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• PTMs involving addition include:
• Acetylation - the addition of an acetyl group, usually at the N-terminus of the protein
• Alkylation - the addition of an alkyl group (e.g. methyl, ethyl)
• Or - A complete description of proteins expressed in any given cell at any given time
Proteomics
• A cellular proteome is the collection of proteins found in a particular cell type under a particular set of environmental conditions such as exposure to hormone stimulation
• This is due to:
• alternative splicing of genes
• post-translational modifications like glycosylation or Phosphorylation.
alternative splicing of genes
• PTMs involving addition include:
• Phosphopantetheinylation - the addition of a 4'phosphopantetheinyl moiety from coenzyme A, as in fatty acid, polyketide, non-ribosomal peptide and leucine biosynthesis
• Acetylation - the addition of an acetyl group, usually at the N-terminus of the protein
• Alkylation - the addition of an alkyl group (e.g. methyl, ethyl)
• Or - A complete description of proteins expressed in any given cell at any given time
Proteomics
• A cellular proteome is the collection of proteins found in a particular cell type under a particular set of environmental conditions such as exposure to hormone stimulation
• This is due to:
• alternative splicing of genes
• post-translational modifications like glycosylation or Phosphorylation.
alternative splicing of genes
• PTMs involving addition include:
• Phosphopantetheinylation - the addition of a 4'phosphopantetheinyl moiety from coenzyme A, as in fatty acid, polyketide, non-ribosomal peptide and leucine biosynthesis
蛋白质组学全部全套ppt课件
1961 1966
Jacob 和Monod Nirenberg
乳糖操纵子模型 遗传密码
1966
Gellert
DNA连接酶
1970 1970 1972 1977 1981 1983 1984 1986 1989 1994 1997 2001
生命科学回顾(续)
Smith
限制性内切酶
Temin
逆转录酶
Berg
•其目的是阐明人类基因组30亿个碱基对的序 列,发现所有人类基因并阐明其在染色体上的 位置,从而在整体上破译人类遗传信息。
•该计划启动于1990年,原定15年完成,由 于技术的成熟与基因组测序的规模化运作,以 及来自商业竞争方面的压力,2000年6月26 日基因组序列草图测序完成。
基因组计划
遗传图 物理图
功能基因组学
转录组学 蛋白质组学 代谢组学 表型组学 相互作用组学 ……
• 功能基因组学采用一些新的技术,如转录组学应用微 阵列(Microarray)、DNA芯片(DNA chip)及 SAGE(Serial analysis of gene expression)等技术, 可对成千上万的基因表达进行分析比较,并从基因整 体水平上对基因的活动规律进行阐述,力求从细胞水 平上解决基因组问题,以建立对生命现象的整体认识。
