鸟枪法蛋白质学的介绍
鸟枪法脂质组学原理
鸟枪法脂质组学原理鸟枪法脂质组学是一种用于研究脂质组成和代谢的分析技术。
它是在脂质组学领域中常用的高通量技术之一。
鸟枪法脂质组学基于质谱技术,通过对复杂的脂质混合物进行分析,以揭示脂质的组成、结构和相对丰度。
下面将详细介绍鸟枪法脂质组学的原理。
鸟枪法脂质组学的原理主要包括样品准备、质谱分析和数据处理三个步骤。
首先是样品准备。
样品准备是鸟枪法脂质组学中非常重要的一步。
通常,样品准备可以分为提取、纯化和衍生化等步骤。
在提取过程中,我们可以使用一种或多种溶剂将待分析的样品中的脂质提取出来。
常用的提取溶剂包括甲醇、氯仿、丙酮等。
在纯化步骤中,我们可以使用液-液分离、固相萃取等技术去除干扰物质,提高脂质的纯度。
衍生化是指将样品中的脂质通过化学反应转化为易于质谱分析的衍生物,这样可以提高分析的灵敏度和选择性。
常用的衍生试剂包括N,N-二甲基甲酰胺等。
接下来是质谱分析。
鸟枪法脂质组学主要使用质谱技术进行分析。
目前常用的质谱技术有气相色谱-质谱联用(GC-MS)、液相色谱-质谱联用(LC-MS)和直接注射质谱(Direct Infusion MS)等。
在GC-MS分析中,样品中的脂质会首先经过气相色谱柱的分离,然后进入质谱仪进行质谱分析。
在LC-MS分析中,样品中的脂质会经过液相色谱柱的分离,然后进入质谱仪进行质谱分析。
而直接注射质谱则是直接将样品中的脂质溶液通过电喷雾离子源进入质谱仪进行质谱分析。
质谱技术可以提供关于脂质的质荷比、相对丰度以及结构信息。
最后是数据处理。
数据处理是鸟枪法脂质组学中至关重要的一步。
通常,数据处理可以分为数据预处理和数据分析两个部分。
数据预处理是对原始数据进行校正、去噪、归一化等处理,以保证数据的可靠性和可比性。
数据分析是对预处理后的数据进行统计学分析、多变量分析和模式识别等处理,以揭示脂质的变化规律和代谢途径。
常用的数据分析方法包括主成分分析(PCA)、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等。
蛋白质谱鉴定
单一蛋白质或者简单蛋白质混合物的鉴定是生物学研究中经常遇到的问题。
与传统的MALDI-TOF相比,NanoLC-MC/MS具有更高的灵敏度和几乎100%的可靠性,而且具有MALDI-TOF不可比拟的从单一蛋白质胶带中准确鉴定出多个蛋白质组分的能力。
实验原理质谱鉴定的原理基于鸟枪法(Shot-gun):将蛋白条带或者蛋白溶液酶切成肽段混合物,经高效液相色谱分离得到若干较为简单的组分,再在线导入高分辨率质谱仪中进行分析。
肽段在质谱仪中离子化后,会带上一定量的电荷,通过检测器分析,可得到各肽段的质荷比(m/z),从而得到各肽段的相对分子质量。
为获得肽段的序列信息,质谱仪会选取某些肽段进行破碎,再次分析,获得二级质谱,检索软件根据二级质谱信息与相应的数据库比对,结合匹配度打分及错配过滤,可得到肽段的确切序列,进而拼接出各蛋白的完整序列,从而实现对蛋白的鉴定。
实验流程技术特点Ÿ应用广泛:无论是简单的SDS-PAGE胶条、2D-PAGE胶点,还是相对复杂的蛋白混合物溶液、pull-down、CoIP拉下来的蛋白复合物,都可以进行蛋白鉴定。
Ÿ准确度高:根据二级质谱信息与相应的数据库比对,结合匹配度打分,准确度远高于MALDI-TOF。
Ÿ灵敏度高:即使是低丰度的蛋白也可以质谱鉴定出来。
百泰派克蛋白质谱鉴定服务优势北京百泰派克公司采用高分辨率质谱平台技术,包括Thermo Fisher的Q Exactive质谱仪,LTQ Orbitrap Velos质谱仪,以及AB SCIEX的6500 Q TRAP质谱仪,结合 Nano-LC高通量液相色谱技术,能够对蛋白质提取物、SDS-PAGE蛋白条带、2D蛋白胶点等样品形式进行高效精准蛋白鉴定。
对于简单蛋白混合物蛋白鉴定和单一蛋白质鉴定,我们保证100%的鉴定率,否则不收任何费用。
研究案例下图是为客户提供的SDS-PAGE胶条鉴定服务,共鉴定到104个蛋白,其中客户的目标蛋白的打分和相对含量都是最高的。
遗传学名词解释(华农)
遗传学名词解释第一章遗传:子代与亲代相似的现象。
变异:子代与亲代不相同的现象。
遗传学:研究生物遗传和变异现象与规律的科学。
第二章染色体:完整的包裹在蛋白质基质中的DNA分子。
真核生物细胞处于分裂期,DNA逐渐螺旋化卷曲,呈现有固定形态的棒状小体。
