蛋白质组学及其主要技术

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蛋白质组学技术及应用

蛋白质组学技术及应用

蛋白质组学技术及应用在生物学研究中,蛋白质组学已经成为一种有效的手段。

因为蛋白质是生命体内最为重要的功能分子,具有复杂的结构,并且在病理发生过程中起着重要的作用。

因此,了解蛋白质的组成和功能,对于认识生物学的本质和疾病的发生机理都至关重要。

蛋白质组学技术的应用范围涉及医学、生物工程、食品科学等众多领域。

一、蛋白质组学技术蛋白质组学技术是基于对生物样品中全部蛋白质的高通量分析,以生成有关蛋白质组成、富集、表达、结构、功能以及相互作用的信息。

蛋白质组学技术通过蛋白质的翻译后修饰、表达水平、相互作用、位置、结构信息等方面研究细胞及生物体系统的生理功能,从而洞悉细胞及生物体系统的机理和事件。

蛋白质组学技术主要分为以下几种:1. 质谱分析技术。

质谱分析是目前最常用的蛋白质组学分析技术。

其主要利用蛋白质的序列和质量来进行分析。

质谱分析技术又包括MALDI-TOF、ESI-Q-TOF、MALDI-TOF/TOF等方法。

通过质谱分析,可以确定蛋白质序列、修饰以及结构信息,并且对于某些代谢异常、蛋白质变异等情况也能进行定量测定。

2. 电泳分离技术。

电泳分离技术是最早的分离方法之一,其基本原理是根据蛋白质质量与荷电性质的不同,利用电场将蛋白质进行分离。

电泳技术主要包括SDS-PAGE、两级荧光差异凝胶电泳以及等电点聚焦电泳等方法。

通过电泳技术,可以测定和比较不同组织、不同生长条件下蛋白质组成的差异。

3. 免疫分析技术。

免疫分析技术是一种非常灵敏的检测方法,其原理是利用蛋白质的免疫特性对蛋白质进行分析。

免疫分析技术主要包括免疫电泳、ELISA、免疫印迹等方法。

通过免疫分析,可以定量测定蛋白质的富集度和表达水平,用于研究生长条件和疾病状态下蛋白质的变化。

二、蛋白质组学技术的应用1. 蛋白质组学在医学中的应用。

蛋白质组学技术可以用于探测对疾病具有敏感性的分子标志物,比如肿瘤标志物、血管生成因子、免疫调节因子等。

并且,通过对样本的蛋白质组成进行分析可以找出疾病的发生机理,并可以利用蛋白质组学技术对药物的疗效及其副作用进行评估。

蛋白质组学三大基本技术

蛋白质组学三大基本技术

蛋白质组学三大基本技术
1、质谱技术:质谱技术是蛋白质组学中最常用的和最基本的技术,它可以检测和识
别各种生物样品中的蛋白质和其他大分子有机物,从而可以提高研究的准确性,特别是在
研究动态蛋白信号转导及表观遗传因子的时候,质谱技术的应用更加广泛。

质谱技术包括
两种:基于气相法的高级数据库技术,和基于液相法的maldi技术。

质谱技术主要是利用
质谱仪来获取受体上蛋白质结构的数据,然后利用数据库搜索,来识别出蛋白质结构特征
及在受体上的结合状态。

2、SDS-PAGE技术:SDS-PAGE技术是一种蛋白电泳分析技术,它可以分离组成复合蛋
白的每个蛋白质组分,并对蛋白质的组成成分及其特有的分子量进行测定,是一种蛋白质
分类及检测的基础性技术。

SDS-PAGE技术利用聚丙烯酰胺亚胺(SDS)作为为分子内部量均
分剂,可将蛋白链折叠、聚集形成单个分子,然后进行电泳分离操作,在膜隔开一定距离,然后再对所获取到的蛋白分子特征进行识别,以得出它的结构和分子量的信息,进而得出
受体上分子的特征及其功能。

3、免疫淋巴细胞技术:免疫淋巴细胞技术是实验可能性较好、分离效果更好。

它以
电泳分离技术作为分离介质,从新鲜样品中分离出完整的肽盐化药物,可有效地检测及克
隆受体上的蛋白片段及肩膀,进而得出蛋白质组学上受体特征及其功能。

蛋白质组学研究内容和相关技术

蛋白质组学研究内容和相关技术

一、什么是蛋白质组?与基因组差别?蛋白质组学的主要研究内容及技术体系?答:蛋白质组:Proteome,源于蛋白质(protein)与基因组(genome)两个词的组合,意指“一种基因组所表达的全套蛋白质”,即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。

蛋白质组学本质上指的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疾病发生,细胞代谢等过程的整体而全面的认识,这个概念最早是由Marc Wilkins 在1994年提出的。

基因组:Genome,一个细胞或者生物体所携带的一套完整的单倍体序列,包括全套基因和间隔序列。

可是基因组测序的结果发现基因编码序列只占整个基因组序列的很小一部分。

因此,基因组应该指单倍体细胞中包括编码序列和非编码序列在内的全部DNA分子。

二者区别:蛋白质组研究和基因组研究依然是形影相随的两个重要领域,它们之间既为互相补充又能互相帮助,但二者之间仍有一些区别:蛋白质组:多样性,无限性,动态性,空间性,互相作用。

基因组:同一性,有限性,静态性,周期性,孤立性。

蛋白质组学的主要研究内容:(1)表达蛋白质组学(expressionproteomics):是对蛋白质组表达模式的研究,即检测细胞、组织中的蛋白质,建立蛋白质定量表达图谱,或扫描表达序列(EST)图谱。

在整个蛋白质组水平上提供了研究细胞通路、疾病、药物相互作用和一些生物刺激引起的功能紊乱的可能性,对寻找疾病诊断标志、筛选药物靶点、毒理学研究等具有重要作用。

(2)细胞图谱蛋白质组学(cellmapproteomocis):是对蛋白质组功能模式的研究,即确定蛋白质在亚细胞结构中的位置和鉴定蛋白质复合物组成等,便于研究蛋白质在细胞内的行为、运输及蛋白质相互作用网络关系,它对确定蛋白质功能和疾病诊疗的靶位极有价值。

