功能蛋白质组学

科学背景及意义２０世纪中期以来,随着ＤＮＡ双螺旋结构的提出和蛋白质空间结构的解析,开始了分子生物学时代,对遗传信息载体ＤＮＡ和生命功能的体现者蛋白质的研究,成为生命科学研究的主要内容。９０年代初期开始实施的人类基因组计划,在经过各国科学家８年多的努力下,已经取得了巨大的成就,第一个多细胞生物-线虫基因组的ＤＮＡ全序列测定在１９９８年年底已经完成;人类所有基因的部分序列测定（ＥＳＴ）已经完成;...     

临床蛋白质组学———蛋白质组学在临床研究中的应用

临床蛋白质组学是将蛋白质组学技术应用于临床医学研究,它主要围绕疾病的预防、早期诊断和治疗等方面开展研究,其中,恶性肿瘤是临床蛋白质组学研究的一个重点研究对象.由于肿瘤生物标志物对早期诊断具有重要价值,所以临床蛋白质组学的主要目标之一是寻找合适的肿瘤生物标志物,多分子生物标志物已成为寻找肿瘤生物标志物的一个研究趋势.简要介绍了临床蛋白质组学的基本概念,实验设计,临床样本收集与预处理以及蛋白质组学技术在临床研究中的应用与进展.     

A platform to standardize,store, and visualize proteomics experimental data

With the development of functional genomics research, large-scale proteomics studies are now widespread, presenting significant challenges for data storage, exchange, and analysis. Here we present the Integrated Proteomics Exploring Database （IPED） as a platform for managing proteomics experimental data （both process and result data）. IPED is based on the schema of the Proteome Experimental Data Repository （PEDRo）, and complies with the General Proteomics Standard （GPS） drafted by the Proteomics Standards Committee of the Human Proteome Organization. In our work, we developed three components for the IPED platform： the IPED client editor, IPED server software, and IPED web interface. The client editor collects experimental data and generates an extensible markup language （XML） data file compliant with PEDRo and GPS; the server software parses the XML data file and loads information into a core database; and the web interface displays experimental results, to provide a convenient graphic representation of data. Given software convenience and data abundance, IPED is a powerful platform for data exchange and presents an important resource for the proteomics community. In its current release, IPED is available at http：//www. biosino.org/iped2.     

人胃癌BGC-823细胞中去甲斑蝥素抑癌作用机理的蛋白质组学研究

去甲斑蝥素是我国自行研制的抗肿瘤药物,在临床上主要用于消化道肿瘤的治疗．实验表明,去甲斑蝥素可引起人胃癌BGC-823细胞发生 M期阻滞及细胞凋亡．进一步利用双向电泳和质谱技术,筛选出了去甲斑蝥素抑癌作用相关蛋白．研究显示,线粒体热休克蛋白CH60、线粒体ATP合酶d亚单位、内质网葡萄糖调节蛋白GRP78、线粒体Hsp70的辅助因子GRPE1、SH3L3以及染色质组装因子1小亚基RBBP4参与了去甲斑蝥素的抑癌作用．研究提示,去甲斑蝥素可能通过促进线粒体热休克蛋白及p53的表达进而激活caspase-3依赖的凋亡通路,并且去甲斑蝥素在引发内质网协迫之后,可通过抑制胞外信号调节激酶(extracellular signal regulated kinase, ERK)的活性促进肿瘤细胞的凋亡．进一步分析了去甲斑蝥素与线粒体ATP合酶抑制剂寡霉素A的联合用药对人胃癌细胞生长的影响,结果表明,联合用药的抑瘤效果比单独用药的抑瘤效果显著,提示去甲斑蝥素可能通过抑制线粒体ATP合酶功能抑制BGC-823生长．上述结果为优化去甲斑蝥素的联合用药方案提供了新线索．     

不同生物土壤结皮微生物组跨膜转运蛋白基因多样性及差异

【背景】跨膜转运蛋白在微生物转运各种物质的过程中具有重要作用。【目的】通过比较原核微生物组磷酸转移酶(phosphotransferasesystem,PTS)系统和腺苷三磷酸结合盒(ATP-binding cassette,ABC)转运蛋白编码基因在两种不同生物土壤结皮中(藻结皮与藓结皮)的差异,以期揭示随着生物土壤结皮的发育演替,微生物组跨膜转运物质的生物学过程中的潜在变化趋势。【方法】对腾格里沙漠东南缘的藻结皮和藓结皮12个样品进行宏基因组测序,参照KEGG数据库PTS系统,与ABC转运蛋白代谢通路进行比较并筛选相关基因,分析其差异显著性。【结果】藻结皮和藓结皮PTS系统和ABC转运蛋白编码基因的多样性一致。在生物土壤结皮中共检测到16种PTS系统的转运蛋白的编码基因,具有显著性差异的有5种;检测到106种ABC转运蛋白的编码基因,具有显著性差异的有46种,并对这46种转运蛋白结合的底物以及变化趋势进行了详细的描述。【结论】生物土壤结皮发育演替过程中,微生物组从环境中摄取能够增加渗透势物质的潜力总体呈现降低趋势,转运氨基酸、细胞膜和细胞壁组分的潜力总体呈现增加趋势,对于矿物离子、...     

