基于纳米结构材料的磷酸化蛋白_多肽富集和分析_程功
蛋白磷酸化分析
百泰派克生物科技
蛋白磷酸化分析
蛋白质的磷酸化是一种可逆的翻译后蛋白质修饰,是指蛋白激酶将ATP或GTP的
γ位磷酸基团转移到底物蛋白特定氨基酸侧链的过程。
蛋白磷酸化调控着生物体
内诸多转导途径和细胞代谢过程,包括一些疾病的发生、存续等,蛋白磷酸化分析对于阐明生命本质和疾病的发生机制有显著意义。
蛋白磷酸化分析主要研究的内容包括蛋白是否发生磷酸化、发生磷酸化的氨基酸位点以及发生磷酸化的肽段含量。
目前,进行蛋白磷酸化分析的方法主要有质谱法和非质谱法两种,其中,非质谱法包括放射性标记法(32P)、免疫印迹法、荧光染色法等。
百泰派克生物科技使用Thermo公司最新推出的Obitrap Fusion Lumos质谱仪结合Nano-LC,为广大科研工作者提供蛋白质磷酸化修饰检测一站式服务,只需要将您
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蛋白质组学研究中的磷酸化分析技术与策略:揭示修饰调控的多样性与复杂性
蛋白质组学研究中的磷酸化分析技术与策略:揭示修饰调控的多样性与复杂性蛋白质组学通过全面分析和解析蛋白质组中的成分和功能,帮助我们理解细胞内的生物过程和调控机制。
磷酸化是一种常见的蛋白质修饰类型,通过在蛋白质分子中引入磷酸基团来调控其功能和相互作用。
蛋白质组学研究中的磷酸化分析技术与策略对于揭示修饰调控的多样性和复杂性具有重要意义。
图1。
一、蛋白质组学研究中的磷酸化分析技术:1.质谱分析技术:包括质谱仪和液相色谱技术等,用于鉴定和定量磷酸化蛋白质,并确定磷酸化位点的位置。
2.磷酸化酶和磷酸酶的应用:通过激酶和磷酸酶的作用,实现对磷酸化修饰的调控和定量分析。
图2。
二、磷酸化分析策略与方法:1.定性磷酸化分析:通过质谱技术鉴定和定位蛋白质中的磷酸化修饰位点,帮助理解蛋白质磷酸化修饰的多样性和动态变化。
2.定量磷酸化分析:结合标记和非标记的定量方法,实现对磷酸化修饰的定量分析,揭示磷酸化的丰度变化与细胞信号通路和生物过程的相关性。
三、磷酸化修饰的调控多样性与复杂性:1.磷酸化修饰的多样性:磷酸化修饰可发生在不同氨基酸残基上,如丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸等,形成不同类型的磷酸化修饰。
2.磷酸化修饰的复杂性:磷酸化修饰可以发生在单个蛋白质上的多个位点,形成复杂的磷酸化修饰网络,参与多个生物过程的调控。
四、磷酸化分析的研究价值与应用:1.研究细胞信号通路:磷酸化分析可帮助揭示细胞信号通路中磷酸化修饰的动态调控过程,从而深入了解细胞的功能和调控机制。
2.发现新的药物靶点:通过分析磷酸化修饰的变化,可以发现新的疾病标志物和药物靶点,为疾病治疗提供新的策略和目标。
蛋白质组学研究中的磷酸化分析技术与策略对于揭示修饰调控的多样性与复杂性具有重要意义。
通过研究磷酸化修饰在蛋白质组中的定位和功能调控,我们可以更深入地理解细胞信号通路和生物过程的调控机制。
磷酸化分析在细胞生物学、疾病研究和药物开发等方面具有广阔的应用前景。
一种富集磷酸肽或磷酸化蛋白质的开管毛细管柱及方法[发明专利]
专利名称:一种富集磷酸肽或磷酸化蛋白质的开管毛细管柱及方法
专利类型:发明专利
发明人:钱小红,张养军,薛彦峰,卫军营
申请号:CN200810211727.9
申请日:20080923
公开号:CN101685051A
公开日:
20100331
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及一种功能化修饰的开管毛细管柱离线及在线富集磷酸肽或磷酸化蛋白质的方法:制备一种内壁具有可选择性吸附磷酸肽或磷酸化蛋白质的磷酸锆功能基团的开管毛细管柱,负载样品后可以对磷酸肽或磷酸化蛋白质进行富集,再利用清洗缓冲液除去非磷酸肽或非磷酸化蛋白质和盐,清洗完成后利用洗脱液对磷酸肽或磷酸化蛋白质进行洗脱,洗脱的磷酸肽或磷酸化蛋白质可点在MALDI靶上,进行正常的MALDI-TOF-MS分析。
也可以接在微升或纳升级LC-ESI-MS的液相部分上,结合ESI-MS/MS自动在线富集分析磷酸肽或磷酸化蛋白质。
申请人:中国人民解放军军事医学科学院放射与辐射医学研究所
地址:100850 北京市海淀区太平路27号
国籍:CN
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什么是磷酸化蛋白质组学
什么是磷酸化蛋白质组学为什么磷酸化蛋白质组学很重要?DNA转录成mRNA再翻译成具有特定氨基酸序列的蛋白质才能在体内发挥作用,而这些蛋白质中的大多数通常需要化学修饰才能发挥作用,即翻译后修饰(PTM)。
翻译后修饰是在蛋白质的氨基酸序列中加入特定的氨基酸或改变特定的化学官能团,从而改变蛋白质结构的过程。
目前已发现三百多种潜在的PTM类型,同一个蛋白具有多个不同修饰位点,有利于形成结构和功能不同的蛋白质。
什么是磷酸化修饰?在众多PTM类型中,磷酸化修饰约占所有蛋白质的三分之一,是最普遍的修饰类型之一。
它影响细胞内信号转导、细胞结构、细胞增殖、细胞凋亡、转录、代谢过程以及病原微生物适应能力的调节等。
因此,不同细胞的蛋白质磷酸化水平不同,特定部位的磷酸化水平可能从不到1%到90%以上。
磷酸化的过程是在激酶的催化下,将三磷酸腺苷的磷酸基团转移到蛋白质的氨基酸侧链上,然后三磷酸腺苷变成二磷酸腺苷。
对于大多数蛋白质来说,磷酸化修饰是一种可逆的瞬时修饰。
当蛋白质的某个部位帮助蛋白质完成任务时,蛋白质就会在磷酸酶的作用下被去磷酸化,就像蛋白质功能的一种“开关”,少量的磷酸化就是永久性的修饰。
多种氨基酸残基均可发生磷酸化修饰,可分为四类:1.丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、羟脯氨酸的羟基残基发生O-磷酸化;2.酸、赖氨酸残基上的组氨酸N-磷酸化;3.半胱氨酸残基的S-磷酸化;4.天冬氨酸、谷氨酸残基的酰基磷酸化。
磷酸化蛋白质组学应用磷酸化蛋白质组学是对磷酸化蛋白质的综合分析,包括磷酸化的鉴定、定位和定量。
药物。
利用质谱法已经在人类细胞中识别出超过10万种不同的磷酸化修饰,这些修饰可能会影响每种蛋白质的功能。
许多研究表明,一些重要生物标记物的磷酸化在肺癌、皮肤癌、慢性髓系白血病、阿尔茨海默病和糖尿病等疾病中调节失调。
例如2019年发表在《Nature》上的一篇文章利用磷酸化蛋白结合蛋白质组学、转录组学和全基因组测序寻找早期肝癌的新治疗靶点。
(完整word版)生物质谱分析蛋白质磷酸化位点
磷酸化蛋白的高效富集在线酶解与快速鉴定项目申请人:袁敏婷黄懿指导教师:杨芃原摘要:蛋白质的可逆磷酸化具有重要的生物学意义,对蛋白质磷酸化位点进行分析有助于阐明蛋白质磷酸化的机制与功能。
生物质谱是目前进行蛋白质磷酸化分析最有力的方法之一,但由于蛋白质磷酸化的丰度低以及磷酸化的肽段离子化效率低,在质谱分析前,依然需要结合富集或分离的步骤。
本作品旨在利用四氧化三铁磁性纳米材料对磷酸化肽或蛋白快速高效的特异性吸附,结合在线酶解技术的快速,高序列覆盖度特性构建一个快速,高效鉴定分析磷酸化蛋白的新技术。
关键词:蛋白质磷酸化;Fe3O4磁性材料富集;在线酶解1.引言蛋白质的翻译后修饰(PTMs)是目前蛋白质组研究中的一个重要课题。
蛋白质磷酸化是最普遍、最重要的一种蛋白翻译后修饰方式,它几乎调节着生命活动的整个过程,包括细胞的增殖、发育和分化,神经活动,肌肉收缩,新陈代谢,肿瘤发生等。
了解蛋白质磷酸化对功能的影响可深入理解生命系统如何在分子水平进行调控。