蛋白质组学技术体系:(1)蛋白质组学分离技术,在整个蛋白质组学的研究中,分离技术是最基础的部分。

蛋白质组学及技术介绍PPT通用课件.ppt

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3.二相SDS-PAGE
丙烯酰胺/甲叉双丙烯 酰胺溶液
分离胶缓冲液
10%(w/v)过硫酸铵 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
研究 内容
蛋白质的研究内容主要有两方面:
1、结构蛋白质组学:主要是蛋白质表达模型的研究,包括蛋白质氨基酸序列 分析及空间结构的解析种类分析及数量确定; 2、功能蛋白质组学:主要是蛋白质功能模式的研究,包括蛋白质功能及蛋白 质间的相互作用。
研究 内容
蛋白质组学可分为三个主要领域: 1、蛋白质的微特性以供蛋白质的规模化鉴定和他们的后翻译饰; 2、“差异显示”蛋白质组学供蛋白质水平与疾病在广泛范围的有力应用比 较; 3、应用特定的分析技术如质谱法(包括串联质谱法、生物质谱法)或酵母 双杂交系统以及其他蛋白质组学研究新技术研究蛋白质-蛋白质相互作用。
该方法所研究的蛋白均是在体内经过翻译后修饰的,并且是可 分离的天然状态的相互作用蛋白复合物,能够反映正常生理条件下的 蛋白质间相互作用
蛋白质相互作用
2、酵母双杂交系统:
该系统利用真核细胞调控转录起始过程中,DN A结合结构域(binding domain,BD)识别DNA上的特异序列并使转录激活结构域(activation domain, AD)启动所调节的基因的转录这一原理,将己知蛋白X和待研究蛋白Y的基 因分别与编码AD和BD的序列结合,通过载体质粒转入同一酵母细胞中表 达,生成两个融合蛋白。若蛋白X和Y可以相互作用,则AD和BD在空间上 接近就能形成完整的有活性的转录因子,进而启动转录,表达相应的报告 基因;反之,如果X和Y之间不存在相互作用,报告基因就不会表达。这样, 通过报告基因的表达与否,便可确定是否发生了蛋白质的相互作用。

《蛋白质组研究技术》课件

《蛋白质组研究技术》课件
纯化得到相互作用蛋白。
酵母双杂交技术
利用酵母细胞表达的蛋白与待测蛋白 进行相互作用,筛选出与待测蛋白相 互作用的蛋白。
串联亲和纯化技术
将待测蛋白与其相互作用蛋白一起纯 化下来,再通过分离纯化得到相互作 用蛋白。
03 蛋白质组学在生物医学中 的应用
疾病标志物发现
疾病诊断
通过蛋白质组学技术,发现与疾病相关的特异性蛋白质标志物,有助于疾病的早 期诊断和预后评估。
电泳技术
利用蛋白质在电场中的迁移率不同,将蛋白质分 离成不同的条带。
蛋白质芯片技术
将蛋白质固定在芯片上,通过与待测蛋白质的相 互作用,实现对蛋白质的筛选和检测。
蛋白质鉴定技术
蛋白质鉴定技术
利用各种技术手段对分离得到的蛋白 质进行鉴定,确定其氨基酸序列和分 子量等信息。
氨基酸序列分析
通过测定蛋白质中氨基酸的排列顺序 ,确定蛋白质的种类和来源。
未来发展趋势与展望
技术创新
未来蛋白质组学技术将继续创新 ,如高通量、高灵敏度、高分辨 率的蛋白质检测技术。
跨学科融合
蛋白质组学将与生物信息学、计 算生物学等学科进一步融合,实 现多维度、多层次的数据分析。
临床应用拓展
随着技术的进步和应用研究的深 入,蛋白质组学将在临床诊断、 治疗和药物研发等方面发挥更大 的作用。
分子量测定
利用质谱等技术手段测定蛋白质的分 子量,以验证蛋白质鉴定的准确性。
免疫学检测
利用特异性抗体对蛋白质进行检测和 识别,具有高灵敏度和特异性。
蛋白质功能研究技术
蛋白质功能研究技术
通过各种手段研究蛋白质在生物体内的功能 和作用机制。
细胞生物学技术
通过观察蛋白质在细胞内的定位、分布和动 态变化,研究其功能和作用机制。

