2d电泳名词解释
二维电泳
-
Dithiothreitol (DTT)
- reducing agent
- breaks disulphide bonds between subunits
-S-S-
DTT
-S-H
+
HS-
2.IPG胶条的平衡
3.第二向SDS-PAGE
(Ettan DALTsix系统) •装板,配胶
•胶条放臵
1367.1-16
三、蛋白质组研究的相关技术
（一）研究细胞或组织内蛋白质表达模式的技术：
2-D电泳 1. 1975年，Patrick OˊFarrel发明了二维凝胶电泳。 2. 操作（1）等电聚焦。（2）平衡胶条。（3）第二相SDS-PAGE。 （4）2-D胶上蛋白质鉴定 A 早期Western blot鉴定 B Edman降解法鉴定 C 肽质量指纹鉴定 D 蛋白质组信息学
根据蛋白质等电点的不同而将它们分开的电泳方法称为等电聚焦电泳。 电泳后测定其各种蛋白质 “ 聚焦 ” 部位的 pH ，即可得知它们的等
电点。
2. pH 梯度选择
(1) 传统的凝胶等电聚焦电泳
在等电聚焦电泳中，造成环境由酸至碱逐步变化所用的物质是载体 两性电解质。 特点: 它具有依次递变但相差不大的等电点（ PI ），在电场中可以形成逐渐递
detergent binds strongly to proteins approx. 1 SDS/2 a.a.
Sodium dodecyl sulfate
SDS
+
=
-
-
-
Байду номын сангаас
Protein
Proteins (subunits) become linear. Gives all proteins an equal mass : charge ratio
二维电泳_PPT幻灯片
细胞裂解
温和裂解法
冻融法：细菌、组培细胞 去污剂裂解法：组培
▪ 1．菌液培养，收集菌体（5000×g，5min ）； ▪ 2．使用PBS洗菌体两次（5000×g，5min），悬于3ml
裂解buffer（7M urea，2M thiourea，4％CHAPS） 加1mM PMSF；
▪ 3．冰水浴超声破碎，400W，5s/14s，40次； ▪ 4．加RNase，DNase，16℃处理1h； ▪ 5．Bradford法测浓度； ▪ 6．-70 ℃冻存。
3. Running IPG strips
IPG胶条的蛋白质大约载样量
IPG Strip length
7cm
Analytical Load (silver staining) 10~100 g /125 l
Preparative Load (Coom staining) 200~500ug/125 l
▪还原剂：在变性剂和表面活性剂联用条件下，加用还 原剂可使已变性的蛋白质展开更完全，溶解更彻底。 常用含自由巯基的DTT或-巯基乙醇，以及不带电荷 的三丁基膦（TBP）进行还原。
▪起载体作用的两性电解质（ Carrier ampholytes ）： 即便在变性剂和表面活性剂存在的情况下，某些蛋白
质也需要在盐离子的作用下才能保持其处于溶解状态， 否则这些蛋白质在其处于PI点时会发生沉淀。两性电 解质的作用在于捕获样品中的少量盐分，从而保证蛋 白质的溶解性。应用时，两性电解质的浓度应小于0.2 ％（w/v)。浓度过高会使IEF的速度降低。另外，为 了保证实验的精确性，在选择不同pH范围的IPG胶条 时，也应使两性电解质的pH值与之相符合。
蛋白组学二维电泳
第一向等电聚焦与IPG胶条的剥离
聚焦程序设置
剥离IPG胶条
根据蛋白质的等电点设置等电聚焦程 序。
聚焦完成后，将IPG胶条从聚焦盘上 剥离下来。
开始聚焦
施加电压，使蛋白质在IPG胶条上分 离。
第二向SDS-PAGE电泳
转移蛋白质
将IPG胶条上的蛋白质转移 到SDS-PAGE凝胶上。
开始电泳
施加电压，使蛋白质在凝 胶上分离。
02
二维电泳技术原理
蛋白质的等电点与分子量
蛋白质的等电点
蛋白质是两性电解质，在特定的 pH环境中，蛋白质分子呈电中性 状态，这个pH值就称为该蛋白质 的等电点。
蛋白质的分子量
蛋白质的分子量是指其分子的大 小，通常以道尔顿为单位表示。
固相pH梯度技术
原理
通过在电泳过程中保持恒定的电流， 使蛋白质根据其等电点在电场中移动 ，从而实现分离。
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蛋白质翻译后修饰的研究
总结词
详细描述
二维电泳在蛋白质翻译后修饰的研究中具有 重要价值，通过分离和鉴定修饰后的蛋白质， 可以了解蛋白质的修饰类型和修饰位点。
二维电泳能够分离出各种翻译后修饰的蛋白 质，如磷酸化、泛素化、糖基化等。通过质 谱等技术对这些蛋白质进行鉴定和修饰位点 的确定，可以深入了解蛋白质的修饰类型、 修饰位点和功能调控。这些结果有助于揭示 生命过程的调控机制和疾病发生发展的机维 的基础，能够将复杂的蛋白质混合物 分离成多个条带。
双向凝胶电泳技术
原理
结合了等电聚焦和SDS-PAGE两种技术，首先根据蛋白质的等电点进行分离， 然后再根据分子量进行分离。
应用
双向凝胶电泳技术能够全面地展示细胞或组织中蛋白质的表达情况，为后续的 蛋白质组学研究提供基础。
蛋白质印迹法
蛋白质印迹法蛋白质印迹法经过几十年的发展，已经成为一种重要的生物分析技术，被广泛用于分析生物样品中蛋白质的组成和表达。