据统计,在哺乳动物中大约有三分之一的蛋白质被认为是磷酸化修饰的,而脊椎动物基因组中有5%的基因编码蛋白激酶或磷酸酯酶。
对众多生物化学功能起开/关调控作用,是一种普遍的调控机制。
蛋白质的可逆磷酸化使得蛋白质组学研究更为复杂。
真核生物细胞蛋白质中主要的磷酸化氨基酸为丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸,其比例大概为1800∶200∶1。
大多数磷酸化蛋白质都有多个磷酸化位点,并且其磷酸化位点是可变的。
因此,一种蛋白可能有多种磷酸化形式。
对单一蛋白质进行研究的传统方法远不能满足分析这一层面上蛋白质的多样性和复杂性的需要,用蛋白质组技术和生物信息学高通量地研究翻译后蛋白质的修饰已成为必然趋势。
虽然对磷酸化蛋白质组学分析已有很大进步,但依然存在多个难点亟待解决包括磷酸化蛋白和肽段的富集,可逆性磷酸化位点的鉴定以及磷酸化位点的定量等。
在过去几十年中已有多种分离和鉴定蛋白质磷酸化的技术发展起来,包括放射性同位素标记、免疫沉淀反应、化学修饰、固定金属离子亲合色谱法等,而生物质谱技术已经成为磷酸化蛋白鉴定的主要工具,串联质谱更是可以高通量,快速的给出详细的磷酸化位点。
磷酸化组学分析技术
百泰派克生物科技磷酸化组学分析技术磷酸化蛋白质组(Phosphoproteome)就是蛋白质组中全部的磷酸化蛋白质,而磷酸化蛋白质组学(Phosphoproteomics)就是针对磷酸化蛋白质的全面分析,包括对磷酸化的定性、定位和定量。
磷酸化蛋白质组学分析技术主要与质谱技术相结合进行分析,分析流程包括样品中提取蛋并酶解成肽段,之后利用固定金属离子亲和色谱法(IMAC)、二氧化钛亲和色谱法(TiO2)等方法富集磷酸化肽段,最后联合质谱检测技术进行分析。
常用的质谱定量磷酸化蛋白质组学分析技术主要包括TMT(Tandem Mass Tag),LFQ(Label Free Quantitation)和DIA(Data Independent Acquisition)技术。
TMT定量:TMT是添加同位素标记的一种定量技术,TMT除了可以应用在全蛋白质组的鉴定以外,也可以用于磷酸化蛋白质组学分析。
目前经过后期改进,TMT技术最多能同时对16个样品进行标记分析,消除多批次标记不平行问题,进一步减少定量数据丢失,准确性高。
LFQ非标记定量:LFQ磷酸化蛋白质组学,其利用基于质谱的非标记定量技术研究磷酸化蛋白质组,可实现磷酸化蛋白质组的定性和定量鉴定。
LFQ和TMT标记定量相比,非标记定量操作简单,样品损失小,单次实验可定量到的蛋白数目更多。
但由于非标记定量依据一级谱图的峰强度或者峰面积,所以数据质量是关键,严重依赖于质谱仪的稳定性。
DIA:DIA数据非依赖采集模式,是一种质谱分析中使用的数据采集模式,由于DIA 数据采集窗口更宽,谱图更为复杂,想要在混合的谱图中正确定位磷酸化位点并且正确处理磷酸肽位置异构体,对谱图处理能力需要达到更高的要求。
百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Q ExactiveHF质谱平台,Orbitrap Fusion质谱平台,Orbitrap Fusion Lumos质谱平台结合Nano-LC,推出磷酸化定量蛋白组分析服务技术包裹。
多肽蛋白质基纳米材料在能源中的应用
多肽/蛋白质基纳米材料在能源中的应用作者:王蒙张全高慧鹏来源:《当代化工》2020年第10期摘要:生物系统因其可高效的产生、利用并储存能量的独特性能,近些年来成为能量生产和存储的新材料。
本文从多肽及蛋白质的独特结构出发,介绍了二者在能源领域中应用的基本情况,论述了蛋白质与无机材料的杂化结构在燃料电池中的应用,以及天然蛋白质超分子作为模板合成新的能源材料。
最后总结了多肽/蛋白基生物材料在能源领域中应用的研究趋势。
关键词:多肽;蛋白质;能源中图分类号:TQ464.7 文獻标识码: A 文章编号: 1671-0460(2020)10-2318-04Abstract: In recent years, biological system has become a new material for energy production and storage because of its unique ability to efficiently generate, utilize and store energy. Based on the unique structure of peptide and protein, the application of peptide and protein in energy field were introduced in this paper. The application of hybrid structure of protein and inorganic material in fuel cell and the synthesis of new energy raw material using natural protein supramolecule as template were also discussed. Finally, the research trend of peptide/protein-based biomaterials in energy field was summarized.Key words: Peptide; Protein; Energy在生物学系统中,能量传递涉及能量分子的多步氧化还原作用,如ATP、烟酰胺和黄素辅酶因子。
磷酸化肽段富集的方法、检测和定量的方法[发明专利]
专利名称:磷酸化肽段富集的方法、检测和定量的方法专利类型:发明专利
发明人:秦钧,汪宜,丁琛,石文昊,宋雷,王钰珅,李恺,刘明伟申请号:CN201910350948.2
申请日:20190428
公开号:CN110128499A
公开日:
20190816
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种磷酸化肽段富集的方法、检测和定量的方法。
其中,磷酸化肽段富集的方法包括蛋白质组样本的裂解、酶解和基于二氧化钛的磷酸化肽段富集的步骤,其中,蛋白质组样本的裂解、酶解后得到的溶液中包含磷酸化肽段和非磷酸化肽段,磷酸化肽段和非磷酸化肽段之和为总肽段,在基于二氧化钛的磷酸化肽段富集的步骤中二氧化钛与总肽段的质量比例为10~100:1。
微量样本的应用使得初始肽段需求降至微克级别,扩展了可以检测的样本范围。
进一步的,应用脱氧胆酸钠裂解液高效裂解组织或者细胞,结合二氧化钛对磷酸化肽段进行富集,最后应用高效液质联用系统进行单组分检测和定量,可以高效快速的在微量样本中富集和定量磷酸化肽段。
申请人:北京谷海天目生物医学科技有限公司
地址:102206 北京市海淀区杏石口路80号中央液态冷热源环境系统产业基地项目B区2号楼3层301—183号
国籍:CN
代理机构:北京康信知识产权代理有限责任公司
代理人:韩建伟
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湖北省2009年优秀博士学位论文名单(第11批)