蛋白质组学三大基本技术

蛋白质组学三大基本技术

蛋白质组学三大基本技术
蛋白质组学是一种研究蛋白质结构和功能的科学,它为研究蛋白质及其相互作用提供了一种有效的手段。

蛋白质组学的基本技术主要有质谱分析、电泳分析和免疫分析三种。

质谱分析是蛋白质组学中最重要的技术,它可以确定蛋白质的结构和物质组成,以及蛋白质之间的相互作用。

质谱分析主要通过电喷雾电离和高能质谱来确定蛋白质的结构和物质组成,从而可以研究蛋白质的自由基反应和结合反应。

电泳分析是蛋白质组学中另一重要的技术,它可以用来检测蛋白质的结构和特性。

电泳分析主要通过静电层析、交叉层析、离子交换层析、聚焦层析等手段来研究蛋白质的结构和特性,从而可以研究蛋白质的分子量、组成以及与其他蛋白质之间的相互作用。

免疫分析是蛋白质组学中最后一项基本技术,它可以用来研究蛋白质的抗原性和抗体识别特性。

免疫分析通常通过免疫印迹、免疫沉淀、免疫荧光和免疫质谱等方法,来检测蛋白质的抗原性和抗体识别特性,从而研究蛋白质的结构和功能。

总之,蛋白质组学的基本技术包括质谱分析、电泳分析和免疫分析三种,它们可以帮助我们研究蛋白质的结构和功能,为蛋白质组学的研究提供了重要的技术支持。

蛋白质组学及技术介绍

蛋白质组学及技术介绍

蛋白质组学及技术介绍蛋白质组学是研究细胞、组织和生物体中蛋白质产生、结构、功能以及相互作用的一门科学。

蛋白质是生物体中最重要的有机物之一,扮演着许多生理和生化过程的关键角色。

蛋白质组学的目标是通过大规模研究蛋白质的组成、结构和功能,深入了解生物体的调控机制和疾病的发生发展规律。

蛋白质组学的研究内容包括蛋白质的鉴定、分类、结构分析、表达调控、功能研究等。

与基因组学类似,蛋白质组学也具有高通量、全面性、定量性等特点。

蛋白质组学研究可以帮助科学家在生物体水平上揭示生物的基本功能,并揭示蛋白质在各种生理和病理过程中的重要作用。

1.蛋白质分离技术:蛋白质组学研究需要从复杂样品中分离目标蛋白质。

常用的蛋白质分离方法有SDS-、二维电泳等。

其中,二维电泳是一种常用的高分离效果的方法,可以将蛋白质根据等电点和分子量进行分离,更好地了解蛋白质组成。

2.质谱法:质谱法是蛋白质组学研究中最重要的技术之一、质谱法可以用来鉴定蛋白质的氨基酸序列、确定修饰位点、测定蛋白质的分子量等。

常用的质谱方法包括MALDI-TOF、ESI-MS等。

3. 蛋白质组分析软件:蛋白质组学研究得到的大量数据需要通过蛋白质组分析软件进行处理和分析。

这些软件可以对质谱数据进行解析、蛋白质鉴定和定量分析等。

常用的分析软件包括Mascot、MaxQuant等。

4.蛋白质相互作用研究技术:蛋白质在生物体内通常与其他蛋白质相互作用,形成复杂的蛋白质网络。

蛋白质相互作用研究技术可以帮助科学家了解蛋白质在细胞内的功能调控机制。

常用的蛋白质相互作用研究技术有酵母双杂交、蛋白质亲和纯化、共免疫沉淀等。

5.大规模蛋白质组测定技术:蛋白质组学研究需要同时分析大量的蛋白质样品。

目前,已经发展出了很多高通量、全面性的蛋白质组测定技术,如蛋白质芯片技术、TMT标记质谱技术等。

这些技术可以同时分析大量样品,提高研究效率。

总之,蛋白质组学及其相关技术在生物学、生物医学研究中具有重要的地位和应用前景。

蛋白质组学及其主要研究方法

蛋白质组学及其主要研究方法

蛋白质组学及其主要研究方法摘要:蛋白质组学是对机体、组织或细胞的全部蛋白质的表达和功能模式进行研究。

蛋白质组是动态的,随内外界刺激而变化,对蛋白质组的研究可以使我们更容易接近对生命过程的认识。

本文就蛋白质组学研究所使用的主要技术如二维凝胶电泳、质谱、酵母双杂交系统、生物信息学等进行了相关综述。

关键词:蛋白质组学;双向凝胶电泳;质谱;酵母双杂交;生物信息学Proteomics and its main research techniquesAbstract:Proteomics aims at the analysis and identification of entire proteins present in the cell tissue or the organism, and of the functions and the linkage of these proteins.the proteome of an organism is dynamic.It changes with the intro and outer stimulus.The study on proteomics can make us easily know how the vital progress goes. The article will introduce these tech-niques of proteomics such as two-dimensional gel electrophoresis、mass spectrometry、two-hybrid system and bioinformatics etc.Key words: Proteomics;Two-dimensional gel electrophoresis;Mass spectrometry;Two-hybrid system; Bioinformatics众所周知,始于20世纪90年代初的庞大的人类基因组计划业已取得了巨大的成就,人类基因组序列草图已经绘制完成[1]。

蛋白质组学主要研究技术

蛋白质组学主要研究技术

蛋白质组学主要研究技术目前蛋白质组学的研究手段主要依靠分离技术、质谱技术和生物信息学的发展。

分离技术要求达到高分辨率和高重复率,质谱技术主要包括MALDI-TOF、Q-TOF与MS/MS等质谱设备以及样品的预处理,生物信息学则利用算法的改进和数据库查询比对的完善提高数据结果的判断。

1. 蛋白质组学的分离技术目前蛋白质组学研究广泛采用的是双向电泳技术。

高通量性、对实验要求低、操作简便快速是双向电泳具有的最大优点,它特别适合大规模的蛋白质组学研究。

尽管当前蛋白质的分离技术多种多样,但目前仍然没有一种可以彻底地取代双向电泳技术。

从1975年,O’Farrells[8]等将IEF与SDS-PAGE结合创立了2D-PAGE电泳技术以来。

双向电泳技术在多个方面都得到了提高和改进:(1) IPG胶条的使用。

传统的载体两性电解质等电聚焦存在上样量小、长时间电泳过程中pH梯度不稳定、阴极漂移现象及其导致的碱性蛋白损失、不同批次间重复性差等问题。

IPG 胶条的使用使这些问题得到了极大的改善,这使蛋白质双向电泳数据库的建立成为现实;(2) 样品制备:蛋白质样品的质量好坏从根本上决定了电泳最终结果的好坏。

双向电泳的样品制备有两个关键点,即如何使样品中蛋白质充分溶解以及尽可能减少影响等电点聚焦的杂质,特别是带电杂质。

采用超声或核酸酶处理的方法可以去除核酸,超速离心可除去脂类和多糖,透析、凝胶过滤或沉淀/重悬法可以降低盐浓度。

近来的研究发现磺基甘氨酸三甲内盐(ASB14-16)的裂解效果最好,而2mol/l的硫脲和4%的表面活性剂CHAPS的混合液能促使疏水蛋白从IPG到第二相胶的转换。

以三丁基膦(TBP)取代β-巯基乙醇或DTT,可以完全溶解链间或链内的二硫键,增强了蛋白质的溶解度,并促进蛋白质向第二向的转移。

另外,双向电泳中对低丰度蛋白的分离识别比较困难,除了显色技术的局限外,还存在容易被高丰度蛋白掩盖的问题,这样得到的蛋白质图谱很不完整,经常会忽略那些在生命过程中发挥重要功能的微量活性分子。

蛋白质组学技术的原理和应用

蛋白质组学技术的原理和应用

蛋白质组学技术的原理和应用随着科技的不断发展,蛋白质组学作为现代生命科学领域的重要分支逐渐崭露头角,成为了研究人员分析蛋白质结构、功能和相互作用的重要方法之一。

那么,蛋白质组学技术到底是什么,它又如何应用呢?一、蛋白质组学技术的原理所谓蛋白质组学技术,就是通过基于质谱分析和生物信息学原理的高通量分析方法,快速、高效地检测、鉴定和定量蛋白质样品中的成分、数量和相互作用等基本信息,进而揭示蛋白质在生命体内的功能和代谢等生物学特性。

其基本原理可以概括为以下三个步骤:(1)样品前处理:包括样品提纯、酶解、标记和纯化等处理,以获得符合质谱检测要求的样品。

(2)质谱分析:选择适当的仪器和方法,进行样品分析和蛋白质结构、功能等特性的检测和定量。

(3)生物信息学分析:通过大数据处理、数据库搜索和功能注释等方法,对质谱分析数据进行解读和分析,进而获取蛋白质相互作用、信号传递、代谢途径等生理特性的信息。

二、蛋白质组学技术的应用蛋白质组学技术的应用涵盖了广泛的生命科学领域,例如:1. 疾病诊断和治疗蛋白质组学技术可以检测和鉴定体内的蛋白质变化,发现与疾病有关的标志物、生物学特性和药物靶点等。