蛋白质印迹法可以快速、灵敏地检测出蛋白质的组成、表达和结构，有效地支持研究者完成生物科学研究，让研究者能够更全面地理解蛋白质的功能和作用机制。
蛋白质印迹法有多种方式，其中最常用的有电泳（SDS-PAGE）、蛋白凝胶印迹（2D-PAGE）、质谱印迹（MALDI-TOF）、重链接蛋白凝胶印迹（RCM-PAGE）、以及同步层析分离法（2D-LC/MS）。
电泳是蛋白质印迹中最常用的技术之一。
它使用一种叫做十二烷基硫酸钠（SDS）和变性剂的全蛋白溶液。
电泳可以指示蛋白质的分子量和结构。
通常，蛋白质溶液经过凝胶定性和定量分析。
蛋白凝胶印迹（2D-PAGE）是一种多维度的方法，可以用来分析蛋白质的复杂性和表达量。
2D-PAGE的基本原理是先将蛋白质溶液通过氨基酸印迹法定量分析，然后再将蛋白质分离出来，最后再通过电泳法进行定量分析。
质谱印迹（MALDI-TOF）是一种分析蛋白质的快速测试技术。
通过这项技术，研究者可以分析蛋白质的分子量、肽段结构和三维结构。
同时，MALDI-TOF也可以用来检测不同样品中的蛋白质表达量，增强蛋白质分析的准确性。
重链接蛋白凝胶印迹（RCM-PAGE）是一种分析蛋白质结构和电性特性的方法。
这个方法可以用来分析蛋白质的可解离结构，让研究者可以从样品中获得有关蛋白质结构和功能的全面信息。
最后，2D-LC/MS是一种结合了质谱印迹和液相色谱的技术，它可以同时对蛋白质的结构和表达量进行定量分析。
2D-LC/MS的优点是它可以快速准确地检测出蛋白质的结构，从而可以有效地支持蛋白质功能和作用机制的研究。
蛋白质印迹法是一种非常有用的研究工具，它可以有效地帮助研究者了解蛋白质的组成和表达，而且还可以帮助研究者分析蛋白质的结构和功能。
在研究蛋白质功能和作用机制方面，蛋白质印迹法已经发挥了重要作用。
二维电泳常见问题及其解答
二维电泳常见问题及其解答摘要：二维电泳即双向电泳,是蛋白质分析常用的技术手段.本文总结了二维电泳中常见的14个问题并对其解答.二维电泳即双向电泳,是蛋白质分析常用的技术手段.第一向等电聚焦电泳：根据蛋白的等电点分离蛋白质;第二向SDS-PAGE电泳：根据蛋白分子量的大小分离蛋白质.本文总结了二维电泳中常见的14个问题及其解答.1. 重泡胀后的胶可以不用转移到另一个电泳槽,直接跑2D的一向吗?一般情况下是可以的.但当上样量特别大时,可能会有一部分蛋白质没有被胶条吸收,这样跑完1D和2D胶后,会有很多横向条纹.所以在这种情况下,最好在重泡胀后,将胶条转移到另外一个电泳漕中进行电泳.2. 为什么我在等电聚焦前加的矿物油在聚焦后会减少,暴露出了胶条的背面?这是因为BioRad的电泳槽有个盖子.为了固定电泳槽中的胶条,这个盖子上设计了对应的突起,以便压住胶条.由于虹吸作用,这个突起会导引矿物油到相邻的空电泳槽,从而降低有胶条的电泳槽中的矿物油液面.如果由此把胶条暴露在空气中,那对等电聚焦的影响将是毁灭性的.为了防止这个现象的发生,可以在相邻的空电泳槽里,也加入适量(80%满)的矿物油.3. 跑第一向时,为什么要设定一个电流的最大值电压(50μA/胶)?电流的平方和功率成正比.电流增大,功率增大,放出的热量也随之增大,就会导致胶条的温度增加.当温度超过30摄氏度时,缓冲液里的尿素就容易解离,产生一些极性分子,从而对等电聚焦产生影响.4. 跑第一向时,为什么刚开始的电压比较低,而后逐渐增高?刚开始时,体系内的带电小分子比较多(比如无机盐和双极性分子).所以在这个阶段,电流主要是由这些小分子的移动所产生的.由于这些分子质量小,移动他们不需要很高的电压.当这些小分子移动到他们的目的地时(无机盐移动到极性相反的电极;两性分子移动到对应的pH条带),体系内的蛋白质才开始肩负起运载电流的任务,逐渐向所对应的pH区域移动.5. 跑第一向时,为什么会产生一条蓝色的条带,并逐渐向酸性端移动?蓝色条带是缓冲液中痕量的溴酚蓝被聚焦所产生的.溴酚蓝也是pH指示剂,当它移动到酸性区时(pH4 ),颜色会变成黄色.溴酚蓝的这个移动过程大体上发生在极性小分子的聚焦之后,蛋白质大分子聚焦之前.6. 跑第一向时,为什么电压总达不到预定值?当上样量比较大时或体系内盐分比较多时,聚焦的电压有可能达不到所设定的数值.7. 跑第一向时,在电压达到预定值后,电流为什么会降低?当上样量比较少时,所有蛋白在较短的时间内就移动到所对应的pH值区域值,从而变成中性分子.这样,体系的电阻越来越大,在恒定的电压下,电流就会越来越小.8. 跑第一向时,为什么在两个电极丝附近有气泡产生?等电聚焦完成后,所有的蛋白质都移动到了相应的pI值区域,而成为中心分子.这是加在体系上的电压就开始电解水分子,在阳极产生氧气,在阴极产生氢气.9. 重泡胀缓冲液(rehydration buffer)中的硫脲的作用是什么,双极性分子的作用是什么?硫脲的作用是增加蛋白质的溶解性,特别是碱性蛋白的溶解性.双极性分子的作用也是增加蛋白质的溶解性.当蛋白移动到相应的pH值后,就变成了中性分子.而不带电荷的蛋白质分子容易聚集,从而降低其在随后的二向胶时的迁移效率,可能会造成竖的脱尾.而硫脲和双极性小分子则会鉴定中性蛋白质之间的相互作用,防止它们的聚集.10. 怎样估计2D胶上蛋白质点的分子量和pI值?可以用 BioRad生产的2D胶标准蛋白来校准.也可以用体系内已知蛋白来做比对.11. 为什么2D胶上的蛋白点有横的和竖的脱尾?横的脱尾可能是：1)一向等电聚焦不完全; 2)某些蛋白质本身的原因(糖蛋白); 3)蛋白的丰度太高.