SILAC定量蛋白质组学技术简介
SILAC定量蛋白质组学
02
03
修饰功能研究
通过SILAC技术,可以深入了解蛋白质 修饰的功能和作用机制,有助于揭示 生命活动的奥秘。
03
SILAC技术的发展与展望
SILAC技术的改进
优化SILAC标记效率
通过改进标记试剂和优化标记条件,提高SILAC标记在蛋白质中的 效率,降低背景干扰。
拓展应用领域
将SILAC技术应用于更多生物学问题研究中,如药物筛选、 疾病机制研究等。
智能化与自动化
开发基于人工智能和机器学习的SILAC数据分析方法和自动 化实验流程,提高实验效率和数据分析的智能化水平。
04
SILAC定量蛋白质组学研 究案例
案例一:肿瘤蛋白质组学研究
总结词
通过SILAC技术,对肿瘤细胞系进行蛋白质组学分析,发现与肿瘤发生、发展相关的关键蛋白质。
对分离后的蛋白质进行质谱分 析,比较标记和非标记蛋白质 的相对丰度。
细胞培养
将细胞培养在含有稳定同位素 标记的氨基酸的培养基中,使 细胞合成标记的蛋白质。
蛋白质分离
通过凝胶电泳或色谱技术将蛋 白质进行分离。
数据分析
对质谱数据进行处理和分析, 得出蛋白质的相对定量结果。
SILAC的优势与局限性
优势
SILAC技术具有高灵敏度、高准确性 和高重复性,适用于大规模蛋白质组 学研究,能够同时对多个蛋白质进行 定量分析。
非靶向蛋白组学定量技术
非靶向蛋白组学定量技术: SILAC, iTRAQ, TMT
定量蛋白组学的研究意义
人类基因组完整图谱于2003年正式公布,这标志着生命科学的里程碑性事件——人类基因组计划的顺利完成,生命科学研究也进入了后基因组时代。这一计划的初始目的是在基因层面研究人类疾病机制,设计基因药物,进行精准医疗。但是时隔十多年年过去了,效果远没预期的理想。其中主要原因可能是,我们现有的研究工作和背景知识不足以将庞杂的基因组数据直接同人类疾病联系起来。而蛋白组学能更直观的将基因与疾病联系起来,逐渐成为研究热点之一。定量蛋白组学是将某一基因组或者某一复杂体系表达的全部蛋白质进行鉴定和精准定量的学科,是蛋白组学研究的重要分支。
基于质谱的蛋白质定量
20实际80年代中期出现了MALDI(基质辅助激光解吸附电离)和ESI(电喷雾电离)两种软电离方法,可以将蛋白质或者多肽离子化,从而引入质谱仪种进行定性和定量分析,从此生物质谱技术成为蛋白组学最重要的分析工具之一。
图1. 生物质谱仪器。
利用生物质谱技术,主要有两种蛋白组学研究策略:
Top-down strategy:Top-down(自上而下法)通常的做法是,先利用二维凝胶电泳分离蛋白,再将完整蛋白直接离子化后引入质谱分析,借助生信分析工具和蛋白数据库进行数据比对,从而实现对蛋白的鉴定。
Bottom-up strategy:Bottom-up(自下而上法)通常的做法是,先将样品用酶进行处理,多维色谱分离后引入质谱分析,再借助生信分析工具和蛋白数据库进行数据比对,最后实现对蛋白的鉴定。
silac定量蛋白质组学
silac定量蛋白质组学
摘要:
I.介绍
- 蛋白质组学
- silac 定量蛋白质组学技术
II.silac 技术的基本原理
- 稳定同位素标记
- 细胞培养条件下的应用
III.silac 技术的应用
- 蛋白质定量
- 蛋白质组差异分析
IV.silac 技术的优缺点
