用于相对和绝对定量的等量异位标签-二维液相色谱-串联质谱法分析雌二醇和血清剥夺对乳腺癌细胞内蛋白质含量的影响

雌激素和血清中的激素及各种生长因子在乳腺癌的发生、发展过程中发挥着重要的作用。研究雌激素和血清对乳腺癌细胞中蛋白质组成和含量的影响对于阐明雌激素和血清对乳腺癌细胞影响的分子机理具有重要的意义。利用四重用于相对和绝对定量的等量异位标签(isobaric tags for relative and absolute quantification, iTRAQ)标记结合二维液相色谱-串联质谱(two-dimensional liquid chromatography-tandem mass spectrometry, 2D-LC-MS/MS)对雌二醇(17β-oestradiol, E2)和血清各自以及共同作用对MCF7乳腺癌细胞内蛋白质表达的影响进行了比较,共鉴定到置信度在95%以上的蛋白质576种,其中各组相对于正常培养组的细胞共找到26种差异在1倍以上的蛋白质,其中10种上调,16种下调。研究发现E2和血清可显著影响细胞内与蛋白质合成相关的蛋白质的水平。实验结果表明: iTRAQ-LC-MS/MS是进行多个样品差异蛋白组比较的一种有效方法。     

应用8标iTRAQ技术结合2D LC-MS/MS分析大鼠再生肝的差异蛋白质组

首次应用8标iTRAQ(Isobaric tags for relative and absolute quantitation)技术结合2D LC-MS/MS(Two-dimensional liquid chromatography-tandem mass spectrometry),以部分肝切除的大鼠为模型,全面分析了再生早期(6、12 h)、中期(24、48 h)和晚期(72、120 h)肝脏蛋白质的表达差异。共鉴定357种蛋白质,6个时间点共有60种蛋白质的表达量与对照组(手术切下的正常肝组织)有显著差异。其中,ADH1(Alcohol dehy-drogenase 1)和PRDX1(Peroxiredoxin 1)等的表达变化趋势与已有报道相同,GO(Gene ontology)的蛋白质功能注释提示ADH1、CAT(Catalase)、ENO1(Enolase 1)和APOA1(Apolipoprotein A-Ⅰ)等可能通过影响细胞凋亡和能量供给等方式参与肝再生调控。聚类分析表明,术后12 h和24 h蛋白质的整体表达模式相似,6 h与此二者相近,48 h和72 h相似,而120 h与这些时间点相差最远。该研究验证了8标iTRAQ是并行处理多组样本的有效技术,适合于生理和病理过程多时间点蛋白质组的定量差异分析,可以监控关键分子的动态变化,更易发掘重要的调控靶点分子。该文为进一步探讨肝再生机理提供了有价值的线索。     

鼠肝癌淋巴道转移细胞模型的蛋白质组学研究

对2株来源于同一亲本细胞但淋巴道转移力显著不同的小鼠肝癌腹水型细胞株Hca-F(淋巴结转移率75%)和Hca-P(淋巴结转移率25%), 采用荧光差异双向凝胶电泳(2D DIGE)和DeCyder定量分析软件及HPLC-nESI-MS/MS技术, 定量分析和鉴定了小鼠肝癌细胞Hca-F和Hca-P的差异表达蛋白. 结果显示, 有116个蛋白质点表达水平存在明显差异(p<0.05), 在Hca-F中表达上调蛋白质点62个, 下调蛋白质点54个. 对所有116个蛋白质点进行了电喷雾串联质谱鉴定, 共鉴定出109种单一(Unique)蛋白. 其中部分蛋白已被报道与不同类型肿瘤的发生、浸润和转移相关, 多数蛋白质被首次报道与肝癌的淋巴道转移过程直接相关.     