竖的脱尾是因为跑二向时,蛋白的溶解度不好.12. 什么成分会影响2D胶的效果?核酸,盐,去垢剂等等.13. 2D胶的上样量应该在什么范围?上样量和样品有关.样品内蛋白种类多的上样量要大些,这样每个点才有足够的量被检测到.一般的全细胞裂解体系,上样量大概在100微克(银染)到500微克(考染)之间.14. 我的蛋白质浓度很低,应该用什么方法来浓缩?蛋白质的浓缩有很多方法.大致有超滤法,沉淀法和透析法.超滤比较温和,对蛋白质不会有修饰和改变,蛋白的种类一般不会有丢失.它的缺点是总样品的量可能会减少(被膜所吸附).另外超滤对样品的要求比较高.甘油,去垢剂都会堵塞滤膜,影响超滤的效果.沉淀法比较快速,容易操作,对盐,甘油,去垢剂的耐受性好.缺点是可能会有部分种类的蛋白没有被沉淀下来(丢失).沉淀法中,又以TCA法最为普遍使用.使用TCA法时,一定要用冷的纯丙酮清洗蛋白沉淀两次,去处残留的TCA和其他沉淀下来的杂质.透析法只使用于量比较大的样品,量小时,操作困难. 透析法可以和超滤法联用.先把样品透析到一个比较干净的环境(不含盐,甘油,去垢剂或其它杂质,比如碳酸氢氨溶液),然后再进行超滤.注意事项：要想获得比较好的电泳结果,蛋白样品的制备是很关键的一个步骤,蛋白样品中存在杂质会影响等点聚焦,一定要采取有针对性的办法去除相应的杂质例如：盐和带电小分子、核酸等.。
生物化学与分子生物学常考名词解释总结!!!
蛋白质的二级结构是指多肽链的主链骨架中若干肽单位，各自沿一定的轴盘旋或折叠，并以氢键为次级键而形成有规则的构象，如α螺旋β折叠β转角等。
肽单位：肽键是构成在分子的基本化学键，肽键与相邻的原子所组成的基团，成为肽单位或肽平面。
结构域是位于超二级结构和三级结构间的一个层次。
结构域是在蛋白质的三级结构内的独立折叠单元，其通常都是几个超二级结构单元的组合。
在较大的蛋白质分子中，由于多肽链上相邻的超二级结构紧密联系，进一步折叠形成一个或多个相对独立的致密的三维实体，即结构域。
超二级结构又称模块或膜序是指在多肽内顺序上相邻的二级结构常常在空间折叠中靠近，彼此相互作用，形成有规则的二级结构聚集体。
三级结构具有二级结构、超二级结构或结构域的一条多肽链，由于其序列上相隔较远的氨基酸残基侧链的相互作用，而进行范围更广泛的盘曲与折叠，形成包括主、测链在内的空间排列，这种在一条多肽链中所有原子和基团在三维空间的整体排布称为三级结构。
一级结构蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序，以及二硫键的位置。
四级结构多亚基蛋白质分子中各个具有三级结构的多肽链，以适当的方式聚合所形成的蛋白质的三维结构。
增色效应增色效应或高色效应。
由于DNA变性引起的光吸收增加称增色效应,也就是变性后 DNA 溶液的紫外吸收作用增强的效应。
固定化酶不溶于水的酶。
是用物理的或化学的方法使酶与水不溶性大分子载体结合或把酶包埋在水不溶性凝胶或半透膜的微囊体中制成的。
脂肪酸的β氧化饱和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的β位C原子发生氧化，C链在α位C原子与β位C原子间发生断裂，每次生成一个乙酰CoA和较原来少两个C单位的脂肪酸，这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为脂肪酸的β氧化。
脂肪酸的β-氧化基本过程：丁酰CoA经最后一次β氧化：生成2分子乙酰CoA 。
故每次β氧化1分子脂酰CoA生成1分子FADH２，1分子NADH+H+，1分子乙酰CoA，通过呼吸链氧化前者生成2分子ATP，后者生成3分子ATP。
二维差异凝胶电泳(2D-DIGE)技术在昆虫学研究中的应用
二维差异凝胶电泳(2D-DIGE)技术在昆虫学研究中的应用摘要随着科学技术的迅猛发展，现代生物学技术已经发展到后基因组时代，蛋白质组学是在整体水平上研究细胞内蛋白质组成及其活动规律的新兴学科。
二维差异凝胶电泳（Two dimension difference gel electrophoresis，2D-DIGE）技术是在双向凝胶电泳（Two-dimensional electrophoresis，2-DE）基础上发展起来的一种新兴的荧光标记的定量蛋白质组学技术，是分析和鉴定基因功能的强有力工具，比经典的2-DE技术具有更高的动力学范围和灵敏性。
该文就2D-DIGE 技术的发展以及在昆虫研究上的应用前景进行了展望。
关键词二维差异凝胶电泳；蛋白质组学；昆虫1 研究背景随着大量生物体全基因组序列的揭示，特别是人类基因组测序计划的完成，标志着生命科学研究取得了极其重要的阶段性成果，同时也标志着生命科学正式进入崭新的后基因组时代[1-2]，研究的重心也从揭示遗传信息结构的基因组学转移到功能基因组学上来，蛋白质组学作为高通量的蛋白质分析方法，也将对功能基因的研究做出巨大贡献。
蛋白质作为基因表达的产物与生命活动的执行者，直接体现了生命现象的复杂性和多变性。
因此，只有对实现最终功能的蛋白质进行分析鉴定，才能更好地描述细胞活动或行使功能的动力学过程，才能更贴近对生命现象和本质的掌握。