可应用于疾病的诊断、预后预测和治疗。

2. 食品和环境安全蛋白质组学技术可以用于鉴别和检测不同来源的食品、环境污染物等材料中的特定蛋白质成分和污染物类型,实现快速准确的定性和定量分析。

3. 新药开发蛋白质组学技术可以帮助药物的筛选和开发,检测药物分子与蛋白质分子之间的相互作用,预测药物的毒副作用和有效性,优化药物的种类和剂量等。

4. 基础研究蛋白质组学技术应用于蛋白质结构、功能和代谢等方面的基础研究,有助于揭示蛋白质在细胞、组织和器官等不同层次上的生理活动及其调控机制,为进一步研究人类疾病、生物进化和生物多样性等提供重要支持。

三、蛋白质组学技术面临的挑战尽管蛋白质组学技术具有广泛的应用和发展前景,但其面临的挑战也很多,包括:1. 样品前处理的复杂性和标准化难度。

蛋白质组学三大基本技术

蛋白质组学三大基本技术

蛋白质组学三大基本技术
蛋白质组学是一种新兴的生物学研究领域,它结合了生物信息学、分子生物学和代谢学,以研究蛋白质组学为中心,从而进行全面的分子细胞研究。

蛋白质组学的研究主要集中在蛋白质的结构、功能和相互作用等方面。

蛋白质组学的研究是以蛋白质组学的三大基本技术为基础的,即质谱、二级结构和互作分析。

质谱技术是蛋白质组学的基础技术,它可以用来鉴定和定性分析蛋白质。

质谱技术通过把蛋白质分解成各种不同的肽段,然后用高速质谱仪来鉴定和定量分析肽段,从而得出蛋白质的结构和定量。

二级结构分析是蛋白质组学的重要技术,它可以帮助我们了解蛋白质结构的细微差别,从而更好地了解蛋白质的功能和相互作用。

这种技术通过X射线衍射、核磁共振成像、电子显微镜等手段,可以揭示蛋白质的二级结构,进而揭示蛋白质的活性及其功能。

互作分析是蛋白质组学的一种关键技术,它可以帮助我们了解蛋白质组成细胞,以及蛋白质之间的相互作用。

互作分析可以用来检测蛋白质之间的相互作用,例如蛋白质的配体结合、蛋白质的激酶作用和蛋白质的信号转导等。

总之,蛋白质组学是一个非常有趣的领域,它以蛋白质组学的三大
基本技术为基础,可以帮助我们更好地理解蛋白质的结构、功能和相互作用。

展望未来,蛋白质组学在各个生物学领域都将发挥重要作用,并在基础生物学研究中发挥重要作用。

蛋白质组学的基本技术

蛋白质组学的基本技术

蛋白质组学的基本技术蛋白质组学是指对一个细胞、组织、机体所表达的全部蛋白或系统中包含的全部蛋白进行检测,包括蛋白质种类、表达水平、氨基酸序列、翻译后修饰情况以及蛋白质相互作用等,旨在从蛋白质层面揭示细胞的生理生化以及病理过程,诠释其执行各种生物学功能的分子机理。

蛋白质组学的研究内容决定了其基本技术主要涉及蛋白质样品制备、混合蛋白质组分分离以及蛋白质鉴定三个部分,每个独立的部分又包含多种不同的技术,下表列举了部分基本的蛋白质组学技术:蛋白质样品制备技术。

一步提取法。

采用单一裂解液和裂解步骤,提取细胞或组织中的全体蛋白。

分步提取法。

根据蛋白质的溶解性和蛋白质在细胞中不同的细胞器定位对蛋白样品进行预分级,将细胞或组织中的全体蛋白分成不同的部分。

蛋白质分离技术。

一维电泳分离技术。

根据蛋白质分子量的差异对其进行分离。

双向电泳分离技术。

根据蛋白质等电点和分子量的差异,连续进行成垂直方向的两次电泳将其分离。

毛细管电泳技术。

在高电场强度作用下,对毛细管中的待测样品按分子质量、电荷、电泳迁移率等差异进行有效分离。

色谱技术。

根据蛋白质混合物中的各组分与固定相的亲和力不同而导致洗脱速度不同实现各组分的分离。

蛋白质鉴定技术。

测序技术。

通过各种测序技术如Edman降解法、Sanger测序法等测定蛋白质的氨基酸序列从而实现蛋白质的定性鉴定。

质谱技术。

通过检测肽段离子的质荷比以及信号峰强度等信息结合生物信息学分析实现蛋白质的定性、定量、翻译后加工以及相互作用的蛋白质等。

百泰派克生物科技采用先进的凝胶电泳系统以及Thermo公司最新推出的Obitrap Fusion Lumos质谱仪结合Nano-LC纳升色谱技术,提供高效精准的蛋白质组学分析服务技术包裹,可对各种复杂混合蛋白样品进行分离提纯以及定性定量等鉴定,还可根据需求提供定制化检测方案,欢迎免费咨询。

蛋白质组学质谱技术

蛋白质组学质谱技术

蛋白质组学质谱技术蛋白质组学是指对生物体内所有蛋白质的研究,包括蛋白质的表达、定位、互作和生物学功能等方面。

蛋白质组学的研究需要对蛋白质进行全面、高通量的检测和分析。

质谱技术作为蛋白质组学研究的重要手段,可以对复杂的蛋白质混合物进行高效、高灵敏度的检测和定量,并提供蛋白质结构、功能和生物学作用机制的信息。

本文将介绍蛋白质组学中常用的质谱技术。

蛋白质混合物的分离胶体电泳:利用电场作用使蛋白质在 agarose、聚丙烯酰胺等凝胶中分离,蛋白质根据大小、电荷、形状等差异在凝胶的不同位置聚集,形成带状图谱。

胶体电泳具有分离效果好、操作简便等特点,但需注意该方法可能导致部分蛋白质存在缺失或无法检测的情况。

液相色谱:根据蛋白质的化学性质差异将蛋白质从混合物中分离。

比如通过疏水作用、电荷作用、亲和力等对蛋白质进行分离,可同时对多种目标蛋白进行高效、高纯度的制备,但要注意一定的缺陷是操作较为繁琐,且整个过程对仪器要求较高。

其它方法:如大规模质谱分析中使用的离心、遗传工程等方法也被广泛应用来分离纯化目标蛋白样本。

同时又随着细胞水平和分子水平的研究进展,例如单细胞分离法和单分子检测技术也逐渐兴起并发展。

常见的质谱技术1. MALDI-TOF/TOF 质谱技术MALDI-TOF/TOF(Matrix‐assisted laser desorption/ionization time‐of‐flight mass spectrometry),又称为飞行时间质谱法,是一种利用激光辅助产生加分子量分析蛋白质的质谱分析技术。