附件1:湖北省2009年优秀博士学位论文名单(第11批)(109篇)序号论文题目作者指导教师所在单位001 基于量子点的多功能纳米生物探针的构建及其对细胞的识别和分选宋尔群庞代文武汉大学002 壳聚糖基层状硅酸盐纳米复合材料及其功能化应用王小英杜予民武汉大学003 探寻日常生活之幸福-菲力普·德莱姆与细微主义写作吴娟杜青钢武汉大学004 全息技术制备微结构光学材料的设计与实现杨奕汪国平武汉大学005 我国人文社会科学研究成果评价体系研究任全娥邱均平武汉大学006 先秦公私观念与儒家公共哲学试探陈乔见郭齐勇武汉大学007 实流形在复流形中的全纯不变量尹万科黄孝军武汉大学008 鼠疫与伦敦城市公共卫生(1518-1667)邹翔陈勇武汉大学009 集成影像与LiDAR数据重建三维建筑物模型研究程亮龚健雅武汉大学010 自主与创新:中国广告产业发展研究廖秉宜张金海武汉大学011 同型半胱氨酸及其代谢影响因素在炎症性肠病发病机制中的作用陈敏夏冰武汉大学012 欧盟司法与内务合作探析周勇罗志刚武汉大学013 水稻胚胎发育过程中基因表达分析及OsMT2b基因的功能研究袁静赵洁武汉大学014 网络式软件的需求元建模框架及关键技术研究王健何克清武汉大学015 矩形截面超高层建筑涡激振动风洞试验研究吴海洋梁枢果武汉大学016 地方公共部门效率与财政分权:基于中国的实证研究龚锋卢洪友武汉大学017 氧化锌低维结构的可控制备及其光致发光与场致电子发射性能研究李春方国家武汉大学018 DNA 毛细管电泳分离介质及固相萃取技术研究余胜兵胡继明武汉大学019 NaOH/尿素水溶液对纤维素的溶解及新材料研究祁海松张俐娜武汉大学020 半导体量子点激子相干动力学和光发射统计特性程木田王取泉武汉大学021 基于EA的政府信息资源规划研究裴雷马费成武汉大学022 复杂环境电磁辐射与散射问题混合算法研究与工程优化设计陈海涛朱国强武汉大学023 液相微萃取技术及痕量/超痕量元素与形态分析夏林波胡斌武汉大学024 一种新型的钯催化氧化交叉偶联和羰基化反应的研究赵应声雷爱文武汉大学025 一类动力学方程及流体力学方程解的Gevrey正则性李维喜陈化武汉大学序号论文题目作者指导教师所在单位026 基于Web2.0的信息服务研究刘高勇胡昌平武汉大学027 卫星测高波形处理理论研究及应用褚永海李建成武汉大学028 iNOS在氧诱导视网膜病变中的作用及其机制研究贺涛邢怡桥武汉大学029 基于铌酸锂光波导的高速全光信号处理技术研究王健孙军强华中科技大学030 热休克蛋白60抗原、抗体和70抗体在冠心病发病中的作用——自身免疫反应的特征张晓敏邬堂春华中科技大学031 燃煤细微颗粒物的模态识别及其形成机理于敦喜徐明厚华中科技大学032 蛋白磷酸酯酶2A 的酪氨酸磷酸化修饰在Alzheimer病发病中的作用刘蓉王建枝华中科技大学033 随机微分方程的同胚流及其应用乔会杰张希承华中科技大学034 基于半导体光放大器和光学滤波器的高速全光信号处理董建绩黄德修华中科技大学035 SMES在电力系统中应用的理论与实践基础性研究石晶唐跃进华中科技大学036 大学场域的游离部落——研究型大学青年教师发展现状及应对策略研究张俊超刘献君华中科技大学037 江永勉语与汉语的接触与演变谭晓平尉迟治平华中科技大学038 蓝藻藻蓝蛋白和变藻蓝蛋白生物合成的研究苏平赵开弘华中科技大学039 复杂网络的稳定与控制研究张皓关治洪华中科技大学040 ERβ基因衰老性甲基化对结肠癌细胞雌激素信号传导通路的表观遗传学调控的研究翟荣林王国斌华中科技大学041 自抗堵滴灌灌水器设计及快速开发成套技术研究魏青松史玉升华中科技大学042 光学成像研究大鼠皮层激活与缺血后的血流动态变化骆卫华曾绍群华中科技大学043 阈值协整及其对我国的应用研究欧阳志刚王少平华中科技大学044 多元混合气体声学特性的数值模拟研究鄢舒王殊华中科技大学045 煤粉炉内三维温度场及颗粒辐射特性重建娄春周怀春华中科技大学046 脉冲功率开关RSD机理与关键技术研究梁琳余岳辉华中科技大学047 金属氧化物纳米颗粒的神经毒性研究李晓波徐顺清华中科技大学048 电场激发与压力辅助燃烧合成MoSi2及其复合材料的研究胡侨丹严有为华中科技大学049 几种金属硫化物纳米结构的控制合成与性能研究赵平堂黄开勋华中科技大学050 对等网络环境下高效资源共享机制研究宋伟卢正鼎华中科技大学051 自旋电子学材料的第一性原理研究高国营姚凯伦华中科技大学052 胡适言论自由思想研究吴麟孙旭培华中科技大学053 人脑胶质瘤及其肿瘤干细胞Livin基因与化疗耐药关系研究靳峰赵洪洋华中科技大学054 多层逆向物流网络优化设计研究何波杨超华中科技大学055 DDPH对慢性脑缺血后大鼠学习记忆及海马突触传递功能的影响及其机制研究何治郭莲军华中科技大学056 抑制蛋白酶小体对大鼠海马tau蛋白和β-淀粉样肽的影响及机制研究刘英华王建枝华中科技大学057 北苏鲁乳山辉长-闪长岩及其基性岩石包体的锆石U-Pb年代学和地球化学研究汤华云郑建平中国地质大学058 华南二叠-三叠纪之交牙形石演化研究江海水赖旭龙中国地质大学059 新型拓扑结构金属-有机框架化合物及其性能研究王贤文陈敬中中国地质大学060 大同盆地浅层地下水环境中砷的来源与迁移转化规律研究谢先军王焰新中国地质大学061 超声波电镀镍基金刚石钻头工艺与机理研究方小红杨凯华中国地质大学062 基于模式识别算法的高频瑞雷波频散曲线非线性反演研究宋先海顾汉明中国地质大学063 船舶柴油机瞬时转速和热力参数监测诊断技术研究余永华杨建国武汉理工大学064 非金属掺杂TiO2粉体及薄膜的低温制备、结构与性能表征谢毅赵修建武汉理工大学065 复合累托石颗粒材料的制备及处理铜冶炼工业废水的研究王湖坤龚文琪武汉理工大学066 p型Ge基I-型笼合物的制备、结构及热电性能邓书康唐新峰武汉理工大学067 包覆式ZrB2-Y A G-Al2O3陶瓷的制备及其性能评价宋杰光张联盟武汉理工大学068 制造网格资源服务优化配置理论与应用研究陶飞胡业发武汉理工大学069 基于Web的本体学习研究傅魁聂规划武汉理工大学070 出现在辐射气体中的一个双曲椭圆耦合方程组解的渐近行为阮立志朱长江华中师范大学071 具阻尼的p-方程组解的渐近行为及最优衰减率蒋咪娜朱长江华中师范大学072 现代汉语受事宾语句中论元共现规律及管控机制研究朱军储泽祥华中师范大学073 社会性别视角下的教育传统及其超越周小李杜时忠华中师范大学074 新型三唑啉酮和四唑啉酮衍生物的合成及生物活性研究骆焱平杨光富华中师范大学075 多维视域下的有标选择复句研究尹蔚邢福义华中师范大学076 教育多元筹资问题研究--兼论第三部门在教育筹资中的作用唐斌范先佐华中师范大学077 论亨利·菲尔丁小说的伦理叙事杜娟聂珍钊华中师范大学078 论教育管理的伦理基础金保华孙绵涛华中师范大学079 水稻抗病相关基因的分离克隆和功能鉴定丁新华王石平华中农业大学080 棉花体细胞胚发生与合子胚发育相关基因的鉴定、克隆与功能分析曾范昌张献龙华中农业大学081 微囊藻毒素对鱼类和哺乳动物致毒效应的比较研究张学振王卫民华中农业大学082 二球悬铃木LFY及MADS-box同源基因克隆、功能验证及其系统进化研究李志能包满珠华中农业大学083 根瘤菌共生信号在豆科植物百脉根中的传递及其作用机制的研究朱辉张忠明华中农业大学084 常压下钙锰矿化学形成的影响因素研究崔浩杰刘凡华中农业大学085 甘蓝型油菜基因组中开花期QTL的检测和分析龙艳孟金陵华中农业大学086 支气管败血波氏杆菌的重组沙门氏菌基因工程疫苗研究赵战勤陈焕春华中农业大学087 基于复阻抗特性和电子鼻的淡水鱼新鲜度快速检测方法的研究张军李小昱华中农业大学088 荔枝果皮多酚氧化酶内源底物的确定及其促褐变机制刘亮谢笔钧华中农业大学089 拟南芥硼高效QTLAtBE1-2的定位和基因表达谱分析曾长英胡承孝华中农业大学090 集体土地所有权主体制度研究高飞陈小君中南财经政法大学091 基于非平稳框架的时间序列问题研究李锐向书坚中南财经政法大学092 知识产权的创新激励效应——基于产业差异的研究文豪汪海粟中南财经政法大学093 版权客体论卢海君吴汉东中南财经政法大学094 导热构形优化及若干拓展研究周圣兵陈林根海军工程大学095 