二维差异凝胶电泳（Two dimension difference gel electrophoresis，2D-DIGE）技术是分析和鉴定昆虫基因功能的强有力工具，其是在双向凝胶电泳（Two-dimensional electrophoresis，2-DE）基础上发展起来的一种新兴的荧光标记的定量蛋白质组学技术，在生物学各个领域得到广泛的应用[3-6]。
2D-DIGE在昆虫免疫调节、生理发育、昆虫毒理学以及传毒媒介昆虫的传毒机制等领域的应用也变得越来越广泛，其研究结果受到科学家们的高度重视。
2-D 电泳
双向电泳分离牛血清蛋白质（1）蛋白质组：1994年提出，最早见于文献是1995年7月的“Electrophoresis”杂志上。
指基因组表达的所有相应的蛋白质，也可说是指细胞或机体全部蛋白质的存在及其活动方式。
（2）蛋白质组学：研究细胞内全部蛋白质的组成及其活动规律的科学。
1. 细胞或组织内蛋白质的表达模式（表达蛋白质组学）：关键技术：2-DE2. 蛋白质的序列和高级结构（结构蛋白质组学）：X-射线单晶衍射分析（晶体结构分析）、多维核磁共振波谱分析等。
3. 蛋白质的功能模式（功能蛋白质组学）：蛋白质与蛋白质及其与其他分子的相互作用。
蛋白质组学的研究内容（two-dimensional gel electrophoresis, 2-DE）双向电泳法是根据不同组分之间的等电点差异和分子量差异建立的。
第一向根据蛋白质的等电点(pI)不同，用等电聚焦电泳(Isoelectric focusing, IEF)分离蛋白质。
第二向则按蛋白质分子量大小的差异，通过蛋白质与SDS形成复合物后在聚丙烯酰胺凝胶(SDS-PAGE)中迁移率的不同而达到分离的目的。
载体两性电解质形成pH梯度的模式图1 样品处理2 载体两性电解质3 两向间的平衡4 分离后斑点的检测聚焦时间、电压......制备原则应使所有待分析的蛋白样品全部处于溶解状态（包括多数疏水性蛋白），且制备方法应具有可重现性。
防止在样品制备过程中发生样品的抽提后化学修饰（如酶性或化学性降解等）。
完全去除样品中的核酸、多糖，以及某些干扰蛋白。
变性剂：通过改变或破坏的氢键等次级键的结构使蛋白质充分伸展，将其疏水中心完全暴露。
其典型代表是尿素和硫脲。
表面活性剂：经过变性剂处理而暴露蛋白质的疏水基团后，还常需至少一种表面活性剂来溶解疏水基团。
常用的表面活性剂有非离子去污剂Triton X-100和NP-40、两性离子去污剂CHAPS、OBG等。
还原剂：在变性剂和表面活性剂联用条件下，加用还原剂可使已变性的蛋白质展开更完全，溶解更彻底。
2019年二维电泳技术介绍.ppt
2、意义 蛋白质组学是连接基因、蛋白质和疾病的纽 带，对蛋白质表达的变化或差异的分析将具有 重要的生物学意义和医学应用价值，为阐明生 命现象的本质奠定基础。
蛋白质组学研究所面临的困难 之一
1、细胞种类的多样性 2、细胞的生命周期 3、蛋白质生成的时效性（30万－300万种） 4、蛋白质的结构与变异 5、研究方法
8． 0.5M Tris —HCl pH 6.8储液 6.1g Tris先用30ml超纯水溶解，再用46ml， 3M HCl调pH6.8,再加水定容至100ml 9． 平衡液储液 脲（即尿素） 36g 甘油 30% 30ml SDS 1% 1g 0.5M Tris—HCl pH6.8 10ml 超纯水定容至 100ml
2D-电泳实验步骤：
1. 样品的溶解 取纯化后的晶体蛋白3.0mg，加入300ul 裂解液(1mg蛋白:100ul裂解液)振荡器上 振荡10min左右，共处理一个小时。其中 每隔10～15分钟振荡一次，然后 13200rpm离心15min除杂质，取上清分 装，每管70ul，—80℃保存。
2D-电泳实验步骤：
2D-电泳实验相关试剂：
2． 裂解液 尿素 8M 硫脲 2M CHAPS 4% DTT 60 mM Tris—base 40 mM（如果有条件可以添 加PMSF 0.5mM和5%的Pharmalate）
2D-电泳实验相关试剂：
3. 水化液储液 尿素 8M 硫脲 2M CHAPS 4% Tris—base 40 mM
生物学问题 的提出
实验模型 的设计 感兴趣 蛋白点 的切取
实验组和对照组 样品的制备
双向电泳
另一方面，溶液中的两性电解质又破坏了水的解离平衡：
H2O
H++OH－
使溶液的pH有所改变。当某一两性电解质的pI较低，即释
放质子（ H+ ）能力较强，使溶液 pH 值下降，这类两性电
解质称为酸性两性电解质；而pI高的两性电解质可使溶液
1.2.1组合摸式：双向电泳主要是电荷分离——分子质量分 离的组合摸式。 （ 1 ）第一向为电荷分离：通过聚丙烯酰胺凝胶等电聚焦 毛细管电泳将样品按蛋白质等电点的差异进行分离。 （ 2 ）第二向为质量分离：通过 SDS— 聚丙稀酰胺凝胶电 泳按相对分子质量大小不同进行分离。
1.2.2分类：双向电泳根据其第一向使用的介质的不同可以
们到达净电荷为零的位置时才停止。
具有最低和最高等电点的分子带电荷最多，泳动速度最快， 所以pI梯度的形成开始在正、负级两端，然后不同pI的载 体两性电解质分子逐渐到达它们自己的等电点位置而形成
一个连续的pI梯度。如图所示。
A
B
C
载体两性电解质在电场中形成pI梯度的模式图
A 原始状态 B pI梯度的形成过程 C连续pI梯度的形成
出的优点。
图 等电聚焦的“聚焦效应”
等电聚焦电泳根据蛋白质等电点不同而将其分离，也可以根据蛋白 条带在pH梯度中形成的位置测定其等电点。
3第二向电泳——SDS电泳的基本原理