序列图
这三条数据将提供此生物所有基因在染色体上的精确定位、 基因内部序列以及基因的间隔序列。
---原核生物或低等真核生物。
1/2 of all genes “identified” have no known function
人类基因组以及多种模式生物、重要生物
基因组全序列的完成,标志着生命科学研 究进入所谓的“后基因组时代 (Postgenome era)”, 即产生了功能基因 组学(Functional Genomics)
蛋白质组学及技术介绍最全PPT
生物质谱技术是蛋白质组学研究中最重要的鉴定技术,其基本原 理是样品分子离子化后,根据不同离子之间的荷质比(M/E)的差异 来分离并确定分子量。对于经过双向电泳分离的目标蛋白质用胰蛋白 酶酶解(水解Lys或Arg的-C端形成的肽键)成肽段,对这些肽段用质 谱进行鉴定与分析。目前常用的质谱包括两种:基质辅助激光解吸电 离-飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)和电喷雾质谱(ESI- MS)。
C中y间2,部Cy分3是,C平y5衡部分二b维ala凝nc胶e g电rou泳p 法:
• reporter group:质量为114Da、115 Da、116 Da、117Da,因此iTRAQ试剂共四种;
2在、二多维维电电泳泳的技基术础,上包进括行二荧二维光维凝标胶记凝电胶泳法电、泳自由的流原动电理泳是法、第毛一细管向区基带电于泳蛋法等白;质的等电点不同 二级质谱: 肽质量用指纹等图电谱(聚PM焦F)分。离,第二向则按分子量的不同用SDS-PAGE分 iT1R.AQ试剂是一种小离分,子同把重复元素杂化蛋学物白质混,包合括物三部中分的: 蛋白质在二维平面上分开。 定义:同位素标记相对和绝2-对D定E量有(is较oba好ric的tag分s f辨or r率ela,tiveSaDndSa-PbsAolGuteEq或ua单ntit相atiIoEn,Fi的TRA最Q)好技术分由AB SCIEX公司研发的一种 体例外如同 :种Le同i等位通素过标2-记辨DE的和率相基对仅质与辅为绝助对1激0定光0量解个技析术蛋电。离白飞,行时而间2质-D谱等E蛋大白约质组为学3相0关0技0个术对蛋膀白胱癌。患者的尿蛋白进行分离鉴定,获得14个差
蛋白质组学及技术介绍
概念
蛋白质组是在一个细胞的整个生命过程中由基因组表达的以及表达后修饰 的全部蛋白质。
C中y间2,部Cy分3是,C平y5衡部分二b维ala凝nc胶e g电rou泳p 法:
• reporter group:质量为114Da、115 Da、116 Da、117Da,因此iTRAQ试剂共四种;
2在、二多维维电电泳泳的技基术础,上包进括行二荧二维光维凝标胶记凝电胶泳法电、泳自由的流原动电理泳是法、第毛一细管向区基带电于泳蛋法等白;质的等电点不同 二级质谱: 肽质量用指纹等图电谱(聚PM焦F)分。离,第二向则按分子量的不同用SDS-PAGE分 iT1R.AQ试剂是一种小离分,子同把重复元素杂化蛋学物白质混,包合括物三部中分的: 蛋白质在二维平面上分开。 定义:同位素标记相对和绝2-对D定E量有(is较oba好ric的tag分s f辨or r率ela,tiveSaDndSa-PbsAolGuteEq或ua单ntit相atiIoEn,Fi的TRA最Q)好技术分由AB SCIEX公司研发的一种 体例外如同 :种Le同i等位通素过标2-记辨DE的和率相基对仅质与辅为绝助对1激0定光0量解个技析术蛋电。离白飞,行时而间2质-D谱等E蛋大白约质组为学3相0关0技0个术对蛋膀白胱癌。患者的尿蛋白进行分离鉴定,获得14个差
蛋白质组学及技术介绍
概念
蛋白质组是在一个细胞的整个生命过程中由基因组表达的以及表达后修饰 的全部蛋白质。
蛋白质组学全部全套ppt课件
蛋白质组研究包括两个方面:
Proteomics
蛋白质组表达模式
The study of global changes in protein expression
蛋白质组功能模式
The systematic study of proteinprotein interactions through the isolation of protein complexes
▪ 基因组表达的各种 mRNA是彼此孤立的, 互不干扰;
蛋白组
相互作用
▪ 蛋白质组中的各种蛋白质 却是彼此间有着广泛的相 互作用;
▪ 蛋白质互作的研究有两类: 第一类是研究蛋白质相互 作用的网络,第二类是研 究蛋白质复合体组成。
基因组
单一手段
▪ 在基因组研究中, DNA测序技术是最基 本和最主要的工具, 因为基因组的均一性 和简单性使得一种单 一的技术就能胜任基 因组的研究任务。
蛋白质组学是研究蛋白质或应用大规模蛋白质分 离和识别技术研究蛋白质组的一门学科,是对基 因组所表达的整套蛋白质的分析。
蛋白质组学可以被广泛定义为生物样本中蛋白 质的系统分析与存档,阐明生物体全部蛋白质的 表达模式及功能模式,其内容包括蛋白质的定性鉴 定、定量检测、细胞内定位、相互作用研究等,最 终揭示蛋白质功能网络。
• 这说明转录和翻译水平对蛋白的含量有几乎相同的重要 性
Why Proteomics?