多相整流感应发电机系统的研究王东马伟明海军工程大学096 推进器水动力性能及空泡预报的数值方法和模型试验研究叶金铭熊鹰海军工程大学097 非线性Fourier原子的研究付应雄李落清湖北大学098 自相似测度的勒让德谱的收敛速率和Moran测度的重分形谱肖加清吴敏湖北大学099 原位分解法制备多孔陶瓷的影响因素及相关应用研究鄢文李楠武汉科技大学100 脑缺血叠加寒冷诱导血瘀证表征模型及其生物学基础研究李乐军田金洲湖北中医学院101 艾灸对老年大鼠海马线粒体凋亡及其基因调控的研究杜艳军孙国杰湖北中医学院102 补肾化痰法影响骨髓间充质干细胞成脂和成骨分化的实验研究周亚娜向楠湖北中医学院103 高应力下脆性岩石的力学模型与工程应用研究黄书岭冯夏庭中科院武汉岩土力学研究所104 全纯函数空间上的线性分式复合算子江良英欧阳才衡中科院武汉物理与数学研究所105 脱铝分子筛中B酸和L酸协同效应的固体核磁共振和量化计算研究李申慧邓风中科院武汉物理与数学研究所106 基于GPS的电离层层析算法及其应用研究闻德保欧吉坤中科院测量与地球物理研究所107 虹彩病毒四个功能基因的克隆表达及特征分析赵哲张奇亚中科院水生生物研究所108 Alcaligenes sp. strain NyZ215中邻硝基酚降解的分子生物学研究肖毅周宁一中科院武汉病毒研究所109 杆状病毒调控宿主肌动蛋白的分子机理研究王倩陈新文中科院武汉病毒研究所。
植物磷酸化蛋白质组的+生物信息学分析
分类号学号D********* 学校代码10487 密级博士学位论文植物磷酸化蛋白质组的生物信息学分析学位申请人:程涵学科专业:生物信息技术指导教师:薛宇教授答辩日期:2015年5 月13 日A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements forthe Degree of Doctor of Philosophy in Bioinfomatics Bioinformatic studies of plant phosphoproteomesPh. D. Candidate :Han ChengMajor :Bioinformation TechnologySupervisor :Prof. Yu XueHuazhong University of Science & TechnologyWuhan 430074,P. R. ChinaMay, 2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□,在____________年解密后适用本授权书。
本论文属于不保密□。
(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名:指导教师签名:日期:年月日日期:年月日华中科技大学博士学位论文摘要蛋白质磷酸化是指通过蛋白激酶的催化作用将ATP中的磷酸基团转移到底物蛋白质特定氨基酸残基上的过程。
一种双钛功能化磁性纳米材料分离富集磷酸化肽的方法[发明专利]
专利名称:一种双钛功能化磁性纳米材料分离富集磷酸化肽的方法
专利类型:发明专利
发明人:邓春晖,王嘉雯,王紫丹,孙念荣
申请号:CN201811254427.9
申请日:20181026
公开号:CN109535223B
公开日:
20220128
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明提出一种双钛功能化磁性纳米材料特异性分离富集磷酸化肽的方法,双钛功能化磁性纳米材料借助超声作用分散于磷酸化肽上样液中,37℃下孵育10‑60分钟,用磷酸化肽上样液充分洗涤,以体积比0.5‑20%氨水作为洗脱液,37℃下洗脱10‑60分钟,取洗脱液点靶,进行质谱分析。
本发明通过控制磁性二氧化钛/钛离子功能化材料的合成条件实现对单磷酸化肽段和多磷酸化肽段的富集均取得良好的效果,结合色谱质谱技术能够实现大规模鉴定蛋白质磷酸化位点,从而建立特定疾病的磷酸化位点数据库,为众多与蛋白质磷酸化相关的疾病研究提供数据支持以及思路启发。
申请人:复旦大学
地址:200433 上海市杨浦区邯郸路220号
国籍:CN
代理机构:上海正旦专利代理有限公司
代理人:张磊
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磷酸化多肽的富集原理及相关富集方法的研究进展
文章引用: 罗垠健, 张启伟, 肖琛, 郑琦. 磷酸化多肽的富集原理及相关富集方法的研究进展[J]. 分析化学进展, 2021, 11(2): 47-59. DOI: 10.12677/aac.2021.112005
罗垠健 等
Received: Apr. 3rd, 2021; accepted: Apr. 18th, 2021; published: Apr. 30th, 2021
磷酸化修饰主要以 O-磷酸化的形式发生在蛋白质的丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)以及酪氨酸(Tyr)残基上, 而近年来也有研究表明,组氨酸(His)、精氨酸(Arg)、赖氨酸(Lys)、天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)等碱性 氨基酸上可以发生 N-磷酸化修饰(图 1) [5] [6],它们可能调节了蛋白质的信号传导过程[7] [8]。尽管磷酸 化修饰在生物体内分布非常广泛,但磷酸化多肽在总酶切多肽中的占比并不高,据推测可能不足 5%。这 导致磷酸化肽存在丰度低、检测难度大等问题,在很大程度上制约了蛋白质磷酸化修饰的解读进程。建 立高效的富集方法是实现高通量磷酸化修饰分析的关键环节,也是蛋白质组学领域中一项颇具挑战的任 务。当前常用的富集方法主要分成三类:免疫印迹法、金属氧化物亲和色谱(Metal Oxide Affinity Chromatography, MOAC)法、固定化金属亲和色谱(Immobilized Metal ion Affinity Chromatography, IMAC)法。 免疫印迹法的优点在于可以富集完整的磷酸化蛋白质,技术相对成熟,不过,由于同一蛋白质上可能存
DOI: 10.12677/aac.2021.112005
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分析化学进展
罗垠健 等
在不同的磷酸化状态,导致其可能出现在二维电泳图不同的位置上,从而降低了蛋白质的浓度[9];另外, 低丰度蛋白经常无法被检测到。MOAC 法与 IMAC 法是当前应用最为广泛的高通量磷酸化多肽富集方 法,尽管相关材料的商业化程度已经较高,但仍然存在一些缺陷,这促使科研工作者们依然在持续发 展新的基质材料与配基、新的技术等[10]。需要注意的是,因受到分析技术的限制,目前的高通量方法 一般用于多肽水平而较少用于蛋白质水平上,即需要先将蛋白质酶解成多肽之后再进行后续的分离分 析操作。
磷酸化肽段富集方法
磷酸化肽段富集方法
磷酸化是一种重要的蛋白质修饰方式,在细胞信号传导、基因转录调控、细胞凋亡等生物学过程中都发挥着重要作用。
因此,研究磷酸化蛋白质及其在生物学过程中的功能十分重要。
磷酸化肽段富集方法是一种常用的技术,可以使得磷酸化肽段的比例提高,从而更方便地进行质谱分析和生物学功能研究。
磷酸化肽段富集方法的原理是基于亲和吸附,将磷酸化肽段与非磷酸化肽段进行分离。
常见的富集方法包括IMAC(金属离子亲和层析)、TiO2(钛离子亲和层析)、MOAC(磷酸酯酶结合富集)等。
其中,IMAC是最常用的富集方法之一,它利用金属离子与磷酸基团之间的亲和力使得磷酸化肽段与非磷酸化肽段分离。