- 优点
- 高精度
- 高效率
- 缺点
- 成本较高
- 技术复杂
V.总结
- silac 技术的意义
- 展望未来
正文:
I.介绍
蛋白质组学是研究细胞或组织中所有蛋白质组成、表达和功能的一门科学。近年来,随着蛋白质组学技术的不断发展,越来越多的研究者开始关注于定量蛋白质组学。其中,silac 定量蛋白质组学技术是一种广泛应用的方法。
II.silac 技术的基本原理
Silac,全称为“稳定同位素标记氨基酸在细胞培养条件下的应用”,是一种基于稳定同位素标记技术的定量蛋白质组学分析方法。在这种方法中,研究人员首先将细胞培养在含有稳定同位素标记氨基酸的培养基中。这些标记氨基酸会参与到蛋白质的合成过程中,从而使得蛋白质中带有标记。随后,研究人员通过质谱分析,对带有标记的蛋白质进行定量分析。
III.silac 技术的应用
Silac 技术广泛应用于蛋白质定量、蛋白质组差异分析等领域。通过这种技术,研究者可以在同一实验条件下,对不同样本中的蛋白质进行精确定量,从而揭示蛋白质表达的差异。此外,silac 技术还可以应用于蛋白质翻译后修饰的研究,以及对蛋白质表达调控机制的探究。
IV.silac 技术的优缺点
Silac 技术具有较高的精度和效率,可以在短时间内得到大量蛋白质的信息。然而,这种技术的成本较高,且技术复杂,需要专门的设备和技术支持。此外,silac 技术还存在一定的局限性,例如,某些特殊类型的蛋白质(如糖基化蛋白质)在silac 技术中难以定量。
SILAC
SILAC技术介绍及操作
陈宁
稳定同位素标记
原理
体内标记体外标记
通过代谢标记、酶反应Array或化学反应,将重/轻同位
素标签标记于不同样品的蛋
白质或肽段,等量混合后通
过色谱、SDS-PAGE的分
离,然后进行质谱鉴定。
根据质谱谱图中成对峰
的面积之比可判断出同一肽
段在不同样品中的含量变
化,根据二级谱图对肽段进
行序列测定从而鉴定蛋白
质。
优点
1)样本需求量少,通常每个样品只需要几十微克的蛋白量;
2)采用质谱定量,定量结果准确且批次变异小、重复性好;
3)体内代谢标记与SDS-PAGE或色谱分离技术相结合,兼容疏水性蛋白和偏碱性蛋白,不受蛋白性质限制;
4)多个样品混合后同时进行分离、酶切和鉴定,后续实验对样品的影响是一致,减少了实验操作和仪器设备产生的影响;
5)由于该技术属于体内标记,标记效果稳定,其标记效率不受裂解液的影响,不仅适合于进行全细胞蛋白的分析,还适合于膜蛋白的鉴定和定量。
应用
1) 多个样品全细胞蛋白或亚细胞蛋白的差异比较;
如:前列腺癌微粒体蛋白的差异比较、HCV相关的细胞脂阀蛋白研究等
2) 同一样品不同条件下全细胞蛋白或亚细胞蛋白的差异比较
如:厚朴酚刺激前后的Hela细胞蛋白质变化、凋亡过程中细胞核蛋白变化等
3) 将SILAC与IP技术相结合,可用于研究特定蛋白质的相互作用蛋白分析;
4) 通过对质谱谱图的解读,还能进行磷酸化位点的确认和磷酸化蛋白的定量分析。
应用范围
活体培养的细胞或低等有机体(如蠕虫),对于疾病研究中常用的组织样品、体液样品等无法分析
SILAC操作参考
1. SILAC-标记培养液的准备
SILAC技术
蛋白质组体内标记技术─SILAC技术
细胞培养稳定同位素标记技术(SILAC)是在细胞培养过程中,
Thank you!