可溶性耐药相关钙结合蛋白的生物质谱分析与鉴定

可溶性耐药相关钙结合蛋白最初由Meyers等从长春新碱诱导的中国仓鼠多药耐药细胞株中发现,在多种耐药细胞株中均有高表达,它作为一种钙结合蛋白,一旦大量表达,即可改变细胞内钙环境,从而影响信号传导,使其它受钙调节的蛋白质的功能发生改变。     

基质辅助激光解析/电离质谱用于呼吸道合胞病毒感染细胞的差异性分析

呼吸道合胞病毒(Respiratory syncytial virus,RSV)是引起婴幼儿急性下呼吸道感染及免疫缺陷的常见病原,也是老年、病弱群体中诱发免疫抑制的重要病原。本研究利用基质辅助激光解析/电离质谱(MALDI-MS),对RSV病毒感染宿主细胞的变化进行考察。结果表明,在分子量为5000~10000 Da范围内,有3组信号峰在正常组和感染组中表达均有显著变化,其中1个差异组分在RSV感染之后表达上调(m/z 6154.25),2个差异组分在RSV感染后表达下调(m/z 7658.47和9259.82)。本方法无需对细胞样品进行复杂处理,采用MALDI-MS证明了感染细胞与未感染细胞前后表达存在显著差异,直接获得细胞在病毒感染后产生的反应应答模式和细胞生理功能改变的信息,为呼吸道合胞病毒疾病诊断与病理研究提供了实验基础。     

快速老化模型小鼠血清蛋白质组学分析比较

以6月及12月龄SAMP 8及同龄SAMR 1为研究对象, 应用双向凝胶电泳法, 分析比较了快速老化模型小鼠(Senescence accelerated mice, SAM)的快速老化亚系SAMP 8及抗快速老化亚系SAMR 1血清蛋白表达的差异. 与同龄SAMR 1比较, 6月龄SAMP 8血清中有15个蛋白点表达显著上调, 3个蛋白点表达显著下调, 7个蛋白点只在SAMP 8中有表达; 12月龄SAMP 8血清中有9个蛋白点表达显著上调, 7个蛋白点表达显著下调, 12个蛋白点只在SAMP 8中有表达. 应用质谱进行肽质量指纹图谱分析和数据库检索共鉴定了19种蛋白质. 其中6个蛋白只在6月龄SAMP 8中表达, 4个蛋白只在12月龄SAMP 8中表达. 此外, 在6月龄及12月龄SAMP 8血清差异蛋白中, 存在9个共同的差异蛋白, 按照功能可分为4类: (1) 免疫相关蛋白; (2) 老化相关蛋白; (3) 糖代谢及神经元凋亡相关蛋白; (4) 其它蛋白. 上述研究结果显示, SAMP 8和SAMR 1血清蛋白表达存在明显差异, 其中一些差异蛋白可能是SAMP 8老化进程中相关病理生理变化的重要原因.     

关于静电作用对酶活性部位残基pKa影响的定量计算

随着基因技术的发展,人们几乎已经可以任意替换蛋白质序列中的特定残基。由于理论上对蛋白质性能的预测工作还远远跟不上实验的发展,只能花费大量的人力、物力利用实验方法筛选突变体。这就迫切需要建立一套能够正确预测蛋白质性质的方法。静电作用在酶促反应中起到了重要作用。基于表面带电残基对酶活性部位残基pK_α的影响,可利用替换表面残基的方法改变酶促反应随pH的变化趋势,是蛋白质工程研究中的一种有效方法。由于表面极性残基处于高介电常数的溶剂(水)与低介电常数的蛋白质的界面上,对此问题尚未有圆满的理论方法进行解决。我们利用Kirkwood理论定量地表述了表面荷电残基的替换对酶活性部位残基pK_α的影响,为研究酶突变体的性质,如突变体的电化学性质、酶催化反应随pH变化趋势的改变,酶专一性的改变等提供了一种简便的方法。     

钆对费氏中华根瘤菌抑制效应的蛋白质组分析

运用双向凝胶电泳和MALDI-TOF质谱技术,分析了Gd3+对费氏中华根瘤菌USDA 205的抑制效应。结果表明,经1 mmol.L-1Gd3+处理12 h后,22个蛋白质表达量有显著变化,其中13个蛋白质表达量增加,9个蛋白质表达量下降。这些蛋白质可根据功能分为8类,包括转运蛋白、胁迫相关蛋白、代谢相关蛋白等。     