(2)蛋白质的动态修饰和加工并非必 须来自基因序列
• 蛋白质在翻译后有多种化学修饰,如糖基化、磷酸 化、异戊二烯化、酰化作用等。
• 蛋白质在翻译后还有各种加工过程,如剪切(酶 原降解、结构域拼接)等,不但可以改变其立体 结构,而且是实施其功能与调节的重要结构基础。
蛋白质组学-PPT课件
iTRAQ 结构
iTRAQ包括三部分:报告部分、肽反应部分、平 衡部分。 1、报告部分:有八种,因此iTRAQ可同时标记8 组样品。 2、肽反应部分:能与肽N端及赖氨酸侧链发生共 价连接而标记上肽段,几乎可以标记所有蛋白质。 3、平衡部分:保证iTRAQ标记的同一肽段的质荷 比相同。
辉骏生物:fitgene/
辉骏生物:fitgene/
免费服务热线:400-699-1663
2:蛋白质组学研究内容
2.1:蛋白质的表达模式 (1)生理、病理或不同发育状态下蛋白质组表达差异蛋白质信息库。 (2)蛋白质及其组成质点的分离、分析、鉴定。 2.2:蛋白质的功能模式 (1)蛋白质结构分析。 (2)蛋白之间相互作用,翻译后修饰,细胞定位等。
3: 化学标记法—iTRAQ
简介:
iTRAQ试剂是可与氨基酸末端氨基及赖氨酸侧链氨基连接的胺标记同重元素。在质谱图 中,任何一种iTRAQ试剂标记不同样本中的同一蛋白质表现为相同的质荷比。 在串联质谱 中,信号离子表现为不同质荷比(113-119,121)的峰,因此根据波峰的高度及面积,可以 鉴定出蛋白质和分析出同一蛋白质不同处理的定量信息。
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1:双向电泳
基于2D-PAGE 的经典定量分 析方法。 1、样品准备 和定量:抽提 对照组和各种 不同实验组的 蛋白质。 2、蛋白质分 离:蛋白质经 过2D-PAGE分离 后染色(银染、 考染等)。 3、蛋白质的 定性与定量分 析:通过与对 照组相Image Master 7.0分 析出实验组中 差异点,质谱 鉴定差异点蛋 白质,同时应用 软件分析出其 表达量的变化。
辉骏生物:fitgene/
蛋白质组学PPT课件
功能蛋白质组学 结构蛋白质组学
.
11
人类蛋白质组学研究进展
2001年成立国际人类蛋白质组组织(HUPO), 2003.12.15启动两个首批行动计划 1.人类肝脏蛋白质组计划(HLPP)由中国军事医学科学
院副院长贺福初院士领导,16国80多个实验室参加。 中国第一次领导重大国际协作计划。 2. 人类血浆蛋白质组计划(HPPP)由美国科学家牵头, 13国47个实验室参加。
双向电泳后的凝胶
经染色后蛋白呈现二维
分布图: 水平方向反映出蛋
白在pI上的差异, 垂直方向反映出它
聚焦后凝 胶放置在 SDS凝胶 上,进行 第二向电 泳
们在分子量上的差别。
第二向电泳: SDS-PAGE
pH9
.
pH9
pH3
分子量大 分子 量小
pH3
18
(1)等电聚焦 凝胶电泳 ( IFE)
利用载体两 性电解质在电场 作用下沿电场方 向在凝胶内形成 一个连续而稳定 的pH梯度。
根据一定的配方计算后,将适宜的IPG试剂添加至混 合物中用于凝胶聚合,在聚合中缓冲基团通过乙烯键共 价聚合至聚丙烯酰胺骨架中而形成pH梯度。通过这种方 式生成的IPG不会发生电渗作用,因而可以进行特别稳 定的IEF分离达到真正的平衡状态。
.
5
第一节 蛋白质组及蛋白质组学基本概念
.
6
什么是蛋白质组?
蛋白质组(proteome):
PROTEOME = PROTE in +genOME Proteins expressed by a genome.