染色质:细胞未分裂时,呈现出伸展和高度分散状态、没有固定形态结构的纤细网状物。
着丝粒:一种盘状结构,2条染色单体连接的部位。
主缢痕:着丝粒不会被染料染色,所以在光学显微镜下表现为染色体上一缢缩部位(无色间隔点),所以又称为主缢痕。
次缢痕:某些染色体的一个或两个臂上往往还具有另一个染色较淡的缢缩部位,称为次缢痕;通常在染色体短臂上。
随体:次缢痕的末端的圆形或略长形的突出体,称为随体。
核仁组织中心:次缢痕在细胞分裂时,紧密地与核仁相联系。
与核仁的形成有关,因此也称为核仁组织中心(NOR)。
同源染色体:大小及形态相同,分别来源于父本和母本的一对染色体。
非同源染色体:形态结构不同的各对染色体。
性染色体:许多物种中,存在的一对形态和结构不同的同源染色体。
常染色体:除性染色体之外的其它染色体。
染色体组型或核型:由体细胞中全套染色体按形态特征(包括染色体长度、着丝点位置、臂比、随体有无等)和大小顺序排列构成的图形。
染色体带:当染色体被酶或其它化学药品处理后,经过染色显示出的深浅不同的带纹。
带型:不同的染色体具有的不同形态带的组成。
染色体显带:染色体带显示的过程。
由于实验中处理方法的不同,可以获得不同的带型模式,如Q带、G带、N带、R带和C带等。
显带的机制:一般认为所显示的带为异染色质在染色体上分布的区域。
异染色质:在细胞间期染色质线中,染色很深的区段。
常染色质:染色质线中染色很浅的区段。
半保留复制:一个DNA分子经过复制形成两个完全相同的子代DNA分子,子代DNA分子中都保留了亲代DNA双链中的一条,这种方式称为半保留复制。
无丝分裂:指通过细胞核拉长(呈哑铃状),中部缢缩形成2个相似的子细胞的过程。
定量蛋白质组学
定量蛋白质组学五种常用蛋白质组学定量分析方法对比。
百泰派克生物科技汇总介绍了五种常见定量蛋白质组学分析方法的优势和特点。
SWATH-MS数据可重复性研究。
SWATH在不同实验室间可重复性的研究。
这个研究统计了全世界11个不同的实验室中使用SWATH鉴定的数据重复度情况。
iTRAQ/TMT标签结构以及相对定量原理详解。
通过标记多组不同样品,iTRAQ和TMT能够同时比对正常组织样品和肿瘤组织样品的蛋白水平差异,以及精准检测肿瘤在发展的不同阶段的蛋白水平变化。
蛋白质定量技术及其在临床研究中的应用。
百泰派克采用高通量质谱平台提供蛋白质定量服务,包括定量蛋白质组学,蛋白质定量技术及其他蛋白质组学相关的服务。
百泰派克生物科技独立仪器分析平台,拥有多年蛋白质定量经验,竭诚为您服务。
蛋白组分析中dda和prm。
DDA和PRM是质谱不同的数据采集模式。
DDA主要用于非靶向蛋白质组学的研究,PRM则用于靶向蛋白质组学的研究。
百泰派克生物科技提供基于质谱的DDA、MRM/PRM和DIA蛋白质组学分析服务。
iTRAQ定量蛋白质组学。
iTRAQ蛋白质组学即iTRAQ定量蛋白质组学,是一种标记定量蛋白质组学,指利用iTRAQ标记技术和质谱技术对蛋白质组进行定量。
百泰派克生物科技提供基于质谱的iTRAQ定量蛋白质组学分析服务。
蛋白互作定量检测。
蛋白互作定量检测指对相互作用的蛋白质进行定量。
百泰派克生物科技提供基于质谱的SILAC与免疫共沉淀质谱联用的蛋白互作定量分析服务,可同时实现互作蛋白质组的定性和定量。
DIA蛋白质组学样品处理步骤。
DIA蛋白质组学指利用DIA技术(如SWATH)对样品中的蛋白质组进行检测分析。
百泰派克生物科技提供基于质谱的DIA蛋白质组学分析服务和蛋白质样品制备服务。
功能蛋白质组学。
功能蛋白质组学是蛋白质组学的一部分,其主要目的是研究蛋白质的功能和生命活动的分子机制。
百泰派克生物科技提供基于质谱的功能蛋白质组学分析服务。
自上而下VS自下而上蛋白质组学
自上而下VS自下而上蛋白质组学蛋白质研究是分析化学中最具挑战性的主题之一。
最初的蛋白质研究专注于开发能够分离和鉴定蛋白质序列的技术。
Edman降解法是一种蛋白质氨基酸序列分析的革命性方法。
通过不同酶解结合蛋白质消化,高效液相色谱(HPLC)分离肽段后进行Edman降解可以确定蛋白质的完整序列。
20世纪90年代,质谱法由于操作简、结果可靠,代替了Edman降解法用于蛋白质鉴定,质谱分析法还可对样品中的蛋白质进行收集。
多年来,人们开发了更多的蛋白质研究技术,并将蛋白质领域内研究定义为“蛋白质组学”。