3.1蛋白质-SDS复合物
(1)SDS的作用：SDS是一种阴离子去污剂，它在水溶液中
以单体和分子团(micellae)的混合形式存在，作为一种变性
中存在三个物理效应和四个不连续性的分离系统。
3.2.1三个物理效应
生物化学名词解释
生物化学名词解释零、绪论1.生物化学：从分子水平来研究生物体内基本物质的化学组成、结构，及在生命活动中这些物质所进行的化学变化（即代谢反应）的规律及其与生理功能的关系的一门科学，是一门生物学与化学相结合的基础学科。
2.新陈代谢：生物体与外界环境进行有规律的物质交换，称为新陈代谢。
3.分子生物学：是现代生物学的带头学科，主要研究分子遗传学，生物大分子的结构与功能和生物大分子的人工设计与合成，以及生物膜的结构与功能。
4.药学生物化学：是研究与药学科学相关的生物化学理论、原理和技术，及其在药物研究、药品生产、药物质量监控与药品临床方面应用的基础学科。
一、糖的化学1、糖基化工程：通过增加、删除或调整蛋白质上的寡糖链，使之产生合适的糖型，从而达到有目的地改变糖蛋白的生物学功能。
2、单糖：凡不能被水解成更小分子的糖称为单糖。
3、多糖：由许多单糖分子缩合而成的长链结构。
4、寡糖：是由单糖缩合而成的短链结构（一般含2~6个单糖分子）。
5、结合糖：也称糖复合物或复合糖，是指糖和蛋白、脂质等非糖物质结合的复合分子。
6、同聚多糖：也称均一多糖，由同类型的单糖缩合而成。
7、杂多糖：也称不均一多糖，由不同类型的单糖缩合而成。
8、粘多糖：也称糖胺聚糖，是一类含氮的不均一多糖，其化学组成通常为糖醛酸及氨基己糖或其衍生物，有的还含有硫酸。
9、糖蛋白：是糖与蛋白质以共价键结合的复合分子。
10、肽聚糖：又称胞壁质，是构成细菌细胞壁基本骨架的主要成分，是一种多糖与氨基酸链相连的多糖复合物。
11、蛋白质聚糖：是一类由糖和蛋白质结合形成的非常复杂的大分子糖复合物，其中蛋白质含量一般少于多糖。
12、脂多糖：一般由外层低聚糖链、核心多糖及脂质三部分组成。
13、内切糖苷酶：可水解糖链内部的糖苷键，有的可将长的多糖链切为较短的寡糖片段。
14、外切糖苷酶：只能切下多糖非还原末端的一个单糖，并对单糖组成和糖苷键有专一性要求。
二、脂的化学1、必需脂肪酸：人体不能合成必须从食物获取的脂肪酸。
2-DE
双向电泳双向电泳（two-dimensional electrophoresis）是等电聚焦电泳和SDS-PAGE 的组合，即先进行等电聚焦电泳（按照pI分离），然后再进行SDS-PAGE（按照分子大小），经染色得到的电泳图是个二维分布的蛋白质图。
蛋白质组研究蛋白质组研究的发展以双向电泳技术作为核心. 双向电泳由O’Farrell’s于1975年首次建立并成功地分离约1 000个E.coli蛋白，并表明蛋白质谱不是稳定的，而是随环境而变化. 双向电泳原理简明，第一向进行等电聚焦，蛋白质沿pH梯度分离，至各自的等电点；随后，再沿垂直的方向进行分子量的分离. 目前，随着技术的飞速发展，已能分离出10 000个斑点(spot). 当双向电泳斑点的全面分析成为现实的时候，蛋白质组的分析变得可行.样品制备(sample prepareation)和溶解同样事关2-DE的成效，目标是尽可能扩大其溶解度和解聚，以提高分辨率. 用化学法和机械裂解法破碎以尽可能溶解和解聚蛋白，两者联合有协同作用. 对IEF(isoelectric focusing)样品的预处理涉及溶解、变性和还原来完全破坏蛋白间的相互作用，并除去如核酸等非蛋白物质. 理想的状态是人们应一步完成蛋白的完全处理. 而离液剂2 mol/L硫脲和表面活性剂4%CHAPS的混合液促使疏水蛋白从IPG(immobilized pH gradients)胶上的转换. 三丁基膦(Tributyl phosphine，TBP )取代β-巯基乙醇或DTT完全溶解链间或链内的二硫键，增强了蛋白的溶解度，并导致转至第二向的增加］. 两者通过不同的方法来增加蛋白的溶解度，作为互补试剂会更有效. 在保持样品的完整性的前提下，可利用超离和核酸内切酶去除核酸(DNA). 除此之外，机械力被用来对蛋白分子解聚，如超声破碎］等. 另外，添加PMSF等蛋白酶抑制剂，可保持蛋白完整性. 由于商品化的IPG胶条是干燥脱水的，可在其水化的过程中加样，覆盖整个IPG胶，避免在样品杯中的沉淀所致的样品丢失］. 此外，低丰度蛋白(low abundance protein)在细胞内可能具有重要的调节功能，代表蛋白质组研究的“冰山之尖”，故分离低丰度蛋白是一种挑战. 亚细胞分级和蛋白质预分级、提高加样量(已达到1～15 mg级的标准)、应用敏感性检测，可以提高其敏感性. 如一种多肽免疫2-DE印迹(MI-2DE)是利用几种单克隆抗体技术来分析和检测. 提高组蛋白和核糖体蛋白等碱性蛋白(basic proteins)的分离是另一难点. 由于碱性pH 范围内凝胶基质的不稳定及逆向电渗流(EOF)的产生，对PI(等电点)超过10的碱性蛋白，通过产生?0～10%?的山梨醇梯度和16%的异丙醇可减少之. 亦可用双甲基丙烯酰胺来增加基质的稳定性.蛋白质组研究蛋白质组研究的发展以双向电泳技术作为核心. 双向电泳由O’Farrell’s于1975年首次建立并成功地分离约1 000个E.coli蛋白，并表明蛋白质谱不是稳定的，而是随环境而变化. 双向电泳原理简明，第一向进行等电聚焦，蛋白质沿pH梯度分离，至各自的等电点；随后，再沿垂直的方向进行分子量的分离. 