TiO2富集方法则利用钛离子与磷酸基团之间的亲和力分离磷酸化肽段。
MOAC则利用磷酸酯酶结合具有磷酸化基团的肽段,从而分离磷酸化肽段。
磷酸化肽段富集方法可以用于分离磷酸化肽段,并用质谱等方法鉴定磷酸化位点,进而深入探究磷酸化修饰在生物学过程中的作用机制,为研究磷酸化蛋白质及其生物学功能提供了有力的工具。
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功能化磁性纳米材料在磷酸化肽富集中的应用
功能化磁性纳米材料在磷酸化肽富集中的应用熊芳芳; 江丹丹; 贾琼【期刊名称】《《色谱》》【年(卷),期】2020(038)001【总页数】6页(P60-65)【关键词】功能化; 磁性; 磷酸化肽; 综述【作者】熊芳芳; 江丹丹; 贾琼【作者单位】吉林大学化学学院吉林长春 130012【正文语种】中文【中图分类】O658蛋白质磷酸化是一种由激酶和磷酸酶共同调控的可逆性翻译后修饰。
蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程能够改变蛋白质的构象和表面电荷分布,从而对酶活性和蛋白质之间的相互作用产生影响[1,2]。
因此,蛋白质磷酸化与各种细胞过程密切相关,包括细胞代谢、生长、增殖、分化以及凋亡[3,4]。
在真核细胞中,最常见的蛋白质磷酸化位点位于酪氨酸、苏氨酸及丝氨酸残基上,其比例约为1∶200∶1 800。
据估计,在真核细胞中大约存在70万个潜在的磷酸化位点[5,6]。
然而蛋白质磷酸化过程是动态的,只有比例很小的位点在特定时刻同时被磷酸化。
因此,磷酸化蛋白质的含量比较低(仅仅占细胞内蛋白质总含量的1%~2%),并且酶解磷酸化蛋白质后产生的磷酸化肽的丰度值更低[7]。
蛋白质磷酸化的调节是一个非常复杂的级联反应过程,其异常的调节会导致人类许多疾病,如糖尿病、白血病、癌症和老年痴呆症等[8,9]。
因此,分析研究蛋白质磷酸化过程是一个具有挑战性且意义重大的课题,近年来也成为蛋白质组学的研究热点之一。
目前,基于基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)的鉴定技术是识别磷酸化蛋白质/肽的一种强有力的工具。
然而由于内源性磷酸化肽的总含量和离子化效率十分低,通过MS很难直接检测到复杂的生物样品中的磷酸化肽[10]。
因此,发展高选择性和高灵敏的分离富集策略和技术,对磷酸化蛋白质的鉴定是十分必要的。
近年来,出现了各种针对磷酸化肽的分离方法,包括离子交换色谱法[11]、免疫亲和法[12]、固定化金属离子亲和色谱(IMAC)法[13,14]、金属氧化物亲和色谱(MOAC)法[15,16]等。
基于纳米结构材料的磷酸化蛋白_多肽富集和分析_程功
第25卷第4期2013年4月化学进展PROGRESS IN CHEMISTRYVol.25No.4Apr.2013收稿:2012年10月,收修改稿:2012年11月*国家自然科学基金项目(No.20871083,21171161)资助**Corresponding authore-mail :zjl@ciac.jl.cn基于纳米结构材料的磷酸化蛋白/多肽富集和分析*程功1王志刚1刘彦琳1张吉林1**孙德慧3倪嘉缵1,2(1.中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室长春130022;2.深圳大学生命科学学院深圳518060;3.长春工程学院长春130012)摘要蛋白质磷酸化是最为广泛的翻译后修饰之一。
在生物体液或组织中,许多低丰度的磷酸化蛋白和磷酸化肽是具有高度临床灵敏性和特异性的生物标记物,这些生物分子对许多疾病的检测和病理的阐释可能提供重要的信息。
因为蛋白质磷酸化动态可逆且磷酸化蛋白丰度很低,所以很难直接从复杂的生物样品中直接检测到磷酸化蛋白和磷酸化肽。
纳米结构材料因其大比表面积、丰富的活性亲合位点和特殊结构,在磷酸化肽和磷酸化蛋白的分离和富集方面已经引起了特别的关注,并成为目前磷酸化蛋白质组学富集和鉴定方面的研究热点。
许多介孔、磁性、杂化或化学修饰的亲合材料被研发并用于磷酸化蛋白/多肽的富集与分离;此外,一些多功能纳米结构材料也被研发并用于蛋白质组学中磷酸化蛋白/多肽的快速高效的富集提纯。
在这篇综述中,我们专注于纳米结构材料在磷酸化蛋白/多肽富集和提纯方面的最新进展。
关键词纳米结构亲和材料磷酸化蛋白磷酸化肽生物分离富集中图分类号:O612.6;Q816;R914.3文献标识码:A文章编号:1005-281X (2013)04-0620-13Phosphoprotein /Phosphopeptide Enrichment and AnalysisBased on Nanostructured MaterialsCheng Gong 1Wang Zhigang 1Liu Yanlin 1Zhang Jilin 1**Sun Dehui 3Ni Jiazuan 1,2(1.State Key Laboratory of Rare Earth Resource Utilization ,Changchun Institute of Applied Chemistry ,Chinese Academy of Sciences ,Changchun 130022,China ;2.College of Life Sciences ,Shenzhen University ,Shenzhen 518060,China ;3.Changchun Institute of Technology ,Changchun 130012,China )AbstractProtein phosphorylation is one of the most ubiquitous post-translational modifications.Many low-abundance endogenous phosphoproteins and phosphopeptides in the body fluids or tissues are biomarkers with higher clinical sensitivity and specificity ,which could provide valuable information for the detection of many diseases and elucidation of pathology.It is still a great challenge to detect the phosphoproteins and phosphopeptides from complex biological samples directly due to reversibility of protein phosphorylation and the extremely low concentrations of phosphoproteins.Nanostructured materials have attracted particular attentions in enrichment ,separation ,and purification of phosphoproteins /phosphopeptides due to their larger surface area ,numerous affinity sites and unique structures.The research subject has become one of research