2 SILAC技术有助于翻译后修饰蛋白质的鉴定与修饰位点的确定
蛋白质翻译后的修饰是蛋白质组学研究中的一个热点问题。 许多蛋白质在翻译后会发生不同的修饰,如磷酸化、糖基化、甲 基化、乙酰化等。其中,蛋白质磷酸化是最常见,也是最重要的 一种蛋白翻泽后修饰方式。蛋白质的磷酸化在真核生物的信号转 导中具有很重耍的作用。为r揭示信号通路及其调节机理,首先要 清楚在辑种条件下有哪些磷酸化蛋白,以及磷酸化位点的确定。 由于蛋白质的磷酸化是一个动态的过程,这就需要我们对信号通 路中的磷酸化过程做定景分析。
实验过程中,需要在实验组和对照组细胞的培养基中 分别 加入含有重型稳定核素(如13C、15N)或轻稳定核素 (如12C、14N) 的必需氨基酸,大约经过5~10次传 代后,测定重 型 核 素 的 标 记 效 率,确保其在95%以 上。 稳定核素标记可以 造成质谱中 蛋白 碎片离子质量的 偏 移,以此区分序列相同而质量不同的肽段。在细胞 标记完 成 后,根据样品处理同一性原则,将实验组和 对照组的细胞或者 细胞蛋白等比例混合,经过SDS-PAGE 或者亲 和 纯化 等方式分离 目的蛋白 后酶解。酶解通常在胶内进行,常用的 酶包括胰酶、Lys-C、Arg-C 等,它们的切割位点为 Arg 或Lys 的 C 端,因此保证酶解的片段均含有重型 或 轻型氨基酸,通过比较同一氨基酸序列 轻、重稳定核素的 丰度比即可完成蛋白质的相对定量 。
SILAC蛋白组
SILAC蛋白组
SILAC蛋白组或SILAC定量蛋白组学,是指利用SILAC技术对蛋白质组进行定量研究。百泰派克生物科技提供基于SILAC标记的定量蛋白组分析服务。
SILAC
在基于质谱(MS)的定量蛋白质组学中,SILAC(Stable Isotope Labeling By Amino Acids In Cell Culture)是通过在细胞培养过程中加入稳定同位素标记的
氨基酸对样品进行标记后结合质谱检测,对样品进行蛋白质组学分析的方式是一种简单、可靠而又强大的方法。SILAC通过正常代谢过程对细胞蛋白进行标记,在新
合成的蛋白质中加入非放射性的、稳定的含同位素的氨基酸。SILAC提供了准确的
相对定量,不需要任何化学衍生或操作,即可实现蛋白质组学分析。SILAC属于体
内标记技术,使样品更接近自然状态,其标记效率高达100%,且标记效果稳定,
适合于全细胞蛋白分析,以及膜蛋白的鉴定和定量,每个样本只需要几十微克的蛋白量。
SILAC蛋白组分析
SILAC定量蛋白组分析的实验流程是:在细胞培养基中加入轻、中或重型稳定同位
素标记的必需氨基酸赖氨酸(Lys)和精氨酸(Arg),在细胞生长过程中,新合成的蛋白质带上稳定同位素标签。培养一段时间后,等量混合细胞培养物中各类型蛋白质,酶解后进行质谱分析。由于质量差异,可以在质谱仪中区分带有不同稳定同位素组成的化学性质相同的肽对。通过比较一级质谱图中不带标记和带同位素标记的质谱峰型的面积大小即可进行相对定量,同时二级谱图还可以对肽段进行序列测定从而进行蛋白鉴定。
silac定量蛋白质组学
SILAC(Stable Isotope Labeling by Amino acids in Cell culture)是一种定量蛋白质组学方法,利用稳定同位素标记氨基酸在细胞培养中进行蛋白质定量研究。以下是SILAC定量蛋白质组学的基本原理和步骤:
1. 原理:
-SILAC利用稳定同位素标记前体氨基酸替代细胞培养基中的天然氨基酸。
-在不同条件下,分别使用含有正常氨基酸和稳定同位素标记的氨基酸的培养基培养细胞。
-标记的氨基酸会在细胞内代谢成稳定同位素标记的蛋白质。
2. 实验步骤:
-细胞培养:将细胞分成两组,一组在正常氨基酸培养基中培养,另一组在稳定同位素标记的氨基酸培养基中培养。
-细胞提取:收集培养的细胞,并提取蛋白质。
-混合和消化:将两组样品的蛋白质混合,并进行消化,一般使用胰蛋白酶将蛋白质消化成肽段。
-肽段分离:使用液相色谱等技术分离肽段。
-质谱分析:使用质谱仪进行肽段的定性和定量分析。
3. 数据分析:
-利用质谱数据分析软件对得到的质谱数据进行解析和比较。