蛋白质组学在过去用于定义蛋白质组的大规模研究,但现在是指从小规模到大规模的各项蛋白质研究。
自下而上(bottom-up)和自上而下(top-down)是两种基于生物质质谱分析的蛋白质组学方法。
自下而上法,也称为鸟枪法(shotgun),是蛋白质组学研究中广泛使用的质谱技术,自下而上法是将大蛋白片段水解/酶解为肽段,然后进行分析的传统方法。
自上而下直接对完整的蛋白质进行分析,包括翻译后修饰蛋白质和其他大片段蛋白质,而不仅仅是肽段。
自下而上蛋白质组学自下而上法的基本过程是将蛋白质混合物消化成肽混合物;对肽混合物进行色谱分离和离子化后,通过串联质谱分析生成肽指纹图谱以进行肽鉴定。
最后,从鉴定出的肽中推导出可能的蛋白质。
该方法可在短时间内获得大量的识别结果。
在计算步骤中,现有的图谱分析方法包括序列库搜索、图库搜索(最常用)、从头测序以及与容错搜索相结合的从头测序方法。
一些经典的搜库软件包括MASCOT、SEQUEST、X! Tandem等。
以shotgun技术路线为例,搜库的基本过程如下:1.将数据库中的候选蛋白质序列切成肽,并模拟切下的肽片段谱图。
2.根据谱图的相似度对实验谱图进行匹配和评分。
通过特定的肽质量控制方法获得高度可靠的肽鉴定结果。
3.根据肽和蛋白质的氨基酸序列之间的对应关系推导出蛋白质。
自下而上策略是目前最成熟和广泛应用于蛋白质鉴定,表征翻译后修饰以及进行相对和绝对定量的分析策略。
蛋白检测的鸟枪法
百泰派克生物科技
蛋白检测的鸟枪法
鸟枪法(Shotgun)是一种基于“自下而上”策略的蛋白质质谱分析技术,它通过直接分析蛋白肽段进而实现对完整蛋白的分析,所以称之为“自下而上”。
进行鸟枪法蛋白质组学分析,首先要将完整蛋白质酶解消化为小分子肽段,然后利用质谱法检测经液相色谱分离后的肽段,根据肽段母离子的质谱数据如质荷比、离子峰强度等实现蛋白质的多种分析。
鸟枪法策略采用数据依赖型模式尽可能的采集所有肽段母离子的碎片信息,可以尽可能多的鉴定样品中的全部蛋白质,是一种高通量的蛋白质分析技术,可同时鉴定成百上千种蛋白质。
常见的Label Free、SILAC、TMT和iTRAQ等蛋白质定量技术都是基于鸟枪法进行的。
百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Q ExactiveHF质谱平台结合Nano-LC色谱,提供快速高效的鸟枪法蛋白质鉴定服务技术包裹,您只需要将您的实验目的告诉我们并将您的细胞寄给我们,我们会负责项目后续所有事宜,包括细胞培养、细胞标记、蛋白提取、蛋白酶切、肽段分离、质谱分析、质谱原始数据分析、生物信息学分析。
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鸟枪法蛋白质学的介绍
LDFA
2346
94
Rat Sample/Rat IPI Database
a
13
GMPSA vs LDFA
GMPSA
LDFA
247
Identified Proteins
275
62% 153
Unambiguously Identified Proteins
81% 224
4
149
75
Total unaPmPbreoigrtcueToeiounststaTaolosasfatsiagspslnsrimgpoignerteonnetitmsdneesiedxnncuaslatusesidsdtiwnioeggninutthheniefdinpqeorwudotetietiiehpnssenwpoittihtdiueenssique pept1i4des
Greedy MinimuGm MPrPotSeiAn Set Algorithm Proteins
Identified Peptides
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
123 32
123 32
426 321
20
5417
69
85
10
10 9 6
10
3
a
7
Nesvizhskii, A.I. and Aebersold, R. (2005) Interpretation of shotgun proteomic data: the protein inference problem. Mol. Cell Proteomics, 4, 1419–1440.
