nanoUPLCQ-TOFMS/MS在大鼠肝移植蛋白质组学研究中潜在生物标记物的应用

建立应用纳升级超高效液相色谱 质谱（nanoUPLC Q-TOF MS/MS）联用技术研究大鼠同位肝移植术后不同时间差异表达蛋白质的蛋白质组学方法。建立10组大鼠肝移植动物模型后,随机分成术后3天组（n=5）和术后7天组（n=5）。分别于术后3天和7天处死5只受体,取肝组织,提取总蛋白,Trypsin酶解后,使用Waters公司独家专利MSe^TM无标记定量技术,利用nanoUPLC-MS/MS技术对酶解后的肽段进行分析,数据库检索鉴定蛋白质,采用生物信息学工具对所鉴定的蛋白质进行功能分类。7天组与3天组相比,两样品中同时存在的大部分蛋白上调,其中10个蛋白点表达水平明显上调,比值变化在8.5倍以上。结合数据库搜索得到鉴定,这些明显上调的蛋白的分子功能主要与细胞骨架、离子结合、氧化应激反应、能量代谢等相关。     

人唾液蛋白质组的纳升液相色谱-高分辨串联质谱鉴定及高丰度蛋白质分析

常规的定性分析质谱数据能否以及如何应用于蛋白质组学的相对定量分析是实际工作中经常遇到的问题。本研究采用一维纳升液相色谱-高分辨串联质谱（nano-HPLC-Triple TOF 5600）法鉴定人唾液蛋白质组,并分析其基本组成,以探讨质谱数据与唾液中高丰度蛋白质的相关性。本实验共鉴定了6044条特异性酶切肽段,归属于α-淀粉酶1、碳酸酐酶6、血清白蛋白、粘蛋白、半胱氨酸蛋白酶抑制剂和免疫球蛋白等各种已知的高丰度蛋白质在内的521个蛋白,这为一维纳升液相色谱分离条件下的唾液蛋白质组的基本组成分析提供了参考。结果表明,仅用蛋白质排序指标Unused值表征蛋白质的相对含量具有局限性,而蛋白质排序、检出肽段数目和肽段平均强度等综合指标与蛋白质相对含量具有正相关性,即排名较后的蛋白质均只有1条肽段被检出,且肽段强度较低。这说明,当蛋白质相对含量差别较大时,肽段的化学性质和电离效率差异对质谱信号的影响已不占主要地位,即可以认为当肽段检出数目、鉴定覆盖率和肽段强度均较低时,蛋白质的相对含量也较低。该结果可为利用Triple TOF 5600质谱仪的定性鉴定数据进行初步半定量判断提供参考,也可为唾液蛋白质组生物标志物研究提供借鉴。     

蛋白质组与生物质谱技术

蛋白质组是基因组研究的继续。蛋白质组的研究是为了识别及鉴定一个基因组、一个细胞或组织所表达的全部蛋白质以及它们的表达模式。以基质辅助激光解吸附飞行时间质谱和电喷雾质谱为代表的现代生物质谱技术,为蛋白质组的研究提供了必要的技术手段,被称为蛋白质组研究的三大关键性支撑技术之一。而质谱—质谱联用、质谱与其它技术联用以及高产出筛选技术的应用和发展,将使蛋白质组的研究在高准确度、高灵敏度以及大规模化水平上的发展成为可能。     

基于质谱的蛋白质组学方法新进展

蛋白质组学是后基因组时代的科研热点,其研究方向主要涵盖蛋白质表达谱、蛋白质翻译后修饰谱、蛋白质相互作用谱和单细胞蛋白质组等定性分析以及相对和绝对定量分析,现已广泛应用于生物、医药及病理研究中.由于质谱具有灵敏、准确、高通量等特点,是蛋白质组学研究必不可少的工具.本文综述了近年来基于质谱技术的蛋白质组鉴定及定量方法,并展...     