-通过计算同位素标记和未标记肽段的峰面积比例或峰高比例,实现不同样品中蛋白质的定量比较。
-根据定量结果,进一步分析差异表达蛋白质在功能和通路上的富集和变化。
SILAC定量蛋白质组学方法具有高准确性和灵敏度,适用于研究细胞生物学、疾病研究和药物筛选等领域。它可以提供关于差异表达蛋白质的定量信息,促进对蛋白质功能和分子机制的深入理解。
蛋白质组学定量研究常见方法
蛋白质组学定量研究常见方法
蛋白质组学定量研究是通过测定蛋白质样本中蛋白质的相对或绝对含量来了解生物系统中蛋白质表达的变化。在蛋白质组学定量研究中,有很多常见的方法,包括质谱法、免疫学法、色谱法和光谱法等。以下将对其中几种常见方法进行介绍。
1.质谱法
质谱法是蛋白质组学定量研究中应用最广泛的方法之一、质谱法可以利用质量比较准确测定蛋白质的绝对或相对含量。常见的质谱方法包括二维凝胶电泳质谱法(2D-DIGE)、液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)和同位素标记质谱法(SILAC),通过这些方法,可以高效准确地测定蛋白质的绝对或相对表达水平。
2.免疫学法
免疫学法是一种广泛使用的定量蛋白质组学方法,其基本原理是利用特异性抗体与目标蛋白质结合,并通过与荧光或酶标记结合进行测定。常见的免疫学方法包括Western blot、ELISA、流式细胞术和蛋白质芯片技术等。这些方法具有高灵敏度和高特异性,可以快速准确地测定蛋白质的表达水平。
3.色谱法
色谱法是一种常见的蛋白质组学定量方法,通过色谱柱的分离和去除杂质,从而获得纯净的蛋白质。色谱法可以分为离子交换色谱、逆向相色谱、尺寸排除色谱和亲和层析等。通过这些技术,可以高效准确地测定蛋白质的含量和纯度。
4.光谱法
光谱法是一种快速准确测定蛋白质含量的方法。在紫外-可见吸收光谱法中,通过测定蛋白质在特定波长下的吸光度,可以间接测定其含量。此外,还有荧光光谱法和圆二色光谱法等。这些光谱法可以快速定量蛋白质的含量,并了解蛋白质的构型和结构。
除了上述方法外,还有一些辅助分析方法,如蛋白质互作法(如蛋白质关联网分析)、功能学法(如蛋白质酶活测定)和结构分析法(如X射线晶体学)等,可以进一步了解蛋白质的功能和结构。
重要---SILAC 技术 概述
一、SILAC概述
SILAC即细胞培养条件下稳定同位素标记技术(Stable isotope labeling with amino acids in cell culture,SILAC),其基本原理是分别采用含有轻、中或重型同位素必需氨基酸的培养基培养细胞(用于SILAC的稳定同位素氨基酸主要有Lys和Arg),新合成的蛋白质即嵌合了同位素氨基酸,如此培养5-6代后,细胞的所有蛋白质均被同位素标记上。经处理因素刺激后,等量混合各类型蛋白质,然后经SDS-PAGE分离和质谱分析,通过比较一级质谱图中同位素峰型的面积大小进行相对定量,同时二级谱图对肽段进行序列测定从而鉴定蛋白质。
由于SILAC标记技术是体内标记技术,几乎不影响细胞的功能,同时灵敏度高,因此其在蛋白质组学相关领域中得到了广泛的应用,如比较蛋白质组学,蛋白质与蛋白质相互作用,蛋白质与DNA相互作用,蛋白质与RNA相互作用等领域。
二、与体外标记技术相比,SILAC属于体内标记,具有以下技术优势
1、高通量,可同时鉴定并定量数百至数千种蛋白质;
2、定量精确,降低由于样品制备不同而造成的实验差异;
3、线性定量范围广;
4、灵敏度更高,蛋白质需要量明显减少;
5、标记采用的是体内标记技术,更接近样品真实状态。
三、SILAC技术服务流程
图1:SILAC技术服务流程。1、标记:在缺乏Lys和Arg的培养基中添加同位素型Lys(D4或13C6 15N4)、Arg(13C6或13C6 15N4)等培养细胞,使蛋白质被标记成“中型”或“重型”;2、细胞处理,如药物处理;3、细胞裂解、提取蛋白质;4、等量混合对照组与处理组蛋白质、SDS-PAGE电泳分离、染色;5、割取蛋白质条带,胰蛋白酶消化,LC-MS/MS质谱分析。
绝对定量(aqua)蛋白质组学
绝对定量(aqua)蛋白质组学
