/MS进行分析,可以得到高质量的肽质量指纹谱。表明该样品制备方法可以满足蛋白质鉴定的要求。     

三种花生幼胚蛋白质提取方法比较研究

植物组织(或细胞)的蛋白质提取效率与效果直接影响蛋白质双向凝胶电泳等实验的结果。为探索建立适用于花生幼胚蛋白质(双向凝胶电泳用)提取的最佳条件,尝试了磷酸缓冲液直接提取法、改良的荔枝胚胎蛋白提取法和Trizol(附加)提取法等3种提取方法,根据蛋白提取得率、试剂成本、双向电泳图谱的质量(蛋白质斑点的丰度、分布特点)进行初步评价。结果表明,磷酸缓冲液直接提取法简单但总体效果较差,改良的荔枝胚胎蛋白提取法综合评价最好,与双向凝胶电泳条件更兼容。     

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。     

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.     

2D-DIGE技术在蛋白质组学中的应用

双向荧光差异凝胶电泳(2D-D IGE)作为一种新型的蛋白质组分析技术,已经被广泛应用于动物、植物、微生物以及人类差异蛋白的研究。在动物医学方面,采用DIGE技术,通过对不同类型,不同个体的细胞、组织、或经过不同处理和不同生长条件下蛋白质表达差异分析,在研究疾病的分子机理、分子诊断、药物作用机理、毒理学等方面都有广泛的应用。在植物学方面,该技术可以用来分离和分析植物亚细胞结构蛋白质组以及在生物和非生物胁迫下,植物细胞中蛋白质表达的差异性,从而建立差异蛋白相互作用网络图,从而为研究伤害机制提供一定的依据。     

双向凝胶电泳比较三种常用蛋白质提取方法

组织(或细胞)的蛋白质提取效率直接影响蛋白质双向凝胶电泳(2-DE)的分辨率.为探索建立适用于人乳腺癌细胞株MCF-7蛋白质提取的最佳条件,比较目前在双向凝胶电泳中常用的3种蛋白质提取方法对MCF-7细胞总蛋白的提取效率.MCF-7细胞经培养后,分别采用M-PER试剂、标准裂解液或含硫脲裂解液提取其总蛋白质,然后进行双向凝胶电泳,并根据凝胶上蛋白质斑点的丰度和分布特点判断所得双向电泳图谱的质量,以确定MCF-7细胞蛋白质提取的相对最佳方法.结果显示,M-PER试剂法得到的图谱分辨率较低,蛋白质主要集中分布在分子量15~70kD,pH4.7~6.3的范围内;标准裂解液法得到的图谱分辨率有所提高,蛋白质分布比M-PER试剂法得到的图谱广;硫脲裂解液法得到的图谱是三者中分辨率最高的,尤其是高丰度蛋白和高分子量蛋白分离效果比前两者好.结果表明,在3种常用的蛋白质提取方法中,硫脲裂解液对细胞蛋白质的溶解性最佳,相对更适合于提取MCF-7细胞的蛋白质,并与双向凝胶电泳条件更兼容.     

双向凝胶电泳图谱用于常见尸食性蝇类初孵幼虫的鉴别

双向凝胶电泳分析技术已在生物科学各领域被广泛应用,蛋白质组作图的意义已经日益显现。通过对4种常见尸食性蝇类初孵幼虫蛋白质组双向凝胶电泳和图象分析,发现各种类间双向凝胶电泳图谱差异显著,并对相应的等电点和相对分子量进行聚类和判别分析,结果表明,建立合适的尸食性蝇类初孵幼虫的双向凝胶电泳图谱可用于鉴别形态学极易混淆的昆虫种类。图4参17     