GMPSA
LDFA
7 correct proteins
鸟枪法测序的基本原理
鸟枪法测序的基本原理
鸟枪法测序,也被称为全基因组霰弹法或全基因组随机测序,是一种用于测定生物基因组序列的方法。
其基本原理是首先将大分子DNA随机地“敲碎”成许多小片段,然后对这些小片段进行测序。
在测序过程中,由于这些小片段会有重叠区域,因此可以通过计算机将这些小片段整合起来,从而得到整个基因组的序列。
鸟枪法测序的优点在于其高通量和高覆盖率。
由于测序的是小片段而不是整个基因组,因此需要的测序数量大大减少,降低了测序的成本和时间。
同时,由于小片段之间存在重叠区域,因此可以通过比对算法将这些小片段拼接起来,获得全基因组的测序结果。
除了用于人类基因组的测序外,鸟枪法还广泛应用于动植物基因组的测序,以及其他微生物和病毒的基因组测序。
同时,由于鸟枪法测序的高覆盖率和高灵敏度,它还被用于基因突变检测、基因表达分析和表观遗传学研究等领域。
鸟枪法蛋白组学
鸟枪法蛋白组学
鸟枪法蛋白质组学是基于液相色谱和质谱技术的一种分析蛋白质组的方法,摆脱了传统凝胶分离技术的局限和不足。
百泰派克生物科技提供鸟枪法分析蛋白质组的服务。
鸟枪法蛋白组学
鸟枪法(shotgun)蛋白质组学是指将自下而上(bottom-up)的蛋白质组学技术结合使用高效液相色谱与质谱联用来鉴定复杂混合物中的蛋白质。
该名称源于DNA的鸟枪法(shotgun)测序。
鸟枪法蛋白质组学最常用的方法是从消化混合物中的蛋
白质开始,然后通过液相色谱法分离得到的肽段,接着使用串联质谱法鉴定肽段。
鸟枪法蛋白质组学允许鉴定样品全部蛋白质,并具有系统分析动态蛋白质组的能力。
它还避免了与完整蛋白质分析相关的中等分离效率和较差的质谱灵敏度。
常见的label free、SILAC和iTRAQ定量蛋白质组学分析都是基于鸟枪法进行的。
鸟枪法蛋白组学流程
鸟枪法蛋白组学实验中,首先是从样品中提取蛋白质,并用蛋白酶消化以产生肽段混合物。
然后将肽混合物直接上样到液相色谱柱上进行分离,分离后的肽段经电离成为离子,最后进入串联质谱(MS/MS)进行解析。
利用计算机根据设定好的运算
法则分析所得数据,可以从理论蛋白质数据库中检索出测得的肽段对应的蛋白质,从而确定样品中的蛋白质成分。
鸟枪法蛋白组学。
鸟枪法宏基因组学
鸟枪法宏基因组学
鸟枪法是一种常用的快速测序技术,可用于宏基因组学研究。
它的原理是利用高通量测序技术对DNA样品进行随机断裂,然后选择合适的片段进行测序。
与全基因组测序或靶向测序不同,鸟枪法测序的片段长度通常较短,且涉及更多的样品。
这种方法可以广泛应用于研究各种生物的基因组,例如微生物、植物和动物等。
在宏基因组学中,鸟枪法往往用于对环境中的微生物进行研究。
在这种情况下,样品通常是从环境中采集的土壤、水或空气等,然后进行DNA提取和鸟枪测序。
这种方法可以获得广泛的微生物群落信息,包括丰度和多样性等,并有助于研究微生物在环境中的生态学功能。
然而,在鸟枪法的测序结果中,也存在一些技术和分析误差。
比如,测序片段中可能包含环境污染物或人工引入物质,这些杂质会影响研究结论的可靠性。
因此,在宏基因组学研究中,鸟枪法需要结合其他检测和分析方法,综合评估微生物群落的特征和生态功能。
细胞生物名词解释
解释:在用体细胞基因疗法治疗恶性肿瘤时,将一种基因如单纯疱疹病毒(HSV)的胸苷激酶(TK)基因导入肿 解释 瘤细胞,然后给以底物产生有毒的代谢产物作用于肿瘤细胞,故称为自杀基因。 差减杂交 (Subtractive Hybridization)
解释:用来筛选不同类型细胞或不同生理状态下同种细胞所特有的基因、 mRNA 和 DNA 片段的一种方法。 可 解释
解释:细胞一次分裂结束开始到下一次细胞分裂结束为止,称为一个细胞周期。 解释 人工脂质体 (Liposome)
解释:根据磷脂分子可以在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜. 解释 兼性异染色质 (Facultative heterochromatin)
解释:指的是在某些细胞类型或一定的发育阶段,原来的常染色质凝缩, 丧失基因转录活性,变为异异染色质。 解释 反向协同运输 (Anti-port)
解释:细胞丧失了发育成个体的能力,但具有分化成有限细胞类型及构建组织的潜能。 解释 信号假说 (Signal Hypothesis)
解释:分泌蛋白 N 端序列作为信号肽,指导分泌性蛋白到内质网膜上合成,在蛋白合成结束之前信号肽被切 解释 除。 接触抑制 (Contact inhibition)
解释:贴壁生长的细胞一旦彼此接触就停止细胞增殖的现象。 解释 共运输 (Symport)
中 文 踏车现象
英 文 (Tread milling)
解释:在一定的状态下,微丝可以表现出一端因加亚单位而延长,而另一端因去亚单位而缩短,使细胞内的 解释 微丝处于动态的平衡之中,保持一定的长度。 奢侈基因 解释:在不同的细胞类型进行特异性表达的基因。 解释 锚定连接 (Anchoring junction) (Luxury gene)