定量蛋白质组学是一种强大的方法,用于发现和靶向蛋白质组学分析,以了解细胞、组织或生物体中的全部蛋白质组学动态。大多数定量蛋白质组分析需要实验组中蛋白质或肽的同位素标记,然后可以通过质谱法进行区分。基于质谱的蛋白质定量方法可以分为相对定量和绝对定量两种。相对定量方法(SILAC、ICAT、ICPL和等压
标签)用于比较样品之间的蛋白质或肽丰度,而具有已知同位素标记合成肽浓度的未标记样品可以通过选定的反应监测(SRM)产生目标肽进行绝对定量,利用绝对
定量策略进行蛋白质组含量研究就称为绝对定量蛋白质组学。无标记策略也可用于相对和绝对定量。虽然这些策略比单纯的蛋白质鉴定更复杂,但定量蛋白质组学对于我们理解全部蛋白质表达、生物过程和疾病状态的分子机制背后的修饰至关重要。
绝对定量是一种有针对性的定量蛋白质组学技术,具有强大的功效,并且越来越多地用于各种定量蛋白质组学研究,如用于蛋白质及其修饰状态的绝对定量(AQUA)。蛋白质绝对定量策略的原理是以已知浓度的肽或掺入的稳定同位素合成作为理想的内部标准,以模仿由蛋白水解形成的天然肽,这些合成肽也可以用共价修饰(例如,磷酸化,甲基化和乙酰化等)制备,这些修饰在化学上与天然存在的翻译后修饰相同。然后,使用这种AQUA内标肽,通过利用串联质谱仪中选定的反应监测分析,
精确定量地测量蛋白水解后蛋白质和翻译后修饰蛋白质的绝对水平。
百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Q Exactive HF质谱平台结合Nano-LC纳升色谱,推出高效优质的蛋白质组学定量分析。
silac定量蛋白质组学
silac定量蛋白质组学
【原创版】
目录
1.SILAC 定量蛋白质组学技术简介
2.SILAC 技术的标记方法
3.SILAC 技术的应用优势
4.SILAC 技术的局限性
5.SILAC 技术的未来发展方向
正文
一、SILAC 定量蛋白质组学技术简介
SILAC(Stable Isotope Labeling by Amino Acids in Cell Culture)定量蛋白质组学技术是一种用于蛋白质组学研究的稳定同位素标记技术。该技术通过在细胞培养过程中使用标记氨基酸,实现对蛋白质的定量分析。这种方法可以有效地区分不同蛋白质之间的差异,为研究蛋白质功能和调控机制提供有力手段。
二、SILAC 技术的标记方法
最初,SILAC 技术使用的标记氨基酸是氚代甲硫氨酸和氘代甘氨酸。随着技术的发展,现在常用的标记氨基酸有稳定性更好的同位素标记氨基酸,如 13C-赖氨酸、15N-赖氨酸等。这些标记氨基酸在细胞培养过程中
被蛋白质吸收,使得蛋白质中含有稳定同位素,从而实现蛋白质的定量分析。
三、SILAC 技术的应用优势
1.高精度:SILAC 技术通过使用稳定同位素标记氨基酸,可以实现对蛋白质的精确定量,误差控制在 10% 以内。
2.高灵敏度:SILAC 技术具有较高的灵敏度,可以检测到低丰度蛋白质,为研究蛋白质功能提供更多信息。
3.可重复性:SILAC 技术在不同实验条件下具有较好的可重复性,可以为蛋白质组学研究提供可靠的数据支持。
4.广泛适用性:SILAC 技术可应用于不同类型的细胞和生物体系,为研究不同生物体系中蛋白质功能和调控机制提供有力手段。
SILAC定量蛋白质组学
SILAC定量结果图例,质谱峰的高度表示蛋白表达的相对强度 辉骏生物:http://www.fitgene.com/ 免费服务热线:400-699-1663
2.1 Quantification of phosphorylation by SILAC