不同产地太子参的iTRAQ定量蛋白质组学研究

采用同位素标记相对和绝对定量（iTRAQ）技术对不同产地的太子参进行定量蛋白质组学研究,探讨蛋白质组表达水平的差异。所提取的太子参蛋白质样品经FASP酶解、iTRAQ试剂标记、高pH-RPLC分离、RPLC-MS分离分析,获取的串联质谱数据通过Protein Pilot 5.0软件搜库进行蛋白质鉴定,通过蛋白质相对定量的比较寻找差异表达蛋白;再对差异蛋白质进行GO（gene ontology）、KEGG代谢通路和STRING网络通路分析。实验共鉴定出3 775个蛋白质,其中3676个蛋白质具有定量信息,与传统产区相比,种植基地太子参上调差异蛋白质54个,下调差异蛋白质86个;通过生物信息学分析得到44个目标差异蛋白,主要分为9类：热休克蛋白、氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、Rubisco大亚基结合蛋白、伴侣蛋白质、胞腔结合蛋白。结果显示,传统产区太子参中氧化还原酶和转移酶的分解代谢、碳水化合物代谢以及抗应激能力比种植基地太子参强,但热休克蛋白、异构酶、Rubisco大亚基结合蛋白、伴侣蛋白质和胞腔结合蛋白中的蛋白质折叠和抗应激能力比种植基地太子参弱,水解酶和裂解酶的分解代谢能力与种植基地太子参相差不大;ADG1和TKTA可能是调节不同产地太子参蔗糖变化的2个关键蛋白;MFP2是导致不同产地太子参脂肪酸差异的关键蛋白。本研究可为解析不同产地太子参次生代谢物差异的成因及其药材品质形成的蛋白质机制提供参考。     

蛋白质立体化学修饰的离子淌度质谱研究进展

蛋白质立体化学修饰是一类低丰度、与人类多种疾病相关的翻译后修饰,由于其并未改变蛋白质的分子质量,难以通过传统的蛋白组学鉴定方法进行发现与鉴定。离子淌度质谱(IM-MS)技术依据不同离子在漂移管中与缓冲气体碰撞后迁移速率的不同而快速分离离子,提供了一种基于构象、电荷数、尺寸和分子质量的分离手段,已在蛋白质立体化学修饰的鉴定与分离分析中取得了阶段性进展。本文从非变性离子淌度质谱实验的角度出发,介绍了漂移管离子淌度仪、行波离子淌度仪、微分迁移率分析仪、高场不对称离子淌度仪以及捕获离子淌度仪等5种商业化离子淌度仪的性能。在此基础上,总结了立体化学修饰高分辨离子淌度质谱分离分析与鉴定方法的最新研究进展,同时介绍了立体化学修饰调控的配体-受体相互作用的结构质谱表征策略,尤其对碰撞诱导去折叠技术在复合物手性构象差异中的研究进行阐述。最后,展望了基于IM-MS的立体化学修饰鉴定与定量等研究方向,以期为立体化学修饰的下一发展阶段提供参考。     

傅立叶变换-离子回旋共振质谱法在蛋白质分析中的应用

对傅立叶变换 -离子回旋共振质谱 (FT/ICRMS)的仪器特点及 FT/ICRMS在研究蛋白质结构鉴定、蛋白质翻译后修饰和蛋白组学中的应用等方面进行了综述和讨论。给出参考文献 4 5篇     

从双向电泳到生物质谱——蛋白质组分析技术的最新进展

蛋白质组研究是对细胞和组织以及生物液体中的蛋白质进行大规模的筛选和识别。在整个蛋白质分离和识别过程中 ,样品制备、双向电泳、图像扫描分析、蛋白斑点切取、质谱分析和数据库检索 ,每一个步骤都需要严格的操作 ,而双向电泳是蛋白质组分析的核心技术 ,到目前为止 ,没有任何一个其它技术可以象双向电泳一样 ,一次可以分离几千个蛋白质。双向电泳的最新进展是用固相 ｐＨ梯度 (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ＩＰＧｐｈｏｒｅ进行第一相等电聚焦 ,这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…     

基于贝叶斯-神经网络筛选矽肺早期标志物及建立诊断模型

应用液体芯片-飞行时间质谱技术检测了79例早期矽肺组和25例非暴露正常对照组的血清蛋白质.以贝叶斯判别法的最小错误率为目标函数,借助遗传算法全局优化搜索能力,筛选出能代表早期矽肺病人分类特征的最小最优差异蛋白质谱峰子集.用选定的差异蛋白质谱峰子集建立早期矽肺的神经网络诊断模型,该模型的特异性为96%,敏感性为96.25...     