目前，随着技术的飞速发展，已能分离出10 000个斑点(spot). 当双向电泳斑点的全面分析成为现实的时候，蛋白质组的分析变得可行.样品制备(sample prepareation)和溶解同样事关2-DE的成效，目标是尽可能扩大其溶解度和解聚，以提高分辨率. 用化学法和机械裂解法破碎以尽可能溶解和解聚蛋白，两者联合有协同作用. 对IEF(isoelectric focusing)样品的预处理涉及溶解、变性和还原来完全破坏蛋白间的相互作用，并除去如核酸等非蛋白物质. 理想的状态是人们应一步完成蛋白的完全处理. 而离液剂2 mol/L硫脲和表面活性剂4%CHAPS的混合液促使疏水蛋白从IPG(immobilized pH gradients)胶上的转换. 三丁基膦(Tributyl phosphine，TBP )取代β-巯基乙醇或DTT完全溶解链间或链内的二硫键，增强了蛋白的溶解度，并导致转至第二向的增加］. 两者通过不同的方法来增加蛋白的溶解度，作为互补试剂会更有效. 在保持样品的完整性的前提下，可利用超离和核酸内切酶去除核酸(DNA). 除此之外，机械力被用来对蛋白分子解聚，如超声破碎］等. 另外，添加PMSF等蛋白酶抑制剂，可保持蛋白完整性. 由于商品化的IPG胶条是干燥脱水的，可在其水化的过程中加样，覆盖整个IPG胶，避免在样品杯中的沉淀所致的样品丢失］. 此外，低丰度蛋白(low abundance protein)在细胞内可能具有重要的调节功能，代表蛋白质组研究的“冰山之尖”，故分离低丰度蛋白是一种挑战. 亚细胞分级和蛋白质预分级、提高加样量(已达到1～15 mg级的标准)、应用敏感性检测，可以提高其敏感性. 如一种多肽免疫2-DE印迹(MI-2DE)是利用几种单克隆抗体技术来分析和检测. 提高组蛋白和核糖体蛋白等碱性蛋白(basic proteins)的分离是另一难点. 由于碱性pH范围内凝胶基质的不稳定及逆向电渗流(EOF)的产生，对PI(等电点)超过10的碱性蛋白，通过产生?0～10%?的山梨醇梯度和16%的异丙醇可减少之. 亦可用双甲基丙烯酰胺来增加基质的稳定性.2-DE面临的挑战2-DE面临的挑战是高分辨率和重复性. 高分辨率确保蛋白最大程度的分离，高重复性允许进行凝胶间配比(match). 对2-DE而言，有3种方法分离蛋白：1)ISO-DALT(isoelectric focus)以O’Farrell’s技术为基础. 第一向应用载体两性电解质(carrier ampholyte, CA)，在管胶内建立pH梯度. 随着聚焦时间的延长，pH梯度不稳，易产生阴极漂移. 2) NEPHGE(non-equilibrium pH gradient electrophoresis)用于分离碱性蛋白(pH>7.0). 如果聚焦达到平衡状态，碱性蛋白会离开凝胶基质而丢失. 因此，在等电区域的迁移须在平衡状态之前完成，但很难控制. 3)IPG-DALT 发展于80年代早期. 由于固相pH梯度(Immobilized pH gradient, IPG)的出现解决了pH梯度不稳的问题. IPG通过immobiline共价偶联于丙烯酰胺产生固定的pH梯度，克服了IEF的缺点，从而达到高度的重复性. 目前可以精确制作线性、渐进性和S型曲线，范围或宽或窄的pH梯度. 新的酸性pH 3～5或碱性pH 6～11的IPG凝胶梯度联合商品化的pH 4～7的梯度可对蛋白质形成蛋白质组重叠群(proteomic contigs)从而有效分离.分离后的斑点检测分离后的斑点检测(spot detection)亦很重要. 所采用的检测策略和分离后所采用的方法的相互作用是很重要的. 此外，还需考虑反应的线性、饱和阈/动态范围、敏感性、对细胞蛋白群的全体定量分析的适应性、可行性. 目前，没有一种蛋白染色覆盖广泛的浓度和PI及分离后分析技术. 银染已成为一种检测2-DE的流行方法，可检测少到2～5ng的蛋白，因此较考马斯亮蓝R-250敏感. 多数糖蛋白不能被考马斯亮蓝染色，一些有机染料不适于PVDF膜. 放射性标记不依赖其代谢的活性，并仅适于对合成的蛋白质检测. 另有一种改良的2-DE(差异凝胶电泳)，即应用两种不同的染料荧光标记两个样品，使在同一凝胶上电泳后的凝胶图象为两个，避免了几种2-DE的比较，可在纳克级进行检测.较早期相比，2-DE有两个主要的进步：首先，极高的重复性使有机体的参考图谱，可通过Internet获得，来比较不同组织类型、不同状态的基因表达；其次，高加样量使得2-DE成为一项真正的制备型技术.常见问题及其解答重泡胀后的胶可以不用转移到另一个电泳槽，直接跑2D 的一向吗？一般情况下是可以的。
蛋白二维电泳技术在转化医学中的应用
蛋白二维电泳技术在转化医学中的应用随着人类基因组全序列完整草图的完成,宣告人类进入后基因组时代。
基因组时代对DNA序列信息及相关基因组的结构和功能进行了详尽的研究。
然而,基因组序列信息与生命活动的执行者－蛋白质之间并非一一对应关系。
转录后加工、翻译调节及翻译后加工等使人体总蛋白质数目远远超过基因数目，因此蛋白质组(Proteome) 的概念应运而生。
蛋白质组是指在特定的生理和病理条件下一个基因组、或一个细胞、组织表达的所有蛋白质。
蛋白质组学(Proteomics) 即以蛋白质组为研究对象的研究领域，从蛋白质组的水平进一步认识生命活动的机理和疾病发生的分子机制。