Summary of fold change with Her2 for all 462 proteins, with several individual proteins high-lighted. Proteins with a ratio>1.5(upperred line) are consideredas increased in their tyrosine phosphorylation level,and those with ratios<0.66 (lowerred line) are considered as decreased in their tyrosine phosphorylation level. In3T3-Her2cells,198 proteins showed significant increases in phosphorylation,and 81 proteins showed a significant decrease
2.3 SILAC研究蛋白质与DNA相互作用
Genome Res. 2009 19: 284-293
细胞培养稳定同位素标记技术在蛋白质组学中的应用与进展
doi:10.3969/j.issn.1009-0002.2009.02.026综述细胞培养稳定同位素标记技术在蛋白质组学中的应用与进展
沈国波,徐玉环,龚凤鸣,梁淑芳
四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室,四川成都610041
[摘要]细胞培养稳定同位素标记技术(SILAC)是在细胞培养过程中,利用稳定同位素标记的氨基酸结合质谱技术,对蛋白表达进行定量分析的一种新技术。它不仅可以对蛋白质进行定性分析,还可通过质谱图上一对轻-重稳定同位素峰的比例来反映对应蛋白在不同状态下的表达水平,实现对蛋白质的精确定量。SILAC结合质谱技术在定量蛋白质组学中发挥了巨大的作用,其应用范围从细胞系扩展到亚细胞器、组织与动物整体水平,具体的应用策略也在不断完善发展。我们总结评述了SILAC技术在差异表达蛋白质组、蛋白质翻译后修饰、药物蛋白质组和蛋白质相互作用等方面的应用与进展。
[关键词]细胞培养稳定同位素标记;定量蛋白质组学;质谱
[中图分类号]Q52[文献标识码]A[文章编号]1009-0002(2009)02-0238-05
Application and Development of the SILAC Technique in Proteomics
SHEN Guo-Bo,XU Yu-Huan,GONG Feng-Ming,LIANG Shu-Fang
State Key Laboratory of Biotherapy,West China Hospital,Sichuan University,Chengdu610041,China
蛋白质组学的分析方法与应用
蛋白质组学的分析方法与应用蛋白质组学是一门研究蛋白质组成、结构、功能和相互作用的
学科。随着生物技术的迅速发展,蛋白质组学逐渐成为生物研究
的热门领域。本文将探讨蛋白质组学的分析方法和应用。
一、蛋白质组学的基本概念
蛋白质组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后的生物
研究领域。它研究蛋白质的质量、结构、功能和交互作用等方面
的问题。蛋白质是生物体内最重要的生物大分子之一,它不仅参
与细胞代谢和调控,还参与了生物体的生长、分化、发育和免疫
等过程。因此,研究蛋白质组学对于探究细胞和生物体功能的机理、疾病的发生和预防具有重要的价值。
蛋白质组学主要包括两个方面:蛋白质质量和数量的组成分析,以及蛋白质相互作用和功能的研究。对于蛋白质组学中,最重要
的是对蛋白质定性和定量的分析。因此,蛋白质组学的分析方法
也主要包括定性和定量两个方面。
二、蛋白质质量分析的方法
1.二维电泳法
二维电泳法是蛋白质分析的一种非常重要的方法。其基本原理是将蛋白质样品先在一维指定的 pH 值的电泳胶条上分离,再在另一个电泳胶板上按照分子量进一步分离,通过比较不同样品在两个电泳胶板上的蛋白质区域的差异,确定蛋白质的差异表达,进一步探究不同样品蛋白质的量和质的变化。
2.质谱法
质谱法是另外一种分析蛋白质质量的方法。它的原理是利用质谱仪将蛋白质分解成小的胶体分子,然后通过测量这些小的胶体分子的质量/电荷比率,确定蛋白质的分子量。质谱法不但可以对单一的蛋白质精确测定分子量,还可以对蛋白质的复杂混合体进行分析,这为大规模蛋白质组学的分析提供了技术基础。