分子生物学答案
分子生物学答案分子生物学答案一、名词1、鸟枪法(Shotgun method):使用基因组中的随机产生的片段作为模板进行克隆的方法。
使用限制性内切酶将带有目的基因的DNA链切成若干小段,再使用DNA连接酶将其整合到载体的基因中,并使其表达。
2、色氨酸操纵子(tryptophane operon):负责色氨酸的生物合成,当培养基中有足够的色氨酸时,这个操纵子自动关闭,缺乏色氨酸时操纵子被打开,trp基因表达,色氨酸或与其代谢有关的某种物质在阻遏过程(而不是诱导过程)中起作用。
3、酶切图谱(Macrorestriction Map):描述限制性内切酶的酶切点的位置和距离信息的图谱。
4、原位杂交(in situ hybridization):将标记的核酸探针与细胞或组织中的核酸进行杂交,称为原位杂交。
5、结构域(domain):是构成蛋白质三级结构的基本单元,是指生物大分子中具有特异结构和独立功能的区域,是蛋白质生理功能的结构基础,这种相对独立的区域性结构就称为结构域。
6、DNA杂交(Southern blotting):又称为Southern杂交,即用放射性标记的探针与靶DNA进行杂交的技术。
7、基因组文库(genomic library):用限制性内切酶切割细胞的整个基因组DNA,可以得到大量的基因组DNA片段,然后将这些DNA片段与载体连接,再转化到细菌中去,让宿主菌长成克隆。
这样,一个克隆内的每个细胞的载体上都包含有特定的基因组DNA片段,整个克隆群体就包含基因组的全部基因片段总和称为基因组文库(短答案:是指采用基因组克隆的方法,克隆的一套基因组DNA片段。
)8、粘性末端(cos site-carring plasmid):当一种限制性内切酶在一个特异性的碱基序列处切断DNA时,就可在切口处留下几个未配对的核苷酸,叫做粘性末端。
9、一致序列(又称保守序列:conserved sequence):遗传物质里的片段极少发生突变而且在不同生物中广泛存在。
Shotgun蛋白质鉴定
百泰派克生物科技
Shotgun蛋白质鉴定
Shotgun蛋白质鉴定原理
Shotgun(鸟枪法)蛋白质鉴定基于质谱技术对混合体系中的蛋白质进行定性鉴定。
其基本原理为利用液相色谱分离经酶解的肽段,被分离的肽段在质谱仪中解离成带电荷的离子,通过串联质谱分析获得相应的质谱数据,利用生物信息学软件结合相应蛋白质数据库质谱数据进行分析,从而实现蛋白质的鉴定。
Shotgun蛋白质鉴定技术
相比传统的双向聚丙烯酰胺凝胶电泳(2D-PAGE)鉴定技术来说,Shotgun蛋白质
鉴定基于更多的蛋白信息对样品进行鉴定,具有更高的灵敏度。
Shotgun(鸟枪法)蛋白质鉴定技术可同时鉴定混合体系中的多种蛋白质,重复性好,操作简便,且对样本的需求量少,可用于各种来源(如细胞、细胞器、组织)的复杂蛋白质混合物的分析鉴定。
百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos质谱平台结合nanoLC-MS/MS纳升色谱提供Shotgun蛋白质全谱分析服务,能够全面鉴定整个细胞、组织或复杂混合样品的大量蛋白质,欢迎免费咨询152-****7680。
蛋白质序列查法
蛋白质序列查法
蛋白质序列测定主要有以下几种方法:
1. 末端测序法,包括Edman降解法和羧肽酶法等,这种方法是通过测定蛋白质的末端氨基酸序列来推断整个蛋白质的序列。
2. 基于质谱的方法,如鸟枪法蛋白质测序,通过将蛋白质多重水解成小分子肽段,再对经高效液相色谱分离的肽段进行质谱鉴定,根据肽段的质谱信息获取肽段的氨基酸组成和排列顺序,然后将各肽段拼接成完整的蛋白质便可以得到完整样品蛋白的氨基酸组成和排列顺序。
3. 质谱法(Mass Spectrometry),蛋白质或多肽被分解成较小的片段,然后使用质谱仪来测量这些片段的质量/质荷比,从而推断出氨基酸序列。
这通常通过碎片化技术(如碰撞诱导解离或电子转移解离)来实现。
这些方法各有优缺点,可以根据需要选择合适的方法进行蛋白质序列测定。
鸟枪法
限制
真核生物在基因表达时,结构基因中的内含子不能指导蛋白质的合成。所以真核生物的目的基因不能用“鸟枪法”获得。 “鸟枪法”是一种由生物基因组提取目的基因的方法。首先利用物理方法(如剪切力、超声波等)或酶化学方法(如限制性内切核酸酶)将生物细胞染色体DNA切割成为基因水平的许多片段,继而将这些片段与适当的载体结合,将重组出含有某一基因的菌株,从中将重组的DNA分离、回收。 这种方法也就是应用基因工程技术分离目的基因,其特点射击”原理去“命中”某个基因。由于目的基因在整个基因组中太少太小,在相当程度上还得靠“碰运气”,所以人们称这个方法为“鸟枪法”或“散弹枪”实验法。
大致步骤