蛋白质组研究是对基因组研究的重要补充，它是对生物体在蛋白质水平定量、动态、整体性的研究。
转化医学（Translational Medicine）是近年来生命科学领域备受关注的热点，其目标是以现代生物技术与临床医学相结合、研究开发新的疾病诊疗技术手段。
由于蛋白质作为生命活动关键因子的核心作用，蛋白组学必然成为转化医学研究的重要方向。
双向电泳(two2dimensional electrophoresis，22DE) 是蛋白组学研究中的核心技术之一,是目前常用的唯一能够一次性分离数千种蛋白质的实验方法，广泛应用于生物学研究的各个方面，如药物靶标的寻找、生物标志物的发现（疾病诊断的Marker）、发育调控关键因子的筛查等等。
双向电泳原理简明: 首先等电聚焦( Isoelectric Focusing ,IEF)，通过电荷分离蛋白质，将蛋白质沿pH 梯度分离至各自等电点；然后沿垂直的方向进行SDS－PAGE凝胶电泳，通过分子量分离蛋白质。
获得的蛋白二维图谱中的每个点代表样本中一个或数个蛋白质，而蛋白质的等电点、分子量和在样本中的含量也可显现出来。
蛋白双向电泳的分辨率和灵敏度很高，一般可分离1000～3000 个蛋白质，最高可分辨11000 个蛋白质，pI 差别小于0.003 个pH单位也可以被分辨，是目前最好的蛋白分离方法之一。
2013.12.12 实验 蛋白质组学实验技术相关理论介绍(一)双向电泳(2DE)实验技术
第二向SDS-PAGE 垂直电泳
第二向SDS-PAGE 垂直电泳步骤
配制凝胶及准备第二向电泳系统 在SDS 平衡缓冲液中平衡固相pH干胶条 将平衡好的固相pH 干胶条放置在SDS 凝胶 上 进行电泳 染色、显影
平衡固相pH干胶条
平衡缓冲液（75 mM Tris-HCl, pH 8.8）： 使固相pH 干胶条的pH 值维持在电泳适合 的范围内；由缓冲液、尿素、甘油、还原 剂、SDS 和染料组成。
稳定的同位素虽然其化学性质相同，但质 量数却存在差异。 ITRAQ就是利用这一原 理，用稳定同位素分别标记不同的样品， 将标记和未标记的样品以等量混合，酶解 后再用质谱技术检测它们的相对丰度。作 为一种新的蛋白质绝对和相对定量技术， 具有很好的精确性和重复性。
二维凝胶差异电泳技术DIGE
DIGE技术中将样品和对照品的蛋白质用激发波长 不同而化学性质类似的两种荧光染料标记，混合
二维凝胶差异电泳技术digedige技术中将样品和对照品的蛋白质用激发波长不同而化学性质类似的两种荧光染料标记混合二维电泳分离然后采用不同波长扫描通过观察一个蛋白质点两种荧光密度的差异变化得特定蛋白质点的差异表达信息
双向电泳（2DE） 实验技术
中国医学科学院 北京协和医学院 医学生物学研究所 病毒免疫室 赵婷 2013.12.12
IEF注意事项：
Ettan IPGphor Ⅲ系统是高压设备，如果安 全装置失效，可能引起致命电休克。因此， 操作开始前必须锁上安全盖，否则就不会加 电。 每个IPG 胶条的电流限度建议值为50μA， 如超过可能会烧毁胶条并损坏仪器。 常规胶条槽和Manifold 胶条槽采用陶瓷制成， 应小心操作。
基质辅助激光解析质谱成像技术 MALDI MSI
2D电泳及质谱鉴定技术服务
2D电泳及质谱鉴定技术服务----生工带您走进蛋白质组学时代✧实验原理：1、双向凝胶电泳是将不同种类的蛋白质按照等电点和分子量差异进行高分辨率分离的分析方法。
成功的二维电泳可以将2000到3000种蛋白质进行分离，是目前唯一的同时能分离成百上千种蛋白质的工具。
通过对蛋白质双向电泳的图谱扫描，用相关软件（ImageMaster等）进行图谱差异分析，找到差别点。
然后把差异点切出，进行脱色、酶解。
最后样品进入质谱测试，得到质谱原始数据文件。
通过搜库可得到差异蛋白质的详细信息。
2、ABI 4800 串联质谱（MALDI-TOF-TOF-MS）是目前对SDS-PAGE胶上的蛋白条带和2D胶上差异点蛋白，切取并经过酶解后进行鉴定最常用的质谱，它在肽指纹图谱(一级质谱)的基础上选择强度最大的10个峰进行进行二级质谱，对肽段碎片的分子量精确测定，再将一级和二级质谱数据整合并使用GPS 3.6（Applied Biosystems）和Mascot2.1(Matrix Science)对质谱数据进行分析和蛋白鉴定。
其提供的专一性信息丰富，对于数据库的检索，特别是对数据量丰富、冗余信息多的数据库的检索，其鉴定结果比肽指纹图谱可靠的多，该ABI 4800也可以不经过酶解直接对蛋白进行分子量精确测定。
经典蛋白质组学研究策略✧主要步骤：1、样品制备（蛋白提取）：主要包括植物、动物细胞或组织等的破碎、离心以及定量。
2、第一向IEF等电聚焦实验。
3、第二向SDS-PAGE实验。
4、硝酸银染色或考马斯亮蓝染色。
5、图像分析及数据处理。
6、提供双向电泳的正式实验报告。
7、选取感兴趣的蛋白点进行酶解。
8、对酶解后蛋白进行质谱技术分析（Maldi-Tof-Tof/MS）。
9、提供质谱的正式实验报告。
✧所需仪器：IPG-PhorIII GE Ruby SE600Image Scanner Maldi-T of-T of✧实例分析：内皮细胞诱导前后蛋白变化量及差异蛋白分析✧提供结果：✓蛋白定量信息一份✓预实验报告一份✓胶图扫描结果图片（预实验+正式试验）✓Image Master软件分析报告（差异点列表、差异点对应位置图、组内差异点强度柱状图及组内差异点强度列表）✓正实验报告一份✓Maldi-Tof-Tof/MS鉴定报告（成功率、库信息、蛋白查库结果等）✧样品要求：3、样品需为可溶的固体蛋白或液体蛋白溶液，建议液体蛋白溶解体系为8M尿素/4％CHAPS/40mM Tris/65mM DTT。