酸胁迫下短乳杆菌NCL912蛋白质的差异表达及其作用

【目的】本文从蛋白质组水平,对本实验室分离的一株高产γ-氨基丁酸的短乳杆菌NCL912(Lactobacillus brevis)在酸胁迫下蛋白质的差异表达及其应激机理进行探讨。【方法】利用双向凝胶电泳技术对pH 5.0和pH 4.0条件下,不含L-谷氨酸钠的培养物的蛋白质组电泳图谱进行了分析,并对酸胁迫下差异表达的蛋白进行了比较。利用质谱检测技术和生物信息学技术对这些差异表达的蛋白进行了鉴定、功能分类和代谢途径分析等。【结果】通过双向凝胶电泳技术,可以得到均匀、背景清晰、分辨率高、重复性好的Lb.brevis NCL912的双向凝胶电泳图谱。对pH 5.0和pH 4.0条件下培养的该菌总蛋白质电泳图谱进行比较,发现有25个差异表达的蛋白点。对这25个差异表达的蛋白进行了质谱鉴定。由于缺乏短乳杆菌NCL912的全基因组,所以其中只有8个蛋白点被质谱鉴定和分析得到。它们分别参与了蛋白质的合成、核苷酸的合成、糖酵解代谢、细胞能量水平的调节等。【结论】酸应激下这些表达蛋白质可通过其相应的功能来保护细胞耐受酸胁迫,从而使菌能够在酸性环境下生存增值。这可能就是Lb.brevis NCL912的酸胁迫应激机理之一。     

水杨酸作用下东北红豆杉细胞的二维凝胶电泳分析

东北红豆杉悬浮培养体系中加入适量浓度的水杨酸,染色结果表明,水杨酸可以增加细胞膜通透性,并可诱导部分细胞发生核凝集或核碎裂。提取细胞染色体DNA进行琼脂糖凝胶电泳,发现染色体DNA发生了部分降解。应用蛋白质双向凝胶电泳技术,研究了水杨酸处理后东北红豆杉细胞发生应激反应过程中蛋白质的表达情况,分析了处理细胞与正常细胞的蛋白质组差异,发现在水杨酸处理48h后的样品中有7个蛋白质差异点,而且有6个蛋白点仅在对照中检测到。结果表明,外加水杨酸改变了东北红豆杉细胞的基因表达,抑制部分蛋白合成的同时也合成了部分新蛋白质,这些蛋白可能与水杨酸的作用有关。     

双向凝胶电泳的实验操作及进展

双向聚丙烯酰胺凝胶电泳是研究蛋白质组的核心技术,本文重点介绍了双向凝胶电泳的原理、实验操作过程中的具体步骤以及近年来在实验过程中发展的一些新方法和进展。     

蛋白质芯片

随着人类基因组计划 (ＨＧＰ)顺利实施 ,以生命活动的执行者———蛋白质为研究对象的蛋白质组学越来越显得重要[1] ,并构想和发展了快捷、高效、并行、高通量的蛋白质组检测新技术———蛋白质芯片技术。1.蛋白质芯片的基本构成蛋白质芯片是高通量、微型化和自动化的蛋白质分析技术。目前蛋白质芯片主要分两种[2 ] :一种类似于ＤＮＡ芯片 ,即在固相支持物表面高密度排列的探针蛋白点阵 ,可特异地捕获样品中的靶蛋白 ,然后通过检测器对靶蛋白进行定性或定量分析 (如图1)。另一种就是微型化的凝胶电泳板。在电场作用下 ,样品中的蛋白质通过芯…     

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。     

蛋白质组技术进展

蛋白质组研究是近年兴起的生命科学的前沿领域,是生命科学进入后基因组时代的标志之一。蛋白质组研究中的主要技术是双向凝胶电泳技术和质谱技术。本文简要综述了双向凝胶电泳和质谱技术的现状及存在的问题。     