铈诱导东北红豆杉凋亡细胞蛋白质的双向凝胶电泳分析

应用蛋白质双向凝胶电泳方法，研究了Ce^4 诱导悬浮培养红豆杉细胞凋亡过程中蛋白质的表达，分析了凋亡细胞与正常细胞的蛋白质组差异。发现在Ce^4 诱导4d后的凋亡样品中有13个新的蛋白质点出现，而在对照组细胞样品中未检测到，此外，还发现凋亡细胞中有一些蛋白质的含量明显高于对照组。表明Ce^4 诱导的红豆杉细胞凋亡过程中有新蛋白质的合成及原有某些蛋白质量的改变。说明Ce^4 诱导了某些功能蛋白的表达，红豆杉细胞凋亡的发生可能与这些新蛋白质的合成有关。     

中波紫外线与化学致癌物诱导下HaCaT细胞的蛋白表达应答

对角质形成细胞HaCaT分别进行中波紫外线(UVB)照射、2,4-二硝基苯磺酸(DNBS)刺激及UVB+DNBS(UD)共同刺激, 利用二维荧光差异胶内凝胶电泳(2D DIGE)、DeCyder定量分析软件和HPLC-nESI-MS/MS分析技术, 对HaCaT细胞产生的差异表达蛋白进行了鉴定. 有65个蛋白质点发生了明显表达差异(P<0.05), 与UVB或DNBS单独处理细胞相比, 有41个蛋白点表现为UVB和DNBS的正协同效应, 13个蛋白点表现为负协同效应, 5个蛋白点与UVB单独处理相近, 6个蛋白点与DNBS单独处理相近. HPLC-nESI-MS/MS从65个差异表达蛋白质点中共鉴定出60种单一(Unique)蛋白. 采用生物信息学方法对这些鉴定蛋白所涉及的分子功能、参与的生物学过程及信号通路进行了系统分析. 实验得到了与紫外辐射和化学诱导损伤的直接相关蛋白, 有助于研究不同环境条件下皮肤癌的形成及皮肤疾病的有效防护与治疗.     

肝移植后人血清中差异表达蛋白质的纳升超高效液相色谱-电喷雾串联质谱鉴定

建立了基于质谱的人肝移植后血清中差异表达蛋白质的分析方法,肝移植前后的人血清蛋白质用双向凝胶电泳分离,AgNO3染色,差异蛋白质斑点用胰蛋白酶进行胶内酶解后,采用纳升超高效液相色谱-电喷雾串联质谱进行鉴定。鉴定了8个显著差异表达的蛋白质,Mascot检索分值101~1543分,肽段匹配数5~34个,序列覆盖率10%~43%。所发现的差异蛋白质多与免疫调节有关,可为深入研究肝移植术后免疫排斥的分子机理提供线索。     

快速老化模型小鼠海马蛋白质组学初步研究

应用双向凝胶电泳结合质谱鉴定, 分析比较6月龄和12月龄快速老化模型小鼠(Senescence-accele-rated mouse, SAM)的快速老化亚系SAM-prone/8(SAMP8)及抗快速老化亚系SAM-resistance/1(SAMR1)海马蛋白表达的差异, 从蛋白质水平初步探讨与老化相关的学习记忆功能障碍的发生机制. 结果表明, 与同龄SAMR1比较, 6月龄SAMP8海马中有15个蛋白点表达显著上调, 5个蛋白点表达显著下调; 12月龄SAMP8海马中有12个蛋白点表达显著上调, 2个蛋白点表达显著下调, 2个蛋白点只在SAMP8中有表达. 应用质谱分析结合数据库检索, 共鉴定了22种蛋白质. 6月龄和12月龄SAMP8与SAMR1海马中表达有明显变化的蛋白按功能可分为如下4类: (1) 能量代谢相关蛋白; (2) 线粒体功能相关蛋白; (3) 信号转导相关蛋白; (4) 其它蛋白. 研究结果表明, SAMP8和SAMR1海马蛋白表达存在明显差异, 其中一些蛋白与SAMP8随龄出现的学习记忆功能减退相关, 并可能为研究或发现促智药物作用的新蛋白靶标提供线索.     