它首先通过光分解基质分子产生气态蛋白质分子离子,然后加速这些离子并在飞行管中产生时间信号,最后通过时间信号的变化来确定蛋白质的分子量。

MALDI-TOF/TOF质谱技术具有高分辨率、高精确度、高通量、分析速度快等优点,可广泛应用于样品鉴定、蛋白质识别、蛋白质定量、多肽分析等方面。

2. LC-MS/MS 质谱技术LC-MS/MS(Liquid chromatography–mass spectrometry)质谱技术是一种高效的蛋白质检测和分析方法,它主要是通过液相色谱技术将蛋白质分离出来,然后使用质谱仪进行检测。

蛋白质组学的技术及工具

蛋白质组学的技术及工具

蛋白质组学的技术及工具随着科技的不断进步,人们对生命科学的认识也在不断深入。

作为生命体内最基本的组成成分之一,蛋白质在生命科学领域中有着极其重要的地位,而蛋白质组学则是对蛋白质进行系统研究的一个分支。

本文将简要介绍蛋白质组学的技术及工具。

一、基础技术1. SDS-PAGESDS-PAGE是一种基础的分离技术,它是以SDS(十二烷基硫酸钠)为主要成分的分离胶进行电泳分离的方法。

在这种胶中,SDS在电泳过程中能够使蛋白质分子电荷均匀分布,并将其线化,使得蛋白质分子按照分子量在胶中分离。

SDS-PAGE可以用于分离蛋白质混合物,并定量估计各个蛋白质的含量。

2. 二维凝胶电泳二维凝胶电泳是一种比SDS-PAGE更加复杂的技术。

它将样品先进行等电点电泳分离(通过电荷分离),再进行SDS-PAGE分离。

这种分离方法可以将蛋白质按照等电点电荷和分子量进行双向分离,从而获得更细致的分离结果。

3. 质谱技术质谱技术也是蛋白质组学研究中常用的一种技术。

MALDI-TOF、ESI-MS等技术均可用于对蛋白质进行检测和鉴定。

质谱技术可以通过检测蛋白质分子的质量和氨基酸序列等信息,了解蛋白质在分子水平上的结构和功能。

二、分析工具1. 普通、反向、多酸种、多芯片、多定量和差异分析工具这些工具包含了蛋白质质谱分析工具的基本分析步骤。

通过这些工具,研究者可以对蛋白质样本进行标记、分离、纯化、消旋,以及使用像人工神经网络和支持向量机等工具进行数据分析等。

2. 蛋白质互作网络分析工具蛋白质互作网络分析工具比较复杂,它主要是将蛋白质互作数据自动转换为互作网络模型,然后对网络模型进行自动聚类和网络优化,获得蛋白质间的结构、功能等信息,从而揭示更广泛的蛋白质功能和相互作用关系。

三、发展趋势蛋白质组学研究一直在不断发展中,随着技术的不断进步和计算机科学的快速发展,蛋白质组学研究领域也逐渐开始借鉴深度学习等方法。

预计未来,蛋白质组学研究将会深入到更多的领域,如药物设计和医学诊断等。

蛋白质组学的技术与应用

蛋白质组学的技术与应用

蛋白质组学的技术与应用随着生物技术的飞速发展,蛋白质组学逐渐成为了生物学研究的重要领域。

蛋白质组学研究的是在某种特定条件下生物体内所有蛋白质的表达和功能。

这个领域的研究意义非常重大,可以帮助我们深入了解生命的本质,同时也可以为新药的研发提供有力的支持。

本文将介绍一些常见的蛋白质组学技术和应用。

一、二维凝胶电泳技术二维凝胶电泳技术是蛋白质组学领域中最常见的技术之一。

这个技术可以将不同种类的蛋白质从复杂的混合物中分离出来,并用染色剂或放射性同位素等方法进行检测。

这个技术的实施分为两个步骤:首先,通过离子交换和分子筛分离出不同电荷和大小的蛋白质;其次,蛋白质样本按照电荷和分子量在两个不同的方向上进行电泳。

这种技术可以帮助我们了解不同蛋白质的表达和功能。

二、质谱技术质谱技术是一种高效、高灵敏度的蛋白质分析技术。

这个技术可以将蛋白质样本进行分离,并通过质谱仪来检测并鉴定蛋白质成分。

这个技术可以有效地鉴定不同的蛋白质,特别是小分子量的蛋白质,因此在药物研发和疾病诊断方面发挥了重要作用。

三、蛋白质芯片技术蛋白质芯片技术是一种高通量的蛋白质分析技术。

这个技术可以在一张芯片上检测成千上万种不同的蛋白质。

这种技术利用光滑玻璃芯片的光学特性,在上面附着不同的蛋白质分子,并通过荧光或化学计量法来检测芯片上的蛋白质。

这种技术可以极大地提高蛋白质检测的速度和灵敏度,因此在药物研发和疾病诊断方面也发挥了重要作用。

四、蛋白质组学在临床中的应用蛋白质组学技术在疾病诊断和治疗中有着广泛的应用。

比如,在癌症的诊断和治疗中,蛋白质组学技术可以被用来检测人体血液中的蛋白质水平,以此来判断患者的疾病状况和疗效。

在药物研发方面,蛋白质组学技术可以用来快速鉴定潜在药物的作用机制和靶点,并进一步优化药物分子结构和性质。

总之,蛋白质组学技术为我们深入了解生命的本质,帮助我们发现新的治疗方法和药物,并有着广泛的应用前景。

随着技术的不断发展和更新,相信蛋白质组学技术将会在更多的领域发挥重要作用,为我们创造更多的价值。

蛋白质组学主要技术简介

蛋白质组学主要技术简介


有机荧光团染料
包括共价结合和非共价结合的荧光团染料两类。后者 最为常用,其典型代表是已经商品化的SYPRO Red、 Orange、 Ruby等荧光染料。

这三种染料可对SDS-PAGE胶内蛋白质进行一步染色,
约30~60min完成,灵敏度为2~10ng。染色后的凝胶用
标准的实验室300nm紫外透射仪进行照像保存,其线 性范围为3个数量级。

聚焦时间太短,会导致水平和垂直条纹的出现。 过度聚焦会造成蛋白图谱变性,在胶条碱性端产生水平条纹以及蛋 白丢失。

最佳时间的确定需要根据不同蛋白样品、上样量、pH范围和胶条长
度通过经验来确定。
4. IEF后胶条的平衡

一维结束后可马上进行二维电泳,也可保存在
两片塑料膜间于-80°保存数月。

德国Carl Zeiss公司PALM激光显微切割系统
第三代技术特点:
全自动系统,速度快 适应蛋白分析的需求
荧光激发模块
无接触的样品收集方式
•样品收集器可快速更换收集管 •多样品收集,可以通过软件控制自动选择样 品收集器的收集管
适用的组织样品
LCM优点和特性