橡胶树死皮病胶乳C-乳清差异表达蛋白质的筛选与鉴定

橡胶树死皮病(Tapping Panel Dryness,TPD)在世界各橡胶种植园普遍发生,给橡胶种植业带来严重的危害。为了更好地了解和阐明死皮病发生、发展的分子机制,本研究应用双向凝胶电泳技术（2-DE）比较橡胶树死皮株与健康株胶乳C-乳清蛋白质组表达的差异。采用固相pH梯度双向凝胶电泳分离橡胶树死皮株与健康株C-乳清的总蛋白质,凝胶经考染显色后,用PDQuest7.40图像分析软件进行比较分析,识别差异表达的蛋白质。这些点经过胶内酶切后进行基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)分析获取肽质指纹图谱(PMF),Mascot软件搜索SWISS-PROT和NCBInr数据库鉴定蛋白质。结果：①橡胶树死皮株与健康株C-乳清凝胶的平均蛋白质点数分别为1075±35和1134±27,其平均匹配的点数分别为982±38和1008±22,组内图像匹配率达91.89﹪和88.72﹪。②橡胶树死皮株与健康株C-乳清组间的平均匹配蛋白点数为970±25。利用MALDI-TOF-MS质谱技术对40个差异明显的蛋白点进行分析鉴定,通过查询数据库鉴定了27个蛋白质。本研究建立了分辨率高且重复性较好的橡胶树死皮株与 健康株胶乳C-乳清的双向凝胶电泳图谱,并应用质谱技术鉴定了其中表达差异的蛋白质点,这些差异表达的蛋白质可能参与了死皮发生和发展的过程。     

生物传感芯片质谱及其在蛋白质组研究中的应用

目前蛋白质组研究技术在已有的研究基础上取得了长足进展 ,包括固相 ｐＨ梯度双向凝胶电泳、生物质谱技术、蛋白质双向电泳图谱的数字化和各种分析技术、蛋白质间相互作用分析的方法如酵母双杂交系统、噬菌体展示、表面等离子共振等。但均各有其利弊。目前质谱是进行蛋白质组成分鉴定的支撑技术 ,但是它在蛋白质间相互作用分析及结构与功能的关系分析方面显得无能为力 ,而生物分子相互作用分析技术 (Ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ ,ＢＩＡ)是进行蛋白质相互作用分析的较好技术 ,将两者结合起来在蛋白质组…     

蛋白质组研究中的分析技术

蛋白质组分析技术已在生物科学各领域被广泛应用,蛋白质组的研究已成为目前国际上的前沿和研究热点。概述了蛋白质组研究中的常用分析技术,包括样品制备、双向凝胶电泳、凝胶图像分析、质谱鉴定及数据库检索等。直观地列出了蛋白质组研究的技术体系流程图。各种分析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。     

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。     

植物蛋白质组学面临的挑战和前景

目前功能基因组研究开展得如火如荼 ,蛋白质组研究是阐明基因组所表达的真正执行生命活动的全部蛋白质的表达规律和生物功能 ,而植物蛋白质组研究是 2 1世纪整体细胞生物学最重要的内容 ,将为医药、农业和工业的革新提供崭新的思路。当前主要的研究手段为双向凝胶电泳、双向高效柱层析、质谱分析和生物信息学     

家蚕蛹期雌雄生殖腺蛋白质双向电泳比较分析

分析家蚕Bombyx mori雌雄生殖腺细胞蛋白质,有利于发现性别分化相关的功能蛋白质,探讨生殖腺发育相关基因的表达调控机理。本研究利用蛋白质双向凝胶电泳和图像分析技术,分析家蚕蛹期第2天的雌雄生殖腺细胞蛋白质。结果表明: 在雄蚕生殖腺蛋白质电泳图谱中共检测到435个蛋白斑点,其中特异性蛋白斑点73个,占总蛋白斑点数的16.8％;雌蚕生殖腺的电泳图谱中有417个蛋白斑点,其中特异性蛋白斑点55个,占总蛋白斑点数的13.2％。雌雄能匹配的蛋白斑点有362对,匹配率达85.0％。