是指“特定细胞、组织乃至机体作为一个 生命单元中所有蛋白质的集合,即生命体中携 带的基因信息在某一时段所表达的全部蛋白质。
蛋白组学PPT课件
为主要目标。这种观点更倾向于把蛋白质组学
作为研究生命现象的手段和方法。(差异表达
的蛋白质组)
.
7
蛋白质组学研究的范围
蛋白质的表达模式 蛋白质翻译后修饰研究 蛋白质-蛋白质相互作用的研究
.
8
二、蛋白质组学的研究方法
差异蛋白组学
.
9
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
优点: 易获得 缺点: 这些细胞系从组织中分离出来并经体 外培养后蛋白质会发生许多变化
.
13
(2) 外科手术切除的肿瘤组织
优点: 来源较为方便 缺点: 整个组织包括基质,纤维原细胞,免疫 细胞等,组织匀浆困难,不易分离总蛋白而蛋 白质组研究需要的通常是单一的细胞类型。
.
14
(3)以激光捕获显微切割( LCM)肿瘤 细胞
感兴趣 蛋白点 的切取
蛋白样品的IEF和PAGE电泳分离 图像扫描和初步分析
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
蛋白信息的 初步获得
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
10
第一步 、蛋白质分离 蛋白质组分析的首要要求
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 。
LCM是直接从冰冻或石蜡包埋肿瘤组织切片中 获取细胞。它是用乙烯醋酸盐聚合体膜覆盖在被 选择的细胞上,然后用红外激光熔化膜,这时膜 与组织在目标位置牢固结合,当膜被提起时,仅 目的细胞留在膜上。
优点:能准确切取肿瘤细胞
缺点:需昂贵的仪器
.
15
第二步、蛋白质的分离
二维色谱 毛细管电泳 双向电泳(2DE)
蛋白质组学PPT课件
蛋白质组定义
1,基因组表达的全部蛋白质。 2,在一种细胞/组织内存在的全部蛋白 质。
Proteome
• 1994 M.Wilkins and K.W.Williams
•
Macquarie University in Sydney
• Total Proteins Complement of a Genome
环境
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
REAL COMPLEXITY…
IS IN CELLULAR ROTEOMES • BEYOND THE GENOME… • Tissue Specific Expression • Alternate Splicing, (1/3 of all genes) • Post-Translational Modifications
Functional
Proteomics
• During human development, cell express different proteins
• Normal and cancer cells express different proteins
• Cell treated with and without drug express different proteins
– Types and Level:
– Signal Sequence cleavage – Glycosylation
– Phosphorylation – Farnylation – Isoprenylation – Acetylation
• All combine > 100-1000 fold increase in complexity
蛋白质组学总结ppt课件
如有可能,可加入强变性剂:
8 mol/L 尿素、 10% TCA 或 2% SDS。
但在上述条件时,仍有些蛋白酶保持一定活性,所以 需要加入蛋白酶抑制剂防止蛋白降解。
13
四、通过沉淀分离蛋白 分离策略: 沉淀蛋白质,使之与其它成份分开,再重悬溶解蛋白 质。 附带作用: 浓缩较稀的样品(如植物、尿液等)。 注意: 某些蛋白会由于重悬造成一定的丢失。
11
二、剧烈的裂解方法 用于难以破碎的细胞,如固体组织内的细胞,或具有 坚硬细胞壁的细胞,比如酵母。 1)超声裂解法。 2)弗氏压碎法。 3)研磨法。 4)机械匀浆法。 5)玻璃珠匀浆法。
12
三、用蛋白酶抑制Байду номын сангаас防止蛋白裂解 细胞裂解,蛋白酶释放出来,必须加以抑制。
蛋白酶在低温下无活性,所以尽量在低温制备。