hotspots in phosphoproteomics presently.Various multifunctional nanostructured materials such as core-shell particles with mesoporous affinity shell and magnetic core ,hybrids of multiple components and composite affinity materials have been synthesized for selective enrichment and fast purification of phosphoproteins /phosphopeptides.In this review ,we are focusing on第4期程功等基于纳米结构材料的磷酸化蛋白/多肽富集和分析·621·recent advancements of nanostructured materials for phosphoprotein/phosphopeptide enrichment and purification prior to MS analysis.Definition,structure characteristic,unique physicochemical properties and potential in bio-separation of the nanostructured materials are first introduced.Subsequently,the related research background on phosphoproteomic studies in proteomics using mass spectrometric strategies in combination with phosphospecific enrichment techniques is briefly presented.After that,two types of affinity enrichment mechanisms to phosphoproteins/phosphopeptides are compactly discussed.Next,mesoporous,hybrid,and composite nanostructured materials for enrichment of phosphoproteins/phosphopeptides as well as application of multifunctional nanostructured materials in phosphoproteomics are summarized in detail.Finally,some unsolved problems and a brief perspective and outlook on phosphopeptide enrichment are proposed.Key words nanostructure;affinity materials;phosphoproteins;phosphopeptides;bioseparation;enrichmentContents1Introduction2Protein phosphorylation and enrichment detection of phosphoproteins/phosphopeptides2.1Protein phosphorylation2.2Enrichment detection of phosphoproteins/phosphopeptides3Mechanism of affinity enrichment of phosphoproteins/phosphopeptides4Mesoporous nanostructured materials for enrichment of phosphoproteins/phosphopeptides4.1Mesoporous SiO2nanostructured materials with immobilized affinity material4.2Mesoporous nanostructured materials doped withaffinity material4.3Mesoporous metal oxide nanostructured materials 5Composite nanostructured materials for enrichment of phosphoproteins/phosphopeptides5.1Magnetic core-shell nanostructured materials5.2Mesoporous magnetic nanostructured materials 5.3Hybrid composite nanostructured materials6Application of multifunctional nanostructured materials in phosphoproteomics6.1Multifunctional nanostructured materials for fastproteolysis and phosphopeptide enrichment6.2Multifunctional nanostructured materials forenrichment and identification of phosphopeptides 6.3Multifunctional nanostructured materials forenrichment of various biomolecules6.4Nanostructured materials modified target plate foron-plate enrichment and analysis ofphosphopeptides 7Conclusions and outlook1引言纳米结构材料一般认为是由纳米尺度的物质单元所构筑的纳米结构体系。
磷酸化蛋白质组学中的分离富集方法研究进展
磷酸化蛋白质组学中的分离富集方法研究进展
柏兆方;王红霞
【期刊名称】《分析化学》
【年(卷),期】2009(37)9
【摘要】蛋白质的磷酸化是一种可逆性的翻译后修饰,在细胞的增值、分化、信号转导以及转录与翻译调控、蛋白质复合体的形成、蛋白质降解等方面发挥着极为重要的作用.因此磷酸化蛋白的鉴定成为翻译后修饰研究的重要内容.但由于磷酸化蛋白的丰度较低, 难以用质谱直接检测.为了解决这个问题,改善质谱对磷酸肽的信号响应, 需要对磷酸化蛋白质或磷酸肽进行富集.本文系统地介绍了磷酸化蛋白组学研究中应用较为广泛和最新建立的各种分离富集方法的原理、特点、应用研究进展,包括抗体富集法、激酶特异富集法、亲和富集法、化学修饰法、多种色谱分离富集方法以及MALDI靶盘富集法.
【总页数】8页(P1382-1389)
【作者】柏兆方;王红霞
【作者单位】国家生物医学分析中心,北京,100850;国家生物医学分析中心,北京,100850
【正文语种】中文
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磷酸化修饰的蛋白质组学分析:揭示细胞信号网络
磷酸化修饰的蛋白质组学分析:揭示细胞信号网络磷酸化修饰是细胞中常见的一种蛋白质修饰方式,通过在蛋白质分子上添加磷酸基团来调节其结构和功能。