快速简单、有效减少交叉污染 样品的切割与分离由激光一步完成,并可以保 持被分离的样品的完整性。 对制样的要求灵活多样,使用范围较广
但在二维电泳前一定要进行胶条的平衡,以
便于被分离的蛋白质与SDS完整结合,从而
在SDS-PAGE时电泳能顺利进行。
5. 胶条向第二向转移

将IEF后的胶条转移到垂直板聚丙烯酰胺上,
用1%的琼脂糖封闭,从而使胶条上的蛋白转
移到第二向分离胶中,根据分子量大小将pI接
近的蛋白进行进一步分离。

蛋白质组学研究相关技术及其在生物医学研究中的应用

蛋白质组学研究相关技术及其在生物医学研究中的应用

蛋白质组学研究相关技术及其在生物医学研究中的应用蛋白质组学是研究生物体内所有蛋白质的种类、结构、功能及其相互关系的科学领域,也是继基因组学之后的重要研究方向。

在生物医学研究中,蛋白质组学提供了许多重要的技术和应用。

1. 蛋白质分离和纯化技术:包括凝胶电泳、液相色谱等。

这些技术能够将复杂的蛋白质混合物分离为不同的组分,为后续的分析和研究提供样品。

2. 质谱技术:质谱是蛋白质组学中最重要的分析工具,包括质谱仪、蛋白质鉴定和定量等。

通过质谱技术,可以对蛋白质进行鉴定和定量分析,揭示其氨基酸序列和修饰状态。

3. 蛋白质组分析技术:包括蛋白质组干扰检测(Protein-protein interaction)、蛋白质组功能注释(Protein function annotation)、蛋白质组结构预测(Protein structure prediction)等技术,用于研究蛋白质的相互作用、功能和结构。

4. 蛋白质组学数据分析和生物信息学:生物医学研究涉及大量的数据分析和处理,蛋白质组学数据分析和生物信息学提供了分析工具和方法,帮助研究人员解释和解读蛋白质组学数据,发现潜在的生物学信息。

在生物医学研究中,蛋白质组学的应用非常广泛,具有以下几个方面的重要作用:1. 临床诊断:通过蛋白质组学技术可以发现新的生物标志物,用于早期诊断和治疗监测,例如肿瘤标志物的筛查和临床预后评估。