1.使用限制性内切酶将带有目的基因的DNA链切成若干小段。 2.再使用DNA连接酶将其整合到载体的基因中,并使其表达。 3.如果在某个细胞中得到了目的产物,就说明整合到该细胞中的DNA片段就是所需要的DNA片段。
编辑本段特点
“鸟枪法”优点是速度快,简单易行,成本较低。但用它来测序,最终排序结果的拼接组装不太容易。中国科学家设计出了一种序列组装软件,能有效克服“鸟枪法”全基因组测序组装过程中的困难。 在研究中,他们首先在整个水稻基因组上生成许多已知长度的DNA(脱氧核糖核酸)切片,然后使它们按DNA序列的重合区域进行排列。这些切片数量足以覆盖水稻基因组4次。科学家们接着确定每个切片的碱基对序列,并用计算机程序将其组装成更长的片段,然后将这些片段排序、装配成10万多个被称为支架的更大组件。 他们设计出的软件重点是通过支架水平上的接近来进行组装,并采取了独特的重复序列处理算法,可识别并暂时屏蔽占水稻基因组约40%的重复序列。这样做的好处是既能减少计算量,又最大限度降低了错误拼接的可能性。 美国珀杜大学植物遗传学家贝内特泽恩评价说,中国科学家的水稻基因组计划,“提供了一个有关鸟枪测序法速度和效率的极好范例”。
蛋白质组学的发展历程和未来展望(形象)
蛋白质组学的发展历程和未来展望微评:蛋白质组学已成为寻找疾病分子标记和药物靶标最有效的方法之一。
在对癌症、早老性痴呆等人类重大疾病的临床诊断和治疗方面蛋白质组技术也有十分诱人的前景,最近蛋白质组学的发展又有了哪些新突破,百替精心搜集了这篇资料为您解析最详细的蛋白组学发展的历程和展望。
7月16日,来自美国Scripps研究所的国际著名蛋白质组学专家 John R. Yates 教授应邀出席了在北京召开的第五届亚洲与大洋洲质谱会议暨第33届中国质谱学会学术年会,并作大会报告。
Yates 教授在他的报告的前半部分中详细介绍了蛋白质组学的发展历程和未来的发展方向。
鸟枪法蛋白质组学的演变提到蛋白质组学的发展,自然饶不开质谱技术的发展。
在过去的100年里,质谱技术可以说是以指数级的速度迅猛发展。
这种进步可以部分归功于机械、电子和计算机工业领域的创新。
但一些偶然的颠覆性突破,可能才是质谱技术的发展在质上取得飞跃的根本原因。
大规模蛋白分析或是蛋白组学之所以成为可能,正是由于这些颠覆性的突破而导致的。
当质谱具备分析有机分子的能力的时候,自然而然的,分析氨基酸和小肽就成为了下一个目标。
由于这些两性和极性分子缺少挥发性以及早期质谱质量范围的限制,导致分析工作十分复杂。
为了解决这个问题,人们巧妙地利用衍生化的办法来使这些被改性的氨基酸和小肽气化。
同时利用EI源来碎片化这些分子,以实现肽段测序。
随着高分辨率、精确质量仪器的出现,精确质量被作为一个工具用于小肽的测序。
而对于小肽分析能力的获得使得我们可以利用酶解和酸解的办法对蛋白进行分析。
通过产生重叠的肽碎片,蛋白的序列就可能被重建。
很显然,这种策略将产生非常复杂的肽段混合物,从而对当时的分离技术(GC)提出了更高的要求。
那时,最大的挑战来自于如何省去繁琐的衍生化步骤而实现肽的离子化,否则科学家的分析对象只能局限于那些高丰度蛋白。
一个颠覆性的突破发生在1981年,也就是快原子轰击(FAB)的发展。
蛋白质定性、定量分析
蛋白质定性、定量分析蛋白质定性定量分析(图片来源:百泰派克生物科技)蛋白质定性、定量分析随着质谱技术的飞速发展,利用质谱技术进行蛋白质(组)的定性和定量分析得到更为广泛的应用和研究。
1. 蛋白质定性分析:确定样品中是否有蛋白质存在,以及存在的是何种蛋白质。
蛋白质定性分析通常是指利用质谱法进行蛋白质鉴定和序列分析。
蛋白质定性分析分为top-down分析和bottom-up分析两种策略。
目前,bottom-up分析策略被更广泛的应用于蛋白质定性分析工作。
Bottom-Up(自底向上)和Top-Down(自顶向下)两种策略“自底向上”策略是指通过分析由蛋白质酶解生成的肽段来鉴定蛋白质。
当应用该策略来分析蛋白质组混合物时,因其类似于基因组测序的鸟枪法,所以又被称为鸟枪法蛋白质组学(Shot-gun Proteomics)。
“自顶向下”策略直接鉴定完整蛋白质,在翻译后修饰和蛋白质同素异构体鉴定方面有一些潜在的优势。
可是该策略的缺陷是蛋白质在气相中分离、电离及碎裂都十分困难。
而鸟枪法蛋白质组学由于将蛋白质酶解成肽段,使其在气相中更容易被分离、电离和碎裂。
2. 蛋白质定量分析:确定样品中总蛋白含量,或者某种单一蛋白成分的含量。
蛋白质相对定量分析相对定量的目的是测定目的蛋白在两个或多个样本中的表达量的相对比例,而不需要知道它们在每个样本中的表达量。
例如,如果研究项目中包括处理过的和未经处理的对照样本,通常可以将未经处理的样本做为对照组,经处理的样本的定量结果除以对照样品的定量结果,就可以计算各个处理样本的蛋白含量相对于对照组样品的百分比。
蛋白质绝对定量分析目前基于质谱的绝对定量蛋白质组学研究主要是指靶向蛋白质组学。
靶向蛋白质组学分析,是指对目标蛋白质(或修饰肽段)进行定性和/或定量分析,或者用于验证大规模蛋白质组学的结果。