磷酸化修饰在细胞信号调控中起着重要作用,影响着细胞的增殖、分化和生存。
蛋白质组学分析为我们提供了全面了解磷酸化修饰的手段。
本文将介绍磷酸化修饰的蛋白质组学分析方法,并阐述如何通过这些方法揭示细胞信号网络的重要性。
图1。
1. 磷酸化修饰的概念和重要性。
磷酸化修饰是指通过在蛋白质分子上添加磷酸基团来改变其结构和功能的化学修饰过程。
磷酸化修饰参与了细胞内多种信号传导通路,调控细胞的生长、分化、凋亡等关键过程。
了解磷酸化修饰对于揭示细胞信号网络的复杂性和疾病机制至关重要。
2. 现有的磷酸化修饰检测方法。
目前常用的磷酸化修饰检测方法包括质谱分析、免疫检测和化学合成探针等。
质谱分析技术如质谱图谱法和磷酸化酪氨酸亲和纯化技术具有高灵敏度和高分辨率,可以鉴定和定量分析磷酸化修饰。
免疫检测方法则依赖于特异性抗体的识别,具有较高的特异性和灵敏度。
化学合成探针则能够直接可视化磷酸化修饰。
3. 蛋白质组学分析揭示细胞信号网络的重要性。
蛋白质组学分析通过大规模的蛋白质鉴定和定量,能够揭示细胞信号网络中的磷酸化修饰事件。
通过分析不同细胞状态下的磷酸化修饰谱,我们可以了解细胞信号网络的复杂性、信号传导通路的调控机制以及疾病发生发展的机制。
蛋白质组学分析为磷酸化修饰研究提供了系统性的方法。
4. 磷酸化修饰的蛋白质组学分析在生物制药中的应用前景。
磷酸化修饰的蛋白质组学分析在生物制药领域具有广阔的应用前景。
通过深入研究细胞信号网络中的磷酸化修饰,我们可以发现新的治疗靶点和药物开发策略。
此外,磷酸化修饰的蛋白质组学分析还可以用于生物药物质量控制和药效评估,确保生产的药物符合质量要求。
磷酸化修饰的蛋白质组学分析是研究细胞信号调控和疾病机制的重要手段。
通过现有的磷酸化修饰检测方法和蛋白质组学分析技术,我们可以深入了解磷酸化修饰在细胞信号网络中的作用。
干热条件下形成的磷酸化多肽的质谱分析
干热条件下形成的磷酸化多肽的质谱分析涂宗财;王辉;陈钢;刘成梅;刘光宪;肖辉【期刊名称】《食品科学》【年(卷),期】2011(032)015【摘要】建立两个含有丝氨酸(S)、苏氨酸(T)和酪氨酸(Y)的多肽模型(肽A和肽B),采用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)和电喷雾-电子转移裂解质谱(LTQ-ETD MS-MS)对干热条件下得到的磷酸化多肽进行研究。
FT-ICR MS分析得出,肽A和肽B在该条件下均引入一个磷酸根;LTQ-ETD MS-MS分析得出,肽A的S和Y被修饰的特征峰较明显,而T被修饰的特征峰与Y被修饰的部分特征峰相重叠,无法判断T是否被磷酸化修饰;磷酸化肽B中仅含有S和T,S具有非常明显的修饰特征峰,而无T被修饰的特征峰【总页数】4页(P62-65)【作者】涂宗财;王辉;陈钢;刘成梅;刘光宪;肖辉【作者单位】南昌大学食品科学与技术国家重点实验室,江西南昌330047;南昌大学食品科学与技术国家重点实验室,江西南昌330047;南昌大学食品科学与技术国家重点实验室,江西南昌330047;南昌大学食品科学与技术国家重点实验室,江西南昌330047;江西省农业科学院食品加工研究开发中心,江西南昌330200;美国叶史瓦大学爱因斯坦医学院,美国纽约10461【正文语种】中文【中图分类】TQ936.16【相关文献】1.纳升电喷雾串联质谱分析修饰多肽及未知多肽的结构 [J], 李萍;王红霞;王鸿丽;刘炳玉;刘峰;杨松成;魏开华2.基于质谱技术的磷酸化蛋白/多肽分离富集、鉴定及组学研究 [J], 龙星宇;练鸿振3.运用生物质谱分析磷酸化多肽合成中的主产物 [J], 寻晓红;刘宇4.脾多肽注射液中多肽成分的质谱分析 [J], 郭亚萍;范乐之;汪家利;张海燕;孙仁宽;王航宇;黄健;王金辉5.基于超高效液相色谱-高分辨质谱的多肽组学技术用于人参不同部位多肽的差异分析 [J], 赵楠; 程孟春; 吴玉林; 刘丹; 张晓哲因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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第25卷第4期2013年4月化学进展PROGRESS IN CHEMISTRYVol.25No.4Apr.2013收稿:2012年10月,收修改稿:2012年11月*国家自然科学基金项目(No.20871083,21171161)资助**Corresponding authore-mail :zjl@ciac.jl.cn基于纳米结构材料的磷酸化蛋白/多肽富集和分析*程功1王志刚1刘彦琳1张吉林1**孙德慧3倪嘉缵1,2(1.中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室长春130022;2.深圳大学生命科学学院深圳518060;3.长春工程学院长春130012)摘要蛋白质磷酸化是最为广泛的翻译后修饰之一。
在生物体液或组织中,许多低丰度的磷酸化蛋白和磷酸化肽是具有高度临床灵敏性和特异性的生物标记物,这些生物分子对许多疾病的检测和病理的阐释可能提供重要的信息。
因为蛋白质磷酸化动态可逆且磷酸化蛋白丰度很低,所以很难直接从复杂的生物样品中直接检测到磷酸化蛋白和磷酸化肽。
纳米结构材料因其大比表面积、丰富的活性亲合位点和特殊结构,在磷酸化肽和磷酸化蛋白的分离和富集方面已经引起了特别的关注,并成为目前磷酸化蛋白质组学富集和鉴定方面的研究热点。
许多介孔、磁性、杂化或化学修饰的亲合材料被研发并用于磷酸化蛋白/多肽的富集与分离;此外,一些多功能纳米结构材料也被研发并用于蛋白质组学中磷酸化蛋白/多肽的快速高效的富集提纯。
在这篇综述中,我们专注于纳米结构材料在磷酸化蛋白/多肽富集和提纯方面的最新进展。
关键词纳米结构亲和材料磷酸化蛋白磷酸化肽生物分离富集中图分类号:O612.6;Q816;R914.3文献标识码:A文章编号:1005-281X (2013)04-0620-13Phosphoprotein /Phosphopeptide Enrichment and AnalysisBased on Nanostructured MaterialsCheng Gong 1Wang Zhigang 1Liu Yanlin 1Zhang Jilin 1**Sun Dehui 3Ni Jiazuan 1,2(1.State Key Laboratory of Rare Earth Resource Utilization ,Changchun Institute of Applied Chemistry ,Chinese Academy of Sciences ,Changchun 130022,China ;2.College of Life Sciences ,Shenzhen University ,Shenzhen 518060,China ;3.Changchun Institute of Technology ,Changchun 130012,China )AbstractProtein phosphorylation is one of the most ubiquitous post-translational modifications.Many low-abundance endogenous phosphoproteins and phosphopeptides in the body fluids or tissues are biomarkers with higher clinical sensitivity and specificity ,which could provide