氨基酸(silac)的稳定同位素标记 乙酰组学
氨基酸(silac)的稳定同位素标记乙酰组学
一、简介
1.1 氨基酸(silac)的稳定同位素标记是一种用于蛋白质组学研究的方法,通过在细胞培养基中加入标记有不同重量同位素的氨基酸,从而实现
蛋白质的定量分析和鉴定。
1.2 乙酰组学是一种研究细胞内乙酰化修饰的生物学方法,通过研究蛋白质的乙酰化修饰,可以深入了解细胞内的生物化学过程和疾病发生
机制。
二、氨基酸(silac)的稳定同位素标记在乙酰组学中的应用
2.1 氨基酸(silac)的稳定同位素标记可以用于定量分析乙酰化蛋白质的表达水平和动态变化。
2.2 通过氨基酸(silac)标记的细胞蛋白提取和鉴定,可以发现细胞内的乙酰化修饰位点及相关的生物学功能。
2.3 进一步深入研究氨基酸(silac)标记的蛋白质组,可以对乙酰化修饰的生物学过程和调控机制进行全面的分析。
三、氨基酸(silac)的稳定同位素标记在乙酰组学研究中面临的挑战与解决方法
3.1 氨基酸(silac)的稳定同位素标记在实验设计和操作过程中需要严格控制同位素标记效率和蛋白提取纯度,以确保定量数据的准确性。
3.2 鉴定和定量乙酰化蛋白质所需的质谱分析方法需要有高灵敏度和准确性,同时也要考虑到不同样本之间的差异和重复性。
3.3 针对氨基酸(silac)标记的乙酰化蛋白质组学数据,需要借助生物信息学工具进行数据分析和生物信息学注释,以挖掘隐藏在大量数据中的生物学意义。
四、未来发展方向及意义
4.1 随着蛋白质组学和乙酰组学研究方法的不断完善,氨基酸(silac)的稳定同位素标记在乙酰化蛋白质组分析中将有更广泛的应用前景。
silac定量蛋白质组学
SILAC定量蛋白质组学
概述
SILAC(Stable Isotope Labeling with Amino acids in Cell culture)定量蛋
白质组学是一种基于稳定同位素标记的蛋白质定量方法,通过使用不同重量的同位素标记样品中的蛋白质,从而实现对蛋白质的定量分析。本文将详细介绍SILAC定量蛋白质组学的原理、实验步骤以及应用领域。
原理
SILAC定量蛋白质组学的原理基于细胞在培养基中摄取氨基酸的特性。在SILAC实
验中,将细胞分为两组,一组使用含有正常氮同位素(14N)的培养基,另一组使用含有重氮同位素(15N)的培养基。通过多代培养,细胞内的蛋白质会逐渐被同位素标记,其中14N标记的蛋白质属
于对照组,15N标记的蛋白质属于实验组。
在蛋白质提取后,可以使用质谱技术进行蛋白质的定量分析。通过比较两组细胞中同位素标记的蛋白质的峰强度差异,可以得到蛋白质的定量比例。由于同一蛋白质的同位素标记样品在质谱中会出现相同的肽峰,因此可以通过比较峰强度的差异来定量蛋白质。
实验步骤
1.细胞培养:将细胞分为对照组和实验组,分别在含有14N和15N的培养基中培
养。
2.蛋白质提取:将培养后的细胞进行蛋白质提取,可以使用一般的蛋白质提取
方法。
3.水解:将提取的蛋白质进行水解,将蛋白质降解为肽段。
4.质谱分析:将水解后的肽段进行质谱分析,可以使用液相色谱-质谱联用技
术(LC-MS/MS)。
5.数据分析:通过比较两组样品中肽段的峰强度差异,得到蛋白质的定量比例。
应用领域
SILAC定量蛋白质组学在生物医学研究中有广泛的应用。以下是一些常见的应用领域:
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1:SILAC定量蛋白质组学原理
1.1:SILAC定量蛋白质组学的原理 1.2:SILAC技术流程 1.2.1:培养基准备 1.2.2:细胞标记与测试 1.2.3: 实验处理 1.2.3:蛋白质分离与质谱分析 1.2.4:结果形式
1.2.2:细胞标记与测试
标记: 一般细胞经过添加同位素的培养基传代培养5-6代后,一天或2 天传代一次,细胞中蛋白质的Lys和Arg将被同位素氨基酸取代。 添加了稳定同位素(“中”或“重”型)的细胞与“轻”型细胞 相比细胞生长速度可能偏慢,这是由于透析血清与中缺乏一些盐 成分,可以让透析血清在PBS里面透析,透析膜的孔径一般为 10KDa.