中枢神经系统血管母细胞瘤细胞与人脑神经元细胞差异蛋白质分析

以人工培养的中枢神经系统血管母细胞瘤(Central nervous system hemangioblastoma,HB)细胞为研究对象,发展了蛋白质组学分析方法,鉴定了HB细胞与人脑神经元细胞的差异蛋白质.采用在线HPLC串联LTQ-Orbitrap质谱鉴定样品的可溶性蛋白质,得到了HB细胞的蛋白质组表达谱.HB细胞鉴定得到674个蛋白质,神经元细胞鉴定获得531个蛋白质.根据基于肽段鉴定的蛋白质组半定量分析方法对质谱数据进行蛋白质的差异比较分析,发现了波形蛋白(Vimentin),14-3-3 epsilon蛋白和碳酸酐酶Ⅱ(Carbonic anhydrase Ⅱ,CA Ⅱ)等在HB细胞中表达量发生明显变化的蛋白质,并对其进行了免疫组织化学染色分析.结果显示,波形蛋白(Vimentin)、14-3-3 epsilon蛋白以及碳酸酐酶Ⅱ(CA Ⅱ)等蛋白质表达量的改变与HB的发病密切相关,对探索HB的起源有重要意义.     

镧、铈及重金属元素铬、锌对竹叶眼子菜的毒害作用

研究了镧、铈及重金属元素铬、锌对高等沉水植物竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus Miq.)的毒害作用. 结果表明, La3 , Ce3 , Zn2 在低浓度范围内, 均能诱导叶绿素、蛋白质合成, 但浓度过高时却对叶绿素、蛋白质起破坏作用;而Cr6 处理却使上述两指标随其浓度的升高逐渐降低. 4种离子对竹叶眼子菜的保护酶系统存在不同的影响, 低浓度条件下, 诱导过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性升高, 当污染加重时, 这两种酶的活性却随处理浓度的升高逐渐下降; 超氧化物歧化酶(SOD)活性变化与CAT、 POD相反, 它在低处理浓度情况下酶活下降, 随处理浓度的加大酶活诱导上升, 其活性变化趋势与·O-2 产生速率正好相反. 随4种离子处理浓度增高, MDA含量呈升高趋势, 并与4种离子的处理浓度之间皆呈极显著正相关. 4种离子的毒性强度依次为Cr6 >Ce3 >Zn2 >La3 . Cr6 对竹叶眼子菜的致死浓度为0.5～1 mg·L-1, Ce3 , Zn2 为3～5 mg·L-1 , La3 为7～10 mg·L-1. 镧、铈同重金属元素铬、锌对竹叶眼子菜的毒害机制相似.     

应用蛋白质组学方法分析猪晶状体不同区域上皮细胞中蛋白质的表达差异

应用蛋白质组学方法分析比较猪晶状体中央和周边上皮细胞的蛋白质表达差异。将32个正常猪晶状体前囊膜所附着于的上皮细胞分为中央和周边两部分，经二维凝胶电泳分离和凝胶考马斯亮兰染色，质谱（MALDI—TOF—MS）鉴定差异蛋白质斑点，并对鉴定的蛋白质进行分类。结果显示来自中央与周边区域的猪晶体上皮细胞的蛋白在二维凝胶上分别有801和886个蛋白质斑点，鉴定出差异表达蛋白84个：差异表达的蛋白质在功能上有一定趋向性，主要涉及代谢、细胞骨架、信号转导／细胞周期／转录因子等。     