valuable information for the detection of many diseases and elucidation of pathology.It is still a great challenge to detect the phosphoproteins and phosphopeptides from complex biological samples directly due to reversibility of protein phosphorylation and the extremely low concentrations of phosphoproteins.Nanostructured materials have attracted particular attentions in enrichment ,separation ,and purification of phosphoproteins /phosphopeptides due to their larger surface area ,numerous affinity sites and unique structures.The research subject has become one of research hotspots in phosphoproteomics presently.Various multifunctional nanostructured materials such as core-shell particles with mesoporous affinity shell and magnetic core ,hybrids of multiple components and composite affinity materials have been synthesized for selective enrichment and fast purification of phosphoproteins /phosphopeptides.In this review ,we are focusing on第4期程功等基于纳米结构材料的磷酸化蛋白/多肽富集和分析·621·recent advancements of nanostructured materials for phosphoprotein/phosphopeptide enrichment and purification prior to MS analysis.Definition,structure characteristic,unique physicochemical properties and potential in bio-separation of the nanostructured materials are first introduced.Subsequently,the related research background on phosphoproteomic studies in proteomics using mass spectrometric strategies in combination with phosphospecific enrichment techniques is briefly presented.After that,two types of affinity enrichment mechanisms to phosphoproteins/phosphopeptides are compactly discussed.Next,mesoporous,hybrid,and composite nanostructured materials for enrichment of phosphoproteins/phosphopeptides as well as application of multifunctional nanostructured materials in phosphoproteomics are summarized in detail.Finally,some unsolved problems and a brief perspective and outlook on phosphopeptide enrichment are proposed.Key words nanostructure;affinity materials;phosphoproteins;phosphopeptides;bioseparation;enrichmentContents1Introduction2Protein phosphorylation and enrichment detection of phosphoproteins/phosphopeptides2.1Protein phosphorylation2.2Enrichment detection of phosphoproteins/phosphopeptides3Mechanism of affinity enrichment of phosphoproteins/phosphopeptides4Mesoporous nanostructured materials for enrichment of phosphoproteins/phosphopeptides4.1Mesoporous SiO2nanostructured materials with immobilized affinity material4.2Mesoporous nanostructured materials doped withaffinity material4.3Mesoporous metal oxide nanostructured materials 5Composite nanostructured materials for enrichment of phosphoproteins/phosphopeptides5.1Magnetic core-shell nanostructured materials5.2Mesoporous magnetic nanostructured materials 5.3Hybrid composite nanostructured materials6Application of multifunctional nanostructured materials in phosphoproteomics6.1Multifunctional nanostructured materials for fastproteolysis and phosphopeptide enrichment6.2Multifunctional nanostructured materials forenrichment and identification of phosphopeptides 6.3Multifunctional nanostructured materials forenrichment of various biomolecules6.4Nanostructured materials modified target plate foron-plate enrichment and analysis ofphosphopeptides 7Conclusions and outlook1引言纳米结构材料一般认为是由纳米尺度的物质单元所构筑的纳米结构体系。