一个细胞内的全套蛋白质,反映特殊阶段、环境、状
态下细胞或组织在翻译水平的蛋白表达谱。
2
2、技术路线与相关技术
技术路线
蛋白提取 样品 酶切消化 蛋白混合物
双向电泳 蛋白图谱 肽段 数据库 酶切消化
肽段混合物 双向电泳
质谱分析 数据库检索 质谱数据
3
第二章 蛋白质组研究方法
蛋白质组的技术基础 (三大支撑技术): 双向电泳(2-DE),可以分离数千种蛋白质。 生物质谱技术,精确测定多肽质量及序列。 计算机为基础的图像分析及相应数据库构建。
2 )冻融裂解:用液氮迅速冷冻细胞 (1-2 min) ,随后在
37℃ 融化(1-2 min) ,反复几次。
10
3 )去污剂裂解:主要用于组织细胞。含有去污剂的缓冲 液重悬细胞。 4 )酶裂解法:裂解植物、真菌和细菌等有细胞壁的细胞。 等渗缓冲液含有某种酶:
8 mol/L 尿素、 10% TCA 或 2% SDS。
但在上述条件时,仍有些蛋白酶保持一定活性,所以 需要加入蛋白酶抑制剂防止蛋白降解。
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四、通过沉淀分离蛋白 分离策略: 沉淀蛋白质,使之与其它成份分开,再重悬溶解蛋白 质。 附带作用: 浓缩较稀的样品(如植物、尿液等)。 注意: 某些蛋白会由于重悬造成一定的丢失。
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二、剧烈的裂解方法 用于难以破碎的细胞,如固体组织内的细胞,或具有 坚硬细胞壁的细胞,比如酵母。 1)超声裂解法。 2)弗氏压碎法。 3)研磨法。 4)机械匀浆法。 5)玻璃珠匀浆法。
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三、用蛋白酶抑制Байду номын сангаас防止蛋白裂解 细胞裂解,蛋白酶释放出来,必须加以抑制。
蛋白酶在低温下无活性,所以尽量在低温制备。
一个细胞内的全套蛋白质,反映特殊阶段、环境、状
态下细胞或组织在翻译水平的蛋白表达谱。
2
2、技术路线与相关技术
技术路线
蛋白提取 样品 酶切消化 蛋白混合物
双向电泳 蛋白图谱 肽段 数据库 酶切消化
肽段混合物 双向电泳
质谱分析 数据库检索 质谱数据
3
第二章 蛋白质组研究方法
蛋白质组的技术基础 (三大支撑技术): 双向电泳(2-DE),可以分离数千种蛋白质。 生物质谱技术,精确测定多肽质量及序列。 计算机为基础的图像分析及相应数据库构建。
2 )冻融裂解:用液氮迅速冷冻细胞 (1-2 min) ,随后在
37℃ 融化(1-2 min) ,反复几次。
10
3 )去污剂裂解:主要用于组织细胞。含有去污剂的缓冲 液重悬细胞。 4 )酶裂解法:裂解植物、真菌和细菌等有细胞壁的细胞。 等渗缓冲液含有某种酶:
蛋白质组学及技术介绍ppt课件
蛋白质鉴定技术 一级质谱:根据离子源的不同,分为基质辅助激光解吸电离
-飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)和电喷雾质谱(ESIMS)。二级质谱: 肽质量指纹图谱(PMF)。 新技术:稳定同位素特征标签生物质谱(SIAMS)
-
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iTRAQ
定义:同位素标记相对和绝对定量(isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ) 技术由AB SCIEX公司研发的一种体外同种同位素标记的相对与绝 对定量技术。该技术利用多种同位素试剂标记蛋白多肽N末端或赖氨酸侧链基团,经高精 度质谱仪串联分析,可同时比较多达8种样品之间的蛋白表达量,是近年来定量蛋白质组 学常用的高通量筛选技术。
• peptide reactive group:将reporter group与肽N端及赖氨酸侧链连接,几乎可以标记样本 中所有蛋白质;
• balance group:质量为31 Da、30 Da、29 Da、28 Da,使得四种iTRAQ试剂分子量均为 145 Da,保证iTRAQ标记的同一肽段m/z相同。
膀胱癌的潜在尿标志物。
-
13
在疾病及药物研究中的应用
2.探索疾病的发病机制和治疗途径。 例:Polprasert等应用蛋白质组学方法对遗传性球形红细 胞增多症的红细胞膜蛋白变化进行研究,分离鉴定出56个 差异表达的蛋白质,通过蛋白质网络分析出包括细胞死亡、 细胞循环及遗传性和血液性紊乱3个HS相关的重要网络, 为进一步研究和了解HS相关的发病机制提供了参考。