线性离子阱-傅立叶变换离子回旋共振质谱的结构原理及在蛋白质组学研究中的应用

介绍了线性离子阱-傅立叶变换离子回旋共振质谱(LTQ-FT-MS)的结构和特点,并以美国热电集团的LTQ-FT-MS为例,介绍了该仪器在蛋白质组学研究中的应用。LTQ-FT-MS将液相色谱-质谱技术联用,将测量精度提高到1~2μg/g,可以显著提高全新肽链测序的确定性。FT-MS可通过电子捕获解离技术对天然蛋白质的结构进行鉴定;还可用于蛋白质分子的“由上而下”的多级质谱分析,对高度同源的蛋白质序列进行鉴定。     

基于液相色谱-质谱的血清糖蛋白质组定量分析

糖尿病作为最常见的代谢疾病之一，是一种受环境和遗传因素影响的多因素疾病。糖基化可导致蛋白功能多样性，对重大疾病、免疫系统有着深远影响。本实验通过两性离子亲水相互作用色谱(zwitterionic hydrophilic interaction liquid chromatography, ZIC-HILIC)富集技术结合微升级高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱法，对6例糖尿病人和6例正常人的血清中的蛋白和糖蛋白进行了非标记定量分析，定量了65个差异蛋白和24个差异表达的糖蛋白。通过DAVID软件对这些差异蛋白和差异糖蛋白进行功能富集分析，进一步了解它们的细胞定位、分子功能和生物过程。该研究揭示了糖尿病发病过程中糖蛋白的变化，可为疾病的发病机制和临床诊断提供数据参考。     

SiLAD:一种蛋白质组学动态分析的新技术

随着蛋白质组学的产生和发展,对蛋白质组表达水平的差异和变化进行体内的和动态的分析已势所必然地成为蛋白质组学研究的发展趋势。但是传统差异蛋白质组学方法只能提供细胞或组织内各种蛋白累积总量的信息,而不是真正意义上的蛋白质差异表达分析。 SiLAD(~(35)S in vivo Labeling Analysis for Dynamic Proteomics)技术正是基于这种需求而在本实验室创立的。SiLAD技术由于其在差异检出的灵敏度和时间分辨率方面的明显优势,以及除提供蛋白质组表达动态以外,可以提供蛋白质代谢等相关动态变化的更多信息,所以可适用于对多种生物过程进行的动态蛋白质组学研究。本文对SiLAD技术的原理及特点进行简要综述。     

Proteomics analysis provides novel biomarkers and therapeutic target candidates in the treatment of the Huang-Pu-Tong-Qiao formula in an AD rat model