多层面验证共培养微环境诱导法诱导骨髓间充质干细胞心肌样分化

为了多层面探讨共培养微环境诱导法定向诱导骨髓间充质干细胞(MSCs)心肌样分化的可行性,取第3代MSCs与原代心肌细胞(CMs)进行共培养。在显微镜下观察诱导1周后的MSCs形态学变化,用免疫荧光和实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-PCR)分别检测诱导的MSCs中心肌肌钙蛋白I(cTnI)、α-肌动蛋白(α-actin)、Nkx-2.5和GATA-4的基因表达变化情况。采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)分别检测诱导组和对照组的代谢产物。诱导1周后的MSCs形态呈心肌样改变,cTnI、α-actin、Nkx-2.5和GATA-4的基因表达均明显升高,正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)模型显示诱导的MSCs代谢物向CMs转变趋势明显。通过多元和单元统计分析筛选差异变量,根据一级质谱和二级质谱比对结果,最终确定12种差异代谢物。与未经诱导的MSCs相比,经诱导的MSCs与CMs中变化趋势相同的差异代谢物有7种,变化趋势不同的差异代谢物有5种。实验结果表明,无论从形态、基因、蛋白质还是代谢层面看,MSCs通过与CMs间接接触共培养后均发生了心肌样改变,但是与CMs仍存在差异。     

维拉帕米作用下急性心梗大鼠比较蛋白质组学研究

以急性心梗大鼠为研究对象, 应用双向凝胶电泳法(2-DE)分析比较了维拉帕米作用下急性心梗大鼠心肌蛋白表达的差异, 从蛋白质水平探讨了维拉帕米心肌保护作用的发生机制. 结果表明, 与假手术组及模型组相比, 维拉帕米给药组心肌组织中有8个蛋白点表达显著上调, 7个蛋白点表达显著下调. 采用质谱(MALDI-TOF-MS)分析结合数据库检索, 共鉴定了其中的15种蛋白质, 可按功能分为如下4类: (1) 能量代谢及线粒体功能相关蛋白; (2) 氧化应激相关蛋白; (3) 细胞骨架蛋白; (4) 其它蛋白. 研究结果表明, 维拉帕米的心肌保护作用与恢复心肌损伤过程中的能量供应及对抗氧化应激等作用有关.     

高压芒刺静电场对小鼠LFA-1和ICAM-1表达的影响

采用不同电压高压芒刺静电场对小鼠进行全身辐射,荧光免疫流式细胞术检测蛋白表达量的变化.通过时程/量效研究不同电压高压芒刺静电场对细胞表面分子LFA-1和ICAM-1的影响.剂量效应结果表明,LFA-1和ICAM-1在10～20 kV之间处理组的表达量明显高于对照组（P＜0.01）;在30 kV以上电压表达量明显降低（P＜0.05）;时间进程研究结果表明,处理后2 h开始实验组表达量与对照组相比差异显著,一直持续到24 h.不同电压高压芒刺静电场可引起ICAM-1和LFA-1不同的生物效应,二者的相互作用在免疫调节反应中发挥重要功能.     

类蛋白质分子扩散系数的模拟计算

蛋白质分子是一类比较特殊的高分子，一方面它的性质与氨基酸序列密切相关，另一方面其二级结构（如α螺旋以及β折叠等）极大地影响着它的性质．另外它的内部结构又非常紧密，与一般的高分子链完全不同．同时随着计算机技术的发展，计算机模拟日益作为一种有效的手段广泛应用于高分子科学的研究．但是由于蛋白质分子比一般的高分子结构更加复杂，如氨基酸之间有复杂的互相作用等，因此对蛋白质性质的研究往往建立在简化模型的基础上，如基于格点的HP紧密高分子模型等．虽然建立在格点模型上的蛋白质分子和真实的蛋白质分子存在着一定的差异，但基本上能体现蛋白质分子的主要特征，因此把这一类分子称为类蛋白质分子．     

正常组织和胰腺癌组织中差异表达蛋白的鉴定

采用双向凝胶电泳和生物质谱技术, 对12对胰腺癌组织和癌旁组织样品、3个胰腺良性疾病样品、3个正常胰腺组织样品的蛋白质进行了分离和鉴定, 获得了重复性较好的双向凝胶电泳图谱; 鉴定了胰腺癌和癌旁组织的差异表达蛋白质, 发现了30个差异表达蛋白质; 应用MALDI-TOF-MS/MS技术对差异表达蛋白质进行鉴定, 共有24个蛋白质得到鉴定, 其中15个蛋白质在胰腺癌组织中表达上调, 9个蛋白质表达下调. 这些蛋白质与胰腺癌的发生相关, 可能成为胰腺癌的分子标志物和药物治疗的靶蛋白.