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1.2.4:结果形式
LC-MS/MS分析结果,将会给出每个肽段的质谱峰图及定量信息。结果 将会已EXCEL表格呈现。 肽段质谱峰图及表达量:
2: SILAC应用 2.1:SILAC定量蛋白质组学实例 2.2: SILAC研究蛋白质相互作用 2.3:SILAC研究蛋白质与DNA相互作用 2.4:SILAC研究蛋白质与RNA相互作用
培养基制备: 取相应量的稳定同位素氨基酸Lys和Arg各50mg,添加到500ml培 养基中,同时添加血清(一般是10%)和抗生素后,0.22um滤膜过 滤,4度保存备用。根据实验的需要,可以配制“中”型和“重” 型培养基。
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2.3 SILAC研究蛋白质与DNA相互作用
Genome Res. 2009 19: 284-293
2.4 SILAC研究蛋白质与RNA相互作用
Hale Waihona Puke Baidu
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细胞经过传代培养7天后,同一肽段被“重”型肽段取代
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1.2.3: 实验处理
当标记测试检测到蛋白质已被同位素氨基酸标记后,可以进行 细胞处理,如药物处理,病毒处理等。
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2.1 Conclusion
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2.2 SILAC研究蛋白质与蛋白质相互作用
J. Cell Biol. Vol. 183 No. 2 223–239,2008
标记测试: 在进行正式实验之前,需要对细胞进行标记测试,测试细胞中 蛋白质的Lys和(或)Arg是否被相应的同位素氨基酸取代。收取 蛋白质后,等量混合,SDS-PAGE分离,LC-MS/MS检测。
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1.2.2:细胞标记与测试
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1.2.1:培养基准备
材料: (1):Lys或(和)Arg缺陷型1640培养基, Lys或(和)Arg缺陷 型DMEM培养基。 (2):透析FBS。 (3):稳定同位素标记的Lys和Arg。L-Lysine(13C6), L-Lysine (13C6,15N2), L-Lysine(13C6,15N2), L-Lysine(15N2,D9), LLysine(4,4,5,5-D4) ,L-Arginine(13C6), L-Arginine (13C6, 15N4), L-Arginine(13C6,15N4)。
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1.1:SILAC定量蛋白质组学原理
SILAC法。 1、标记:在缺乏Lys和Arg 的培养基中添加Lys和Arg的 同位素Lys(D4或13C6 15N4)、 Arg(13C6,或13C6 15N4)等培 养细胞,使蛋白质被标记成 “中型”或“重型”; 2、细胞处理,如药物处理; 3、细胞裂解、提取蛋白质; 4、等量混合对照与处理组 蛋白质、SDS-PAGE电泳、染 色; 5、割取蛋白质条带,胰蛋 白酶消化,质谱分析。
SILAC定量结果图例,质谱峰的高度表示蛋白表达的相对强度 辉骏生物:http://www.fitgene.com/ 免费服务热线:400-699-1663
2.1 Quantification of phosphorylation by SILAC
Summary of fold change with Her2 for all 462 proteins, with several individual proteins high-lighted. Proteins with a ratio>1.5(upperred line) are consideredas increased in their tyrosine phosphorylation level,and those with ratios<0.66 (lowerred line) are considered as decreased in their tyrosine phosphorylation level. In3T3-Her2cells,198 proteins showed significant increases in phosphorylation,and 81 proteins showed a significant decrease
1.1:SILAC定量蛋白质组学原理
技术优势——目前比较蛋白质组学最先进方法
(1)高效性:SILAC是体内标记技术,标记效率可高达100%; (2)定量精确:线性范围广,降低由于样品制备不同而造成的实验内差异; (3)高通量、灵敏度高:可同时鉴定并定量数百至数千种蛋白质,且检可测 测到纳克级水平; (4)相容性:可以对多种在DMEM或RPMI 1640培养基中能够培养的细胞 或细菌中表达的蛋白进行标记; (5)灵活性:在缺乏L-赖氨酸和L-精氨酸的培养基中添加同位素标记的这两 种氨基酸,操作方便。
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1.2.3:蛋白质分离与质谱分析
(1):提取“轻”型”,“中”型,“重”型细胞蛋白质,等量 混合,SDS-PAGE分离,染色。 (2):割取蛋白质条带,胰蛋白酶酶切。 (3):LC-MS/MS(仪器:LTQ Orbitrap XL™)分析,数据检索。
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2.1:SILAC定量蛋白质组学实例
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2.1 Schematic for SILAC
SILAC实验流程图
2.1 MS spectra showing the four major patterns of phosphorylation observed
SILAC定量蛋白质组学
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SILAC定量蛋白质组学
1:SILAC定量蛋白质组学原理 2: 应用 2.1:SILAC定量蛋白质组学 2.2: SILAC研究蛋白质相互作用 2.3:SILAC研究蛋白质与DNA相互作用 2.4:SILAC研究蛋白质与RNA相互作用