Background: Huang-Pu-Tong-Qiao formula (HPTQ), a traditional Chinese herbal formula, has a variety of pharmacological effects. It has been used to treat Alzheimer’s disease (AD) for decades. This study aimed to screen differentially expressed proteins in the hippocampus of AD model rats treated with HPTQ. Proteomic studies of the effects of HPTQ on AD are key to understanding the therapeutic mechanisms of HPTQ and identifying potential therapeutic targets. Methods: We hence used the isobaric tags for relative and absolute quantification (ITRAQ) approach to investigate the differentially expressed proteins in the hippocampus of AD model rats before and after HPTQ administration and to identify the potential therapeutic target proteins of HPTQ. In this study, the learning and memory abilities of AD rats were examined by the Morris water maze test. After HPTQ administration, the differentially expressed proteins in the hippocampus of AD rats were quantified and analyzed in silico. Furthermore, western blotting was used to verify the expression of related proteins. Results: The Morris water maze results showed that HPTQ could improve the learning and memory ability of AD model rats. The proteomics analysis results showed that 57 proteins were differentially expressed, of which 35 were up-regulated and 22 were down-regulated. Bioinformatics analysis indicated that proteins with altered expression after HPTQ treatment were involved in several biological processes that have the potential to exert neuroprotective effects. These included promoting the translation of ribosomes, improving the deposition of amyloid-beta (Aβ), regulating autophagy, regulating neuronal synaptic function and plasticity, and alleviating oxidative stress. Conclusion: In conclusion, we identified several potential therapeutic target proteins and related mechanistic pathways of HPTQ in the treatment of AD, laying the foundation for further investigation of the therapeutic effects of HPTQ.     

超声辅助胶内酶切方法的优化及其酶切特点的分析

分别应用20、100和200 W超声功率对牛血清白蛋白以及人尿蛋白组的胶内条带进行胶内酶切,通过比较不同功率鉴定的多肽数和蛋白数,确定最优的超声功率。同时比较超声辅助酶切与传统过夜酶切方法,并分析超声辅助胶内酶切方法的特点。结果表明,超声功率为20 W时对胶粒破坏最小,样品损失最少,在牛血清白蛋白样品中鉴定的多肽数最多为65。在人尿蛋白组2个条带中,20 W方法鉴定的蛋白数分别为168和199,鉴定效果最优。通过对多肽误切率和不完全酶切多肽的定性和定量分析发现,超声酶切方法的误切率高于传统方法,但不完全酶切率较低。通过分析多肽误切位点发现,传统过夜酶切法和超声辅助酶切法的主要误切类型分别为脯氨酸（P）和天冬氨酸/谷氨酸（D/E）,3种超声方法之间各种误切类型所占比例均无明显差别。超声辅助酶切可显著缩短蛋白质胶内酶切时间,其中20 W功率超声酶切的效果最佳。与传统过夜酶切法相比,超声辅助酶切多肽的鉴定结果更好,其多肽的误切率更高,不完全酶切率较低,可用于发现蛋白质组学研究。     

质谱定量蛋白质组学技术筛选结直肠癌外周血单个核细胞差异表达蛋白

结直肠癌（CRC）是一种常见的、发生及发展过程复杂的消化系统癌症，其复杂、多级的发生发展过程会影响机体免疫功能，引起免疫变化。外周血单个核细胞（PBMC）是机体免疫系统的重要组成部分，且便于获取，是研究机体免疫功能的理想材料。本研究采用最新的数据非依赖采集（data independent acquision, DIA）质谱新方法结合Skyline软件对结直肠癌患者与良性肠病患者的PBMC蛋白进行定量比较，寻找差异表达蛋白，并对差异蛋白进行Reactome通路及GO分析。结果表明，共找到113个差异表达蛋白，其中，上调蛋白23个，下调蛋白90个，它们参与巨噬细胞、T细胞、树突细胞等多种外周免疫细胞的免疫活动。在这些差异蛋白中，上调蛋白Galectin-1及下调蛋白Dok-2和AHNAK1等蛋白与机体的免疫功能息息相关，有望成为外周血单个核细胞中的结直肠癌免疫标志物。     

Exploring the attenuation mechanisms of <i>Dalbergia odorifera</i> leaves extract on cerebral ischemia-reperfusion based on weighted gene co-expression network analysis