拖尾"point streaking") 。
3.二相SDS-PAGE
丙烯酰胺/甲叉双丙烯 酰胺溶液
(30.8%T,2.6%C):30%(W/V)丙烯酰胺和 0.8%甲叉双丙烯酰胺的水溶 液。将 300g 丙烯酰胺和 8g 甲叉双丙烯酰胺溶解于去离子水中,最后用去离
-飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)和电喷雾质谱(ESIMS)。二级质谱: 肽质量指纹图谱(PMF)。 新技术:稳定同位素特征标签生物质谱(SIAMS)
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iTRAQ
定义:同位素标记相对和绝对定量(isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ) 技术由AB SCIEX公司研发的一种体外同种同位素标记的相对与绝 对定量技术。该技术利用多种同位素试剂标记蛋白多肽N末端或赖氨酸侧链基团,经高精 度质谱仪串联分析,可同时比较多达8种样品之间的蛋白表达量,是近年来定量蛋白质组 学常用的高通量筛选技术。
• peptide reactive group:将reporter group与肽N端及赖氨酸侧链连接,几乎可以标记样本 中所有蛋白质;
• balance group:质量为31 Da、30 Da、29 Da、28 Da,使得四种iTRAQ试剂分子量均为 145 Da,保证iTRAQ标记的同一肽段m/z相同。
膀胱癌的潜在尿标志物。
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在疾病及药物研究中的应用
2.探索疾病的发病机制和治疗途径。 例:Polprasert等应用蛋白质组学方法对遗传性球形红细 胞增多症的红细胞膜蛋白变化进行研究,分离鉴定出56个 差异表达的蛋白质,通过蛋白质网络分析出包括细胞死亡、 细胞循环及遗传性和血液性紊乱3个HS相关的重要网络, 为进一步研究和了解HS相关的发病机制提供了参考。
拖尾"point streaking") 。
3.二相SDS-PAGE
丙烯酰胺/甲叉双丙烯 酰胺溶液
(30.8%T,2.6%C):30%(W/V)丙烯酰胺和 0.8%甲叉双丙烯酰胺的水溶 液。将 300g 丙烯酰胺和 8g 甲叉双丙烯酰胺溶解于去离子水中,最后用去离
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文献阅读
• Proteomics Clin. Appl. (2019)
– Chao Yuan, R. John Solaro. Myofilament proteins: From cardiac disorders to proteomic changes (p 788-799)
– Wenhai Jin, Anna T. Brown, Anne M. Murphy. Cardiac myofilaments: from proteome to pathophysiology (p 800-810)
2. Redox modifications in the cardiac proteome
• Myocardial ischemia results in oxidative stress, which involves the mitochondria and many/all aspects of myocyte function.
研究进展
• 肿瘤蛋白质组:
– 研究细胞的增殖、分化、异常转化、肿瘤形成 – 白血病、乳腺癌、结肠癌、膀胱癌、前列腺癌、肺癌、肾癌、肝细胞癌
和神经母细胞瘤等
• 联合激光捕获微切割技术(Laser capture mierodisseetion,LCM),直接从肿 瘤组织中提取纯肿瘤细胞, 以克服组织内异质性的问题 ,为肿瘤蛋白质组研 究提供了技术上的保障。
Protein degradation:
– 1-D-gel separation followed by Western blot – 2-DE, 2-D DIGE – direct sequencing from the N terminus or MS (exact site
of degradation)
• PTMs of myofilaent proteins can directly impact on the contractility of the heart.