基于质谱的靶向蛋白质组学分析方法,由于没有物种限制并具备多目标同时分析能力等优势,受到越来越多的关注和应用。
蛋白质组学技术及其在植物逆境生物学中的应用
蛋白质组学技术及其在植物逆境生物学中的应用摘要:逆境胁迫是制约植物生长发育、影响作物产量和质量的关键因子,揭示植物应答胁迫的分子机理一直是人们长期探索的重大课题。
植物的蛋白质组学研究可以系统揭示不同胁迫条件下植物蛋白质的表达状况,从而深入了解环境胁迫下植物的基因表达调控机制、植物响应胁迫机理。
简要介绍了蛋白质组学的研究技术,概述了其在植物逆境胁迫适应机制研究中的应用,并对蛋白质组学在该领域的发展前景进行了展望。
关键词:蛋白质组学;非生物胁迫;生物胁迫;双向电泳;质谱随着生命科学的日益发展,对基因功能的研究已不仅仅局限在核酸水平。
蛋白质是基因功能的执行者,是生命现象的直接体现者。
要深入了解生命的复杂活动,就需要从蛋白质的整体水平上进行研究。
蛋白质组学是指研究蛋白质组的科学,本质上是在大规模水平上研究蛋白质的特征,包括蛋白质的表达水平、翻译后的修饰、蛋白与蛋白相互作用等,由此获得蛋白质水平上的关于组织变化、细胞代谢等过程的整体而全面的认识[1]。
近些年来,蛋白质组学发展迅速,并得到了广泛的应用,成为生命科学研究的核心内容之一。
植物在生长发育过程中会遭遇高(低)温、干旱、水涝和高盐等非生物胁迫以及病原菌侵染和虫害等生物胁迫。
植物感受逆境信号后,可以通过信号转导调节细胞内抗逆相关蛋白的表达,从而调整自身的生理状态或形态来提高对逆境的耐受能力。
在蛋白水平,对发生变化的蛋白质进行定性和定量测定,探讨植物在逆境胁迫条件下的调控机制,是研究植物抗逆性的重要手段之一,并已在多种植物的研究中取得了一定的成果。
1 蛋白质组学研究技术过去,许多科学家都致力于蛋白质组的大规模定性分析,而现在,如何系统地识别和定量一个蛋白质组则是蛋白质组学研究的主要目的之一[2]。
由于蛋白质的浓度在很大程度上影响了其功能的实现,因此,对蛋白质的相对和绝对浓度进行测量也就变得至关重要。
目前,比较成熟的蛋白质定量方法主要分为两类,一类基于传统双向凝胶电泳及染色,另一类基于质谱检测技术。
鸟枪法测序流程
鸟枪法测序流程
鸟枪法测序(Whole Genome Shotgun Sequencing)是一种基因组测序方法,其主要步骤如下:
1.建文库:首先,将待测基因组DNA随机切割成不同大小的片段。
常用的方法是使用限制性内切酶将DNA链切成若干小段。
2.两端测序:将切割后的DNA片段进行末端测序,获取各个片段的两端序列信息。
3.序列拼接:通过将测序得到的两端序列进行拼接,形成完整的DNA序列。
这一步通常采用Overlap-PCR等技术进行。
4.序列重叠群:对拼接后的序列进行筛选和整理,形成重叠的序列片段,以便于后续分析。
5.填补序列间隙:通过填充重叠序列之间的间隙,获得完整的基因组序列。
这一步可以使用多种方法,如PCR、基因合成等。
6.数据分析:对获得的基因组序列进行生物信息学分析,如基因预测、开放阅读框(ORF)预测等,以获取基因组的结构和功能信息。
鸟枪法测序的优点包括流水线操作、测序速度快、不需要遗传或物理图谱。
但缺点是构建序列重叠群的数据分析复杂,重复序列可能导致错误拼接,对大型基因组不太适合。
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DETECTABILITY
-
Overview
• Shotgun Proteomics • Protein Inference Problem • Protein Identification Using Peptide
LDFA
2346
94
Rat Sample/Rat IPI Database
-
GMPSA vs LDFA
GMPSA
LDFA
247
Identified Proteins
275
62% 153
Unambiguously Identified Proteins
81% 224
4
149
75
Total unaPmPbreoigrtcueToeiounststaTaolosasfatsiagspslnsrimgpoignerteonnetitmsdneesiedxnncuasl-tusesidsdtiwnioeggninutthheniefdinpqeorwudotetietiiehpnssenwpoittihtdiueenssique peptides
Factors affecting Peptide Detection
Four classes of factors 1) Chemical properties of the peptide (and parent protein) 2) Limitations of peptide identification protocol 3) Abundance of the peptide in the sample 4) Presence of other peptides that compete for detection