Background: The attenuation function of Dalbergia odorifera leaves on cerebral ischemia-reperfusion (I/R) is little known. The candidate targets for the Chinese herb were extracted from brain tissues through the high-affinity chromatography. The molecular mechanism of D. odorifera leaves on cerebral I/R was investigated. Methods: Serial affinity chromatography based on D. odorifera leaves extract (DLE) affinity matrices were applied to find specific binding proteins in the brain tissues implemented on C57BL/6 mice by intraluminal middle cerebral artery occlusion for 1 h and reperfusion for 24 h. Specific binding proteins were subjected to mass-spectrometry to search for the differentially expressed proteins between control and DLE-affinity matrices. The hub genes were screened based on weighted gene co-expression network analysis (WGCNA). Then, predictive biology and potential experimental verification were performed for the candidate genes. The protective role of DLE in blood-brain barrier damage in cerebral I/R mice was evaluated by the leakage of Evans blue, western blotting, immunohistochemistry, and immunofluorescent staining. Results: 952 differentially expressed proteins were classified into seven modules based on WGCNA under soft threshold 6. Based on WGCNA, AKT1, PIK3CA, NOS3, SMAD3, SMAD1, IL6, MAPK1, TGFBR2, TGFBR1, MAPK3, IGF1R, LRG1, mTOR, ROCK1, TGFB1, IL1B, SMAD2, and SMAD5 18 candidate hub proteins were involved in turquoise module. TGF-β, MAPK, focal adhesion, and adherens junction signaling pathway were associated with candidate hub proteins. Gene ontology analysis demonstrated that candidate hub proteins were related to the TGF-β receptor signaling pathway, common-partner SMAD protein phosphorylation, etc. DLE could significantly reduce the leakage of Evans blue in mice with cerebral I/R, while attenuating the expression of occludin, claudin-5, and zonula occludens-1. Western blotting demonstrated that regulation of TGF-β/SMAD signaling pathway played an essential role in the protective effect of DLE. Conclusion: Thus, a number of candidate hub proteins were identified based on DLE affinity chromatography through WGCNA. DLE could attenuate the dysfunction of blood-brain barrier in the TGF-β/SMAD signaling pathway induced by cerebral I/R.     

Histological and electrophysiological analysis of the peripheral nerve allografts using an immunosuppressive agent

In peripheral nerve allografts, use of an immunosuppressive agent is one of the ways of reducing nerve rejection. FK506 is a newly discovered substance, extracted from Streptomyces tsukubaensis, and has strong immunosuppressive effects. In the present study, immunosuppressive effects of FK 506 were examined using allografts of rat sciatic nerves. Good nerve regeneration was demonstrated through 12 weeks in this model. The immunosuppressed group gained weight over the course of the experiment. Another study was performed to observe the histological changes caused by ceasing the administration of FK506. Administration of FK506 was terminated 12 weeks after grafting. At 8 weeks after cessation, cellular infiltration and large unmyelinated axons were observed in the extended subperineurial space of grafts. At 12 weeks, histological characteristics of rejection were not observed. In the electrophysiological study, the temporal dispersions were recorded at 4 and 8 weeks. However, the normal electrophysiological waves were recorded at 12 weeks after cessation. It was concluded that FK506 is effective for preventing rejection of nerve allografts without any serious side effects on rats, and findings of total rejection of grafts were not recognized after ceasing the administration of FK 506. In peripheral nerve allografts, short-term administration of an immunosuppressive agent is sufficient to lead to good nerve regeneration.     

凝胶电泳分离-液相色谱-质谱法分析林蛙油及其伪品中的特异性蛋白

本研究应用凝胶电泳分离、蛋白酶酶解、纳升液相色谱分离、串联质谱检测、数据库检索等技术,建立了林蛙油及伪品青蛙输卵管、牛蛙卵巢、牛蛙输卵管和明太鱼输卵管中特异性蛋白的鉴定方法。根据定性肽段数量、肽段的响应高低,蛋白在电泳图谱中条带位置的特异性等因素综合判断,筛选出林蛙油及其相关伪品的特异性蛋白,通过对特异性蛋白的分析测定,判断样品的真伪。采用该方法对市场上的4种林蛙油产品进行检测,通过分析特异性蛋白,发现所检测的样品均为林蛙油伪品。研究结果表明,利用凝胶电泳分离液相色谱质谱法构建的特异性蛋白识别技术可以有效检测林蛙油产品的真伪。