宏基因组学技术在痤疮研究中的应用进展

高通量测序技术的发展提高了人们对微生物组的认识。宏基因组学技术因其全面和深入的分析功能被广泛应用于各种环境微生物组的研究中,尤其在阐明各种疾病与人体微生物组的关系中,宏基因组学技术具有重要作用。痤疮作为一种常见的皮肤疾病,严重影响人们皮肤美观度和心理健康。利用宏基因组学技术挖掘皮肤微生物与痤疮的关系,将有助于痤疮发病机理的研究和临床治疗方法的改进。通过介绍宏基因组学技术的发展背景、概述及其应用研究进展,探讨皮肤微生物与痤疮的关系,综述宏基因组学技术在痤疮研究中的应用现状,并总结目前宏基因组学技术在皮肤疾病研究中存在的问题,旨在为痤疮的宏基因组研究提供参考。     

蛋白质组学技术在工业发酵梭菌研究中的应用

介绍了目前应用较广泛的蛋白质组学技术的原理、应用及优缺点;总结了发酵工业中常用的梭菌属细菌;重点阐述了蛋白质组学技术在工业发酵梭状芽孢杆菌研究中的应用,为工业发酵菌种的改良和发酵工艺的优化提供理论依据。最后讨论了今后工业发酵菌种蛋白质组学研究的重点和方向。     

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.     

水牛卵巢黄体形成和退化的蛋白质表达谱构建及生物信息学分析

本研究构建了水牛卵巢黄体形成及退化过程的定量蛋白质表达谱,从中寻找与水牛发情周期相关的重要蛋白质。为研究水牛卵巢周期性变化的分子机制提供蛋白质水平的数据支撑,进而为提高水牛繁殖效率奠定实验基础。以水牛排卵后的红体期(corpus hemorrhagicum,CH)、黄体期(corpus luteum,CL)和白体期(corpus fibrosum,CF)的卵巢作为研究对象,利用串联质谱标签(tandem mass tag,TMT)标记结合液质联用((liquid chromatography/mass spectrometry,LC-MS/MS)的定量蛋白质组学技术,采用相关软件对得到的差异表达蛋白质进行生物信息学分析。同时对与水牛发情周期相关的重要差异蛋白质:单核巨噬细胞分化抗原(CD14)、通用转录因子Ⅱ-Ⅰ(GTF2I)、羟基类固醇(17β)脱氢酶1(HSD17B1)、U6 sn RNA相关Sm样蛋白质(LSM1)和纤溶酶原激活物抑制物(SERPINE1)进行了qRT-PCR分析验证。结果显示,共鉴定得到2 343种蛋白质,其中差异表达蛋白质有284种(差异倍数≥2.0),初步构建了水牛卵巢黄体形成和退化的定量蛋白质表达谱。对其中的五种重要差异蛋白质(CD14、GTF2I、HSD17B1、LSM1和SERPINE1)进行qRT-PCR验证,结果有四种(CD14、HSD17B1、LSM1和SERPINE1)的qPCR结果与质谱结果相一致,仅GTF2I与质谱结果不一致,可能是由于GTF2I存在转录后调控。本研究首次从蛋白质水平对水牛卵巢排卵后的周期性变化的分子机制进行了探究,同时为其他家畜品种发情周期的研究提供了新的研究思路。     

宏基因组学挖掘新型生物催化剂的研究进展

微生物蕴藏着大量具有工业应用潜力的生物催化剂。然而,传统培养方法只能从环境中获得不到1%的微生物。宏基因组学是通过提取某一特定环境中的所有微生物基因组DNA、构建基因组文库并对文库进行筛选,寻找和发现新的功能基因的一种方法。它绕过了微生物分离培养过程,成为研究环境样品中不可培养微生物的有力手段。因此,从宏基因组中挖掘新型生物催化剂一直倍受生物学家的关注。以下主要对宏基因组文库的样品来源、DNA提取方法、文库的构建和筛选策略的选择这4个方面的研究状况进行了综述,列举了近年来利用宏基因组技术所获得的新型生物催化剂,并对其今后的研究方向提出了展望。