2. 药物研发和靶点发现:蛋白质质谱技术可以用于药物相互作用的研究,寻找新的药物靶点和开发药物,为个体化药物治疗提供依据。

3. 疾病机制研究:通过蛋白质组学技术,可以揭示疾病发生和发展的分子机制,例如癌症细胞的蛋白质表达变化,为疾病诊断和治疗提供新的思路和靶点。

4. 蛋白质相互作用网络分析:通过蛋白质组学技术,可以构建蛋白质相互作用网络,揭示蛋白质相互作用的复杂关系,为疾病发生的调控机制研究提供重要线索。

蛋白质组学技术和应用在生物医学研究中发挥着重要作用,对于揭示生命活动的分子机制、疾病发生发展的规律以及新药开发都具有重要意义。

植物蛋白质组学的研究及其应用

植物蛋白质组学的研究及其应用

植物蛋白质组学的研究及其应用植物蛋白质组学是研究植物的全部蛋白质组成和其功能的科学。

植物蛋白质组学技术主要包括蛋白质分离、蛋白质定量、蛋白质鉴定、蛋白质组数据分析等过程。

植物蛋白质组学的研究广泛涉及植物的生长发育、代谢调控、逆境响应、蛋白质互作、基因调控等方面。

植物蛋白质组学的应用可为育种改良、疾病诊断、药物开发等提供基础数据。

一、植物蛋白质组学的技术1.蛋白质分离技术蛋白质分离是植物蛋白质组学研究的第一步,其目的是将复杂的样品中的混合蛋白质分离出来,以便进行后续工作。

常见的蛋白质分离技术包括电泳、柱层析、离子交换、凝胶过滤等。

2.蛋白质定量技术蛋白质定量是植物蛋白质组学研究的重要步骤,目的是根据样品中蛋白质的质量或浓度估算其含量。

常用的蛋白质定量技术包括BCA法、Lowry法、Bradford法、Biuret法等。

3.蛋白质鉴定技术蛋白质鉴定是植物蛋白质组学研究的核心步骤。

它不仅可通过序列分析确认蛋白质的身份,还可确定其翻译后的修饰、亚细胞定位和表达量。

常用的蛋白质鉴定技术包括质谱技术、Western blot等。

4.蛋白质组数据分析蛋白质组数据分析是植物蛋白质组学的重要环节之一,它的主要任务是从复杂的蛋白质组数据中提取有关生物学问题的信息。

常用的数据分析方法包括聚类分析、差异表示分析、KEGG生物通路分析等。

二、植物蛋白质组学的应用1.育种改良植物蛋白质组学可为育种改良提供重要数据。

通过对不同品种植物的蛋白质组进行研究,可以筛选出与重要农艺性状相关的蛋白质,进而鉴定基因组位置和功能,为育种改良提供新思路。

2.疾病诊断植物蛋白质组学也可应用于疾病诊断。

通过分析同一病种或不同病种植物体内蛋白质组的差异,可以筛选出特异性标志蛋白质,进而研究其生物学功能,推断致病机理,探求有效控制手段。

3.药物开发植物蛋白质组学在药物开发领域也有广泛应用。

通过分析病原体与宿主植物交互作用过程中的蛋白质表达变化,可发现免疫反应中关键的蛋白质,进而采用药物靶向机理受靶蛋白质的措施,研制新型抗菌、抗病毒药物。

蛋白质组学在临床研究中的应用

蛋白质组学在临床研究中的应用
胰腺癌是外科治疗效果最差的肿瘤之一,其5 年生存率不到5%,这与缺乏早期诊断的可靠办法 有关。糖链抗原19-9(CA19-9)作为胰腺癌组织 分泌的黏蛋白抗原,敏感性较高,但特异性不高 ,在胰腺癌早期诊断筛查中的应用受到了限制。
现在可利用SELDI技术分析胰腺癌病人同正常人 的血清并鉴定出两个最具有识别能力的蛋白质峰 ,诊断敏感度为78%,特异性为97%,高于现有 的血清标准标记物CA19-9。并且三者联用的诊断 准确率更高。
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蛋白质组学研究内容及常用技术
蛋白质组学研究的主要内容在于认识细胞内全 部表达蛋白,包括数目、序列和表达蛋白的更新 ,转译后对蛋白的修饰,以及蛋白与蛋白、蛋白 与其它分子之间在细胞内、细胞膜和细胞外的相 互作用。
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蛋白质组学 鉴定技术
蛋白质组学 分离技术
研究技术 主要分为 三种技术
生物信息 分析技术
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蛋白质组学鉴定技术
实现蛋白质分离后.需要对单一蛋白质进行鉴定。常将 2DE后凝胶染色,把目的蛋白斑点切下,用相应的酶降解 为多肽碎片,用质谱仪分析。常用的质谱有电喷雾电离质 谱(ESI)和基质辅助的激光解吸电离一飞行时间质谱 (MALDI-TOF)。这两种质谱可成功地用于蛋白质等生物 大分子分子量的测定.肽图的测定和蛋白质及多糖序列以 及翻译后修饰的测定等方面。
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蛋白质组学在其它方面的应用
细胞信号转导系统由受体或其它可接受信号的 分子以及细胞内的信号转导通路组成.是当今科 学研究的热点之一。
蛋白质组学技术的发展为信号系统研究的进行 提供了有利的工具。反向蛋白质微阵列(RPPM) 不同于常用的蛋白质阵列是将探针固定,RPPM是 将来源不同时期病变的细胞蛋白质固定。这种技 术具有高敏感性、精确度和线性关系,可用来辨 别信号蛋白的磷酸化情况。
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蛋白质组学及其主要技术朱红1 周海涛2 (综述) 何春涤1, (审校)(1.中国医科大学附属第一医院皮肤科,辽宁沈阳110001; 2.北京大学深圳医院核医学科,广东深圳518036)【摘要】蛋白质组是指一种细胞、组织或有机体所表达的全部蛋白质。

蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象的新兴学科,近年来发展迅速,已成为后基因组时代的研究热点。

目前,蛋白质组学研究技术主要包括:样品的制备和蛋白质的分离、蛋白质检测与图像分析、蛋白质鉴定及信息查询。

本文就蛋白质组学概念及主要技术进行综述。

【关键词】蛋白质组,蛋白质组学1蛋白质组学的概念随着人类基因组测序计划的完成,人们对生命科学的研究重点由结构基因组转向功能基因组,1994年Wilkins和Williams首先提出蛋白质组一词[1],蛋白质组是指一种细胞、组织或有机体所表达的全部蛋白质。

从基因到蛋白质存在转录水平、翻译水平及翻译后水平的调控,组织中mRNA丰度与蛋白质丰度不完全符合[2]。

蛋白质复杂的翻译后修饰、蛋白质的亚细胞定位或迁移、蛋白质-蛋白质相互作用等也无法从DNA/mRNA水平来判断。

因此,只有将功能基因组学与蛋白质组学相结合,才能精确阐明生命的生理及病理机制。

蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象,对组织、细胞的整体蛋白进行检测,包括蛋白质表达水平、氨基酸序列、翻译后加工和蛋白质的相互作用,在蛋白质水平上了解细胞各项功能、各种生理、生化过程及疾病的病理过程等[3,4]。

蛋白质组学有两种研究策略。

一种是高通量研究技术,把生物体内所有的蛋白质作为对象进行研究,并建立蛋白质数据库,从大规模、系统性的角度来看待蛋白质组学,更符合蛋白质组学的本质。

但是,由于剪切变异和翻译后修饰,蛋白质数量极其庞大,且表达随空间和时间不断变化,所以分析生物体内所有的蛋白质是一个耗时费力,难以实现的理想目标。

另一种策略是研究不同状态或不同时期细胞或组织蛋白质组成的变化,主要目标是研究有差异蛋白质及其功能,如正常组织与肿瘤组织间的差异蛋白质,寻找肿瘤等疾病标记物并为其诊断治疗提供依据。

2蛋白质组学的常用技术2.1样品的制备和蛋白质的分离技术2.1.1样品的制备样品制备包括细胞裂解与蛋白质溶解,以及去除核酸等非蛋白质成分。

激光捕获显微切割(Laser-captured microdissection, LCM)[5]技术可大量获得足够用于蛋白质组学研究的单一细胞成分,避免其他蛋白成分对电泳结果的干扰。

尤其是肿瘤的蛋白质组学研究常用LCM技术来获取单一的肿瘤细胞。

2.1.2蛋白质的分离技术①双向凝胶电泳(Two-dimensional electrophoresis, 2-DE):双向电泳方法于l975年由O'Farrell[6]首先提出,根据蛋白质等电点和分子量的差异,连续进行成垂直方向的两次电泳将其分离。

第一向为等电聚焦(Isoelectric focusing,IEF)电泳,其基本原理是利用蛋白质分子的等电点不同进行蛋白质的分离。

较早出现的IEF是载体两性电解质pH梯度,即在电场中通过两性缓冲离子建立pH梯度;20世纪80年代初建立起来的固相pH梯度(Immobilized pH gradients,IPG)IEF,是利用一系列具有弱酸或弱碱性质的丙烯酰胺衍生物形成pH梯度并参与丙烯酰胺的共价聚合,形成固定的、不随环境电场条件变化的pH梯度。

IPG胶实验的重复性好。

第二向为十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE),它是按蛋白质分子量的大小进行分离,双向电泳的最新进展是用IPG干胶条代替两性电解质加上与干胶条相配套的电泳仪如PROTEAN IEF Cell、IPG-phort等进行第一向等电聚焦[7,8],不仅极大地提高了电泳的分辨率,也提高了结果的重复性,尤其是不同实验室之间结果的可比性。

2-DE最大的应用是能分离相同分子量的同分异构体以及经过翻译后修饰的蛋白质,蛋白质经过诸如磷酸化后,其电荷数量发生改变。

通常蛋白质的磷酸化形式可以与未磷酸化的对应物分离开,在双向电泳胶上出现一串水平斑点。

虽然该技术不断的发展,依然存在一些不足: 疏水性强及强酸强碱性蛋白质无法用2-DE 进行检测、低拷贝的蛋白质很难被检测到、检测分子量有一定范围、样品上样量相对少使得检测的灵敏度受到限制。

而且电泳结果需染色处理,而不同蛋白质与染料的结合差异较大。

另外该技术尚不能完全自动化,消耗时间长。

最近发展起来的差异凝胶电泳(Differences gel electrophore-sis)[9]是将两种蛋白质样品分别用不同的染料进行荧光标记,混合后在一块胶上进行双向电泳。