肌球蛋白重链(MHC): myosin heavy chain 肌球蛋白轻链-1,2(MLC1,2): myosin light chain-1,2 肌动蛋白:Actin 肌球蛋白结合蛋白C(MyBP-c): myosin binding protein C) 肌钙蛋白(TnT, TnI, TnC): troponin T, I ,C -原肌球蛋白(Tm): -tropomyosin 肌联蛋白: titin
Detection Methods for Protein modification
phosphorylation changes:
– 1-D-IEF (phosphorylation significantly decreases protein pI values)
– Western blots with phosphorylation-site-specific antibodies
第四讲 疾病蛋白质组学(一) disease proteomics
一、基本概念和总体研究概况
疾病蛋白质组学 disease proteomics
• 运用蛋白质组学研究手段,通过比较正常和病理情况下细 胞、组织或体液中蛋白质在组成成分、表达水平、表达位 置和修饰状态上的差异,寻找疾病诊断和预后的特异性蛋 白质(群),包括特异性抗原及相关抗原、受体、酶等,以 及药物治疗的靶标等。通过深入了解这些疾病特异性蛋白 质的结构和功能,揭示疾病过程中细胞内全部蛋白质的活 动规律,为多种疾病发生、发展机制的阐明和早期诊断及 治疗提供理论根据和解决途径。
二、心血管疾病蛋白质组学 Cardiovascular Proteomics
• the cardiovascular (CV) system is composed of a number of specialized cell types including cardiac myocytes, fibroblast, neurons, endothelial and smooth muscle cells and newly discovered stem and progenitor cells.
Research Focus
1. The myofilament proteome. 2. Redox modifications in the cardiac
proteome. 3. Cardiac biomarkers. 4. Secretory microvesicles 5. Proteomics of the secretome
• A simplified illustration of the cardiac myofilament proteins. The thick filament proteins consist of myosin heavy chain (MHC), myosin-binding protein C (MyBPC), and two myosin light chains (MLC1 and MLC2). The thin filament proteins consist of actin, tropomyosin (Tm), and the three components of troponin; troponin I (TnI), troponin C (TnC) and troponin T (TnT). Phosphorylation sites on the myofilament proteins are indicated with a small diamond. The large scaffolding protein, titin, which spans the sarcomere, is not included in this illustration.
• The myofilament proteins are highly regulated by a number of specific post-translational modifications (PTMs) some of which have been discovered through proteomic studies.
– MS analysis:
• MALDI-TOF coupled with phosphatase treatment or Post source decay (PSD)
• immobilized metal affinity column (IMAC) enrichment and LC separation followed by MS/MS analysis
1. The myofilament proteome
• The myofilament (肌丝)proteins are responsible for the contractile nature of the cardiac myocytes.
• the myofilament subproteome allows the heart to act as a pump.
Immobilized metal affinity column (IMAC)
Schematic of affinity binding of phosphopeptides to immobilized metal ion affinity columns.
Detection Methods for Protein modification
– TFA (trifluoroacetic acid, 三氟醋酸) extraction :cells are lysed with low ionic buffer, and myofilament proteins are extracted from the resulting pellet with 1% TFA v/v. applied to extract myofilament proteins from minute amounts (20,50 mg) of biopsy samples.(ref: Proteomics 2019, 2, 978–987.)
– Myofibril isolation:intact myofibrils can be isolated form detergent-skinned (detergent extraction) heart muscle and stored in 50% glycerol at -20 C. (ref: FASEB J. 2019, 19, 1137–1139.)
Post-translational modifications of myofilament proteins
Sample preparation
• There are two commonly used myofilament proteinenrichment strategies. Both methods are compatible with 1-DE and 2-DE analysis:
• To date, the proteome of these cells are not well characterized nor has the interplay between the cell types been established in health or disease.
• This remains a significant challenge as CV disease is the number one killer world wide.
• 鉴定了一批肿瘤相关蛋白,为肿瘤的早期诊断、药靶的发现、疗效和预后的 判断提供了重要依据。
• 在心脏、肺部 、内分泌系统、神经系统疾病、药物成瘾性 、环境毒 理学 、传染病、内耳相关疾病等方面,蛋白质组研究成果也为其提 供了新的诊疗方向。