GMPSA
LDFA
7 correct proteins
5 tied proteins
10 correct proteins
1 tied protein - 1 incorrect tied protein
GMPSA vs LDFA in a R. norvegicus sample
GMPSA
Indistinguishable pairs
Resolving Ambiguity
detectability of a peptide
– the probability that the peptide will be observed in a standard sample analyzed by a standard proteomics routine
Greedy MinimuGm MPrPotSeiAn Set Algorithm Proteins
Identified Peptides
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
123 32
123 32
426 321
20
5417
69
85
10
10 9 6
10
3
-
Nesvizhskii, A.I. and Aebersold, R. (2005) Interpretation of shotgun proteomic data: the protein inference problem. Mol. Cell Prote, Arnold, R. J., Alves, P., Xun, Z., Clemmer, D. E., Novotny, M. V., Reilly, J. P. & Radivojac, P. (2006). A computational approach toward label-free protein quantification using predicted peptide detectability. Bioinformatics, (2006) 22 (14): e481-e488
Identified Peptides
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Proteins
14 1 17 2 3
1 2
1
15
3
24
Missed peptide
1 4 5 7 8
MDAP
10
24
53
23
-
12 45 4 2 6
6
90
27
17 55 6 9 10
Identified Peptides
Detectability • Results • Limitations and Improvements
-
-
-
Degenerate Peptides
Rat Sample/Rat IPI Database
60%
-
Nesvizhskii, A.I. and Aebersold, R. (2005) Interpretation of shotgun proteomic data: the protein inference problem. Mol. Cell Proteomics, 4, 1419–1440.
Peptide Detectability Prediction
Synthetic : ~30% of peptides identified
Real :
~10% of peptides identified
Mean Accuracy : 71%
Mean AUC : - 78%
Minimum Missed Peptides
Protein Inference Problem
Solution 1 *
*
(A, E)
*
Minimum Protein Set
Solution 2 *
(B, C, D)
*
*
11
Possible
*
Solutions
-
Nesvizhskii, A.I. and Aebersold, R. (2005) Interpretation of shotgun proteomic data: the protein inference problem. Mol. Cell Proteomics, 4, 1419–1440.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
LDFA
1 4 5 7 6 2 9 8 10 3
Proteins
14 1
17 2
2 3
1
21
15 3 24
10
24 0
53 23
-
12 45 4 2 6
1
4
51
7
8
6
90
27
17
55
62
9
10
RESULTS
Synthetic Sample
with 12 Proteins