二维电泳名词解释
二维电泳名词解释
嘿，你知道啥是二维电泳不？这可不是什么平平无奇的东西哦！想
象一下，它就像是一个神奇的魔法阵，能把各种复杂的生物分子给分
得清清楚楚。
比如说蛋白质吧，那可是生物体内超级重要的角色。
二维电泳就像
是一个超级侦探，能把这些蛋白质一个一个地揪出来，还能给它们排
好队，让我们清楚地知道它们都是谁，有啥特点。
咱就说，在实验室里，科学家们可离不开这玩意儿。
他们把那些样
本放进去，就好像是把一堆乱七八糟的拼图扔给了二维电泳这个高手。
它呢，就能有条不紊地把这些拼图碎片整理好，呈现出一幅清晰的画面。
“哎呀，这二维电泳咋这么厉害呢！”你可能会这么问。
嘿嘿，那当
然啦！它可比我们想象的厉害多了。
它能把那些微小的、复杂的分子
区分开来，这可不是随便谁都能做到的。
就像一个优秀的厨师，能把各种食材搭配得恰到好处，做出美味佳肴。
二维电泳就是那个能把生物分子搭配好、整理好的大师。
你看啊，要是没有二维电泳，我们对很多生物现象的理解可能还停
留在表面呢。
它就像是一把钥匙，打开了我们了解生物世界的大门。
所以说啊，二维电泳可真是个了不起的技术，它为我们探索生物奥秘提供了强大的工具。
别小看它哦，它的作用可大着呢！。
二维电泳技术介绍
2D-电泳实验步骤：
1. 样品的溶解 取纯化后的晶体蛋白3.0mg，加入300ul 裂解液(1mg蛋白:100ul裂解液)振荡器上 振荡10min左右，共处理一个小时。其中 每隔10～15分钟振荡一次，然后 13200rpm离心15min除杂质，取上清分 装，每管70ul，—80℃保存。
2D-电泳实验步骤：
8． 0.5M Tris —HCl pH 6.8储液 6.1g Tris先用30ml超纯水溶解，再用46ml， 3M HCl调pH6.8,再加水定容至100ml 9． 平衡液储液 脲（即尿素） 36g 甘油 30% 30ml SDS 1% 1g 0.5M Tris—HCl pH6.8 10ml 超纯水定容至 100ml
2D-电泳实验步骤：
4.4 跑胶 浓缩胶 13mA 分离胶 20mA 共约5.5个小 时 5. 银染(两根胶条所用剂量)（银染特别 注意用超纯水）
2D-电泳实验相关试剂：
1． Bradford 工作液 95%乙醇 25ml 先用乙醇溶解考马斯亮 兰G250，溶解完后再加磷 85%磷酸 52ml 酸，最后超纯水定容至 500ml。过滤后置于棕色瓶 考马斯亮兰G250 0.035g 外加油皮纸保 存（Bradford不稳定，一周内有效）
二维电泳技术介绍
广州大学生命科学学院 柯德森
主要内容
一、蛋白质组学研究意义与面临的困难 二、二维电泳及其重要性 三、二维电泳的方法与存在的问题 四、二维电泳定义：
蛋白质组(proteome) ：一个细胞在特定生理或病理状态下表达的
所有种类的蛋白质
蛋白质组学(proteomics)：指研究蛋白质组的技术及这些研究所
仪器与试剂
第五章双向凝胶电泳(2D-PAGE)
第二向：
BIO-RAD公司PROTEAN II xi Cell电泳槽：
电极是直径为0.01英寸的白金电极；适用于16.5×20cm 凝胶电泳；凝胶 厚度为1.0mm；可同时运行1-2块胶；上槽缓冲溶液350ml，下槽缓冲溶液1.2 L；典型SDS-PAGE电泳时间：无冷却时为5小时，带冷却时为3.5小时。配套 电源为Power Pac 1000：在进行电泳时，最大电压不超过1000V，最大功率不 超过80W，最大室温不超过50℃。
Amersham pharmcia Biotech公司Ettan DALT II System：
非变性/还原/SDS-2D-PAGE：非变性条件下IEF聚焦，之后用 8M尿素 + 5%β-ME + 2%SDS进行平衡，再进行第二向SDSPAGE电泳。此时分离的蛋白质点可进行点的切取、蛋白酶消 化、MALDI-TOF-MS分析鉴定，提供关于断裂二硫键连接的多 肽的信息。
变性2D-PAGE：样品先用2%SDS + 5%β-ME + 95℃变性5min, IEF在8M尿素 + 1%NP-40条件下进行，之后胶条用2%SDS + 5%β-ME平衡，然后进行SDS-PAGE。该技术适于DNA序列和 多肽结构的分析，或分析被碳氢键连接和其它翻译后修饰所引 起的多肽结构微异质性，但此方式显示的大于100KD的蛋白质 点少于第三种方式。
将来自于全细胞组织或生物体中所包含的多达几千种混合蛋白质进行分离检测和分析生物学问题的提出实验模型的设计实验组和对照组样品的制备蛋白样品的ief和page电泳分离图像扫描和初步分析感兴趣蛋白点胰酶对脱色后蛋白质的消化质谱的多肽指纹图微测序分析质谱结果的生物信息学分析和比对新蛋白质的发现其它实验的进一步验证蛋白信息的初步获得蛋白质组研究的基本技术路线蛋白质样品的制备双向电泳图像分析凝胶中的蛋白溶液中的蛋白混合肽蛋白质质量n端测序肽序列质谱数据肽指纹图数据搜索新的或已知蛋白蛋白转录后修饰的鉴定双向凝胶电泳的发展双向凝胶电泳的思路最早是由smithies和poulik提出smithiespoulikmd