因此,该技术可用于蛋白质的差异鉴定,尤其是用于大样本实验。

②毛细管电泳(Capillary electrophoresis,CE): CE是20 世纪80 年代由Joenson 和Lukacs 提出的高效分离分析技术。

即在高电场强度作用下,对毛细管(内径5~10 μm) 中的待测样品按分子质量、电荷、电泳迁移率等差异进行有效分离。

主要包括毛细管区带电泳、毛细管等电聚焦和筛板SDS-毛细管电泳。

该技术弥补了双向凝胶电泳无法实现自动化分析的不足,并可用于分子量范围不适用于双向电泳样品的检测,对单一样品尤为适用,但对复杂样品的分离尚不完全[10]。

③高效液相色谱(High performance liquid chromatography, HPLC):HPLC适用于单一蛋白质或简单样品蛋白质组的分离与纯化。

它与质谱结合,利用蛋白质等电点、疏水性和分子量的特性进行蛋白质分离鉴定,借助计算机联机检索,实现蛋白质分离鉴定一次完成,能满足高通量、自动化分析的要求。

与双向电泳比较,操作简单、速度快且灵敏度高。

但由于一维的HPLC仅能分析一些不太复杂的蛋白质体系,而对复杂的多肽混合物常不能满足分离的要求。

利用蛋白质不同特性,用多个分离柱对蛋白质进行多次高效液相分离的多维色谱(multi-LC)分离的方法在某种程度上满足了对复杂蛋白质混合分离鉴定的要求,常用于膜蛋白及低丰度蛋白质的分离鉴定[11]。

2.2蛋白质的检测与图像分析蛋白质样品经双向电泳分离后,首先要经过染色再进行图像分析。

常用方法有考马斯亮蓝染色、银染色。

考马斯亮蓝染色因简单易行而常用,但灵敏度低。

银染的机制是将蛋白带上的硝酸银(银离子)还原成金属银,以使银颗粒沉积在蛋白带上。

其灵敏度比考马斯亮蓝染色高100倍,可以检测小至0.38 ng/mm2的牛血清白蛋白,但操作复杂,动态线性关系不明显,某些蛋白染色不明显甚至不染色。

其他的方法也可以在特定情况下使用,包括 [35S]蛋氨酸或14C放射性标记,胶质金、锌咪唑、丽春红、氨基黑及印度红染色等。

尽管蛋白质染色方法可以进行蛋白质的定量分析,但不能在一个广泛的浓度、等电点和氨基酸范围内进行蛋白质检测,尤其是对于大量翻译后修饰的蛋白质。

凝胶经过染色并显色后,通过专用扫描仪,将图像扫入计算机内,用特定分析软件进行分析,得到各个蛋白质点的相关数据(pI、分子量、密度等),然后对感兴趣的蛋白质点进行鉴定。

2.3蛋白质的鉴定2.3.1肽质量指纹谱(peptide mass fingerprinting, PMF)技术指蛋白质被酶切位点专一的蛋白酶水解后,由于每种蛋白质的氨基酸序列不同,产生的肽片段序列也不同,其肽混合物的质量具有特征性,得到肽片段质量图谱,称为肽质量指纹谱,可用于蛋白质的鉴定。

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(Matrix assistedlaser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry,MALDI-TOF-MS) 是一种常用的取得蛋白质PMF测定方法。

基本原理是:将大分子待测样品与基质混合,通过基质分子吸收激光能量,转化为系统的激发能,导致大分子样品的电离和气化,生成的离子在真空无场区飞行并到达检测器,不同荷质比的离子到达检测器的时间不同从而得到该蛋白质PMF[12]。

实验所得肽谱数据与数据库进行匹配,再采用一定的方法对匹配结果进行打分和排序,最后根据分值高低而确定所测的蛋白质[13,14]。

该法灵敏度高,是大规模鉴定蛋白质的首选方法。

2.3.2同位素标记亲和标签(Isotope coded affinity tages, ICAT)鉴定蛋白质技术ICAT是一种人工合成的化学试剂,由三个功能区域:半胱氨酸反应区、8个H或2H的连接子和有亲和标签作用的生物素形成8个Da质量差异的亲和标签。

实验时,两种不同细胞状态的蛋白质样品分别用不同的ICAT标记,等量混合并用蛋白酶消化,经过生物素亲和层析进行分离,标记的多肽由于生物素的作用被吸附下来,经过液相色谱-质谱(LC-MS)或液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)分析,经不同ICAT标记的相同肽段一前一后相邻分布在MS图谱上,经计算机数据库查询,得到在不同细胞状态下蛋白质的表达差异。

该技术灵敏度及准确度均很高,主要用于研究蛋白质组差异,能够快速定性和定量鉴定多肽和翻译后修饰蛋白质、低丰度蛋白质,尤其是膜蛋白等疏水性蛋白[15]。

但该技术只能对含半胱氨酸残基的蛋白质进行分析;ICAT分子量约为500 Da,相对肽段来讲是一个很大的修饰物,增加了数据库搜索的难度;而且操作的步骤较多,对精确的定量分析有影响。

2.3.3肽序列标签(Peptide sequence tag, PST)技术蛋白质由20种氨基酸组成,5~6个氨基酸残基的序列片段在一个蛋白质组成中具有很高的特异性,这个片段称为PST,可用于蛋白质鉴定。

色谱串联质谱(LC-MS/MS)及液相色谱-电喷雾-串联质谱(LC-ESI-MS/MS)能够检测离子结构碎片的质荷比及提供离子的结构信息,即得到肽段的分子量及部分PST信息,最后通过计算机联网查询,其信息在数据库查询中特异性更强,最后可对该蛋白质进行鉴定。

该技术自动化程度高、重复性好,尤其是它能够分离鉴定低丰度蛋白质。

2.3.4蛋白质芯片(Protein chips)技术是指以蛋白质分子作为配基,将其固定在固相载体的表面,形成的蛋白质微阵列(Protein microarray) 。

一个蛋白质芯片可以容纳一个蛋白质家族所有成员或一种蛋白质的所有变异体。

根据检测目的不同,作为配基的蛋白质分子可以是酶、受体、抗原、抗体或抗体片断等。

蛋白质芯片技术主要包括蛋白质微阵列的构建、样品的制备、芯片生化反应、信号检测及分析。

实验时,将带有特殊标记的蛋白质分子与芯片反应,探针捕获样品中的待测蛋白质并与之结合,然后通过检测器对标记物进行检测,计算机分析出待测样品的结果。

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