化学生物学解析疾病中O-GlcNAc糖基化功能:研究工具与策略

O-连接β-N-乙酰葡糖胺(O-GlcNAc)糖基化是广泛存在于蛋白质丝/苏氨酸残基的翻译后修饰.这一动态、可逆单糖修饰以位点特异性方式影响底物蛋白的结构和生物学功能,参与调控几乎所有细胞生理过程和重大疾病的演进过程.随着研究深入,O-GlcNAc糖基化生物功能的系统解析需要更多特异、精准的研究工具和糖蛋白质组学研究策略.近年来,化学生物学领域开发了包括小分子糖探针、生物正交糖代谢标记物、化学酶法、特异性抗体和凝集素等多种O-GlcNAc糖基化分析工具和方法,以此为基础进一步发展了O-GlcNAc糖蛋白质组学研究策略.同时,借助高分辨质谱,大量蛋白质O-GlcNAc修饰位点得以鉴定,极大促进了位点特异性O-GlcNAc的生物功能研究.本文综述了近年来这一领域的研究进展,以期为更多化学工具的开发提供依据,为揭示O-GlcNAc糖基化在疾病演进中的功能提供新的研究思路和策略.     

基于串联质量标记的帕金森病血浆及血浆外泌体定量蛋白质组学分析

外泌体是一类可由各种细胞在生理和病理条件下释放的细胞外囊泡,其携带了多种生物活性分子,是疾病标志物的良好载体。目前,帕金森病(Parkinson’s disease, PD)的诊断主要依靠临床表现,缺乏客观的疾病诊断标志物。因此,新型外周血特异性标志物的开发将有助于PD的早期筛查与诊疗。在本研究中,选取PD患者与正常对照人群的血浆及血浆外泌体作为研究对象,采用基于串联质量标记(tandem mass tag, TMT)的液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术对其进行定量蛋白质组学分析,在血浆和血浆外泌体样品中分别定量到724和611个蛋白质。采用基因集富集分析(gene set enrichment analysis, GSEA)对定量到的所有蛋白质进行生物学信息分析,以了解蛋白质的基因本体论(gene ontology, GO)、京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)通路富集情况。根据细胞组分(cellular component, CC)分析,PD和正常对照组血浆样本中的差异表达蛋白质主要定位于细胞...     

病原微生物感染的蛋白质组学研究

基于质谱的蛋白质组学在近20年有巨大的发展。在其应用中,病原微生物和与感染相关的蛋白质组学具有重要科学意义,体系复杂度又相对较小,一直受到广泛关注并有较快发展。本文从感染中病原微生物和宿主的蛋白质组学两方面入手,简要综述应用蛋白质组学研究感染过程的相关工作,着重介绍该领域近几年的主要进展,并对其发展做出展望。     

组合肽配体库技术富集蛋白研究进展

低丰度蛋白是生物体中重要的活性物质,参与新陈代谢、转录和翻译等多种生理及病理过程,因此对低丰度蛋白的研究具有重要意义。组合肽配体库技术(CPLL)是富集低丰度蛋白的一种有效方法,通过CPLL富集作用可以实现低丰度蛋白的检测与鉴定。该文总结了CPLL应用于不同领域中(包括人体、动物源、植物源等蛋白研究方面)低丰度蛋白样品的富集研究,可为CPLL的进一步应用提供参考。     

18O同位素标记定量肽段串联体蛋白质结合同位素稀释-多反应监测质谱的蛋白质绝对定量新方法

建立了定量肽段串联体蛋白质(concatamers of Q peptides, QconCATs)结合¹⁸O同位素标记-多反应监测质谱的蛋白质绝对定量新方法。首先对QconCAT重组蛋白质进行了纯度表征,十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)表征结果表明重组蛋白质的纯度在99%以上,相对分子质量约为63.4 kDa。对QconCAT重组蛋白质酶切后的肽段混合物进行质谱分析,并经pFind和pLabel软件处理,验证了目标肽段。还考察了QconCAT重组蛋白质的酶切效率和¹⁸O标记效率,并对QconCAT蛋白质结合¹⁸O标记-同位素稀释-多反应监测质谱方法进行了评价。实验结果表明,采用该方法对腾冲嗜热厌氧菌(Thermoanaerobacter tengcongensis, TTE)中选定蛋白质的肽段进行绝对含量测定时,相对标准偏差小于20%,准确度较高,说明该方法可用于复杂生物样本中蛋白质的绝对定量。更重要的是所建方法不仅解决了细胞培养氨基酸稳定同位素标记(SILAC)技术的重标试剂价格昂贵的问题,也为定量蛋白质组学提供了一种新的方法。     

定量蛋白质组学新技术新方法研究获新进展

9月3日,中科院大连化学物理研究所邹汉法、叶明亮研究员带领的团队,在定量蛋白质组学新技术新方法方面取得新进展,发展了一种基于胰蛋白酶催化的N端稳定同位素编码的氨基酸标记的相对定量蛋白质组学方法。相关研究成果发表在德国《应用化学》上。蛋白质组学研究的主要内容是蛋白质的表达水平,翻译后修饰,蛋白与蛋白相互作用等,最终的     

毛细管电泳-质谱联用技术及其在蛋白质组学中的应用

蛋白质组学研究在生物学、精准医学等方面发挥着重要的作用。然而研究面临的巨大挑战来自生物样品的复杂性,因此在质谱（MS）鉴定技术不断革新的同时,发展分离技术以降低样品复杂度尤为重要。毛细管电泳（CE）技术具有上样体积小、分离效率高、分离速度快等优势,其与质谱的联用在蛋白质组学研究中越来越受到关注。低流速鞘流液和无鞘流液接口的发展及商品化推动了CE-MS技术的发展。目前毛细管区带电泳（CZE）、毛细管等电聚焦（CIEF）、毛细管电色谱（CEC）等分离模式已与质谱联用,其中CZE-MS应用最广泛。目前被广泛采用的蛋白质组学研究策略主要是基于酶解肽段分离鉴定的"自下而上（bottom-up）"策略。首先,CE-MS技术对酶解肽段的检测灵敏度高达1 zmol,已成功应用于单细胞蛋白质组学;其次,毛细管电泳技术与反相液相色谱互补,为疏水性质相近的肽段（尤其是翻译后修饰肽段）的分离鉴定提供了新的途径。基于整体蛋白质分离鉴定的自上而下"top-down"策略可以直接获得更精准、更完整的蛋白质信息。CE技术在蛋白质大分子的分离方面具有分离效率高、回收率高的优势,其与质谱的联用提高了整体蛋白质的鉴定灵敏度和覆盖度。非变性质谱（native MS）是一种在近生理条件下从完整蛋白质复合物水平上进行分析的质谱技术。CE与非变性质谱联用已被尝试用于蛋白质复合体的分离鉴定。该文引用了与CE-MS和蛋白质组学应用相关的93篇文献,综述了以上介绍的CE-MS的研究进展以及在蛋白质组学分析中的应用优势,并总结和展望了其应用前景。     

“组学与个性化治疗”专题研讨会(第二轮通知)

为了积极促进我国蛋白质组学的研究与发展,由中国生物化学与分子生物学会蛋白质组学专业委员会主办、北京蛋白质组研究中心和德国慕尼黑国际博览集团承办的"组学与个性化治疗"专题研讨会定于2014年9月24-26日慕尼黑上海分析生化展期间在上海新国际博览中心召开。一、会议安排本次研讨会主要以大会报告形式进行交流,将邀请国内外蛋白质组学及相关领域的著名专家、教授作