天冬氨酸作为非特异性吸附抑制剂在二氧化钛选择性富集磷酸肽中的应用

二氧化钛富集法作为目前使用最为广泛的金属氧化物富集磷酸肽的方法,在富集过程中常常对富含天冬氨酸和谷氨酸的酸性非磷酸化肽段存在一定的非特异性吸附作用。这些肽段与磷酸化肽段一同被富集,降低了磷酸肽富集的选择性。传统方法中使用的非特异性吸附抑制剂常会对质谱的电喷雾离子源造成污染,因而限制了其在液相色谱-质谱联用(LC-MS)系统中的应用。本研究将天冬氨酸作为一种新型的非特异性吸附抑制剂加入到二氧化钛富集体系中,并分别对3种和9种标准蛋白质酶切肽段混合物进行富集实验,同时与添加另一种非特异性吸附抑制剂——谷氨酸以及不添加任何非特异性吸附抑制剂的富集体系进行了富集效果的比较。结果表明,天冬氨酸可以有效地提高二氧化钛对磷酸肽富集的选择性。将添加天冬氨酸的二氧化钛富集体系应用于鼠肝全蛋白质磷酸肽的富集中,同样取得了很好的效果,表明天冬氨酸在复杂的生物样本的磷酸肽富集中也同样具有良好的应用前景。此外,由于天冬氨酸在反相色谱中极易被洗脱去除,从而避免了传统抑制剂对LC-MS系统离子源的污染问题。     

介孔氧化铁材料快速、高效富集分离磷酸化肽段和蛋白的新方法研究

以0.1μmol/Lβ-casein磷酸化蛋白酶解液为对象,利用在酸性条件下对PO43-能够特异性吸附的氧化铁材料为新载体,对介孔氧化铁材料富集分离磷酸化肽段的孵育液酸含量、孵育液有机溶剂含量和洗脱液选择的条件进行了优化,结果表明:室温条件下,在含有0.1%乙酸和30%乙腈的孵育液中孵育5min后,经1mol/LNH3.H2O溶液的洗脱,介孔氧化铁可有效地将磷酸化肽段从蛋白酶解液中富集分离。本方法也可以选择性地提取α-casein磷酸化蛋白,实现了简单、快速、高效的磷酸化肽段和蛋白的富集分离。同时,通过MALDI-TOF串级质谱分析,成功地完成了在优化条件下分离出的磷酸化肽段磷酸位点的鉴定。     

基于亲和色谱的肺癌细胞磷酸化蛋白质组研究及其应用

磷酸化是蛋白质翻译后修饰的重要形式之一,其异常往往会导致细胞内信号通路的紊乱和疾病的发生。固定化金属离子亲和色谱(IMAC)是磷酸化肽段的高效富集技术,在磷酸化蛋白质组研究方面应用广泛。该研究以金属钛离子(Ti⁴⁺)螯合IMAC材料(Ti⁴⁺-IMAC)为载体,进行磷酸化肽段富集。比较了10 μm Ti⁴⁺-IMAC通过振荡法和固相萃取法(SPE)富集磷酸肽的效果,发现振荡法可以富集到更多的磷酸肽;对比了两种尺寸(10 μm和30 μm)Ti⁴⁺-IMAC在磷酸化肽段富集中的差异,发现小尺寸材料富集效果更佳。进一步采用优化的策略比较了不同转移能力肺癌细胞的磷酸化蛋白质组,免标记定量蛋白质组学结果表明,优化的Ti⁴⁺-IMAC方法可以从正常的肺成纤维细胞MRC5、低转移肺癌细胞95C和高转移肺癌细胞95D中分别鉴定到510、863和1108种磷酸化蛋白质,其中317种为3组所共有。该研究共鉴定到1268种磷酸化蛋白质上的7560个磷酸化位点,其中1130个为差异磷酸化位点,文献报道显示部分异常表达的激酶与癌症转移密切相关。通过生信对比分析发现,异常表达的磷酸化蛋白质主要与细胞侵袭、迁移和死亡等细胞迁移方面的功能有关。通过优化磷酸化肽富集策略,初步阐明了磷酸化蛋白质网络的异常与肺癌转移之间的相关性,该方法有望用于肺癌进展相关的磷酸化位点、磷酸化蛋白质及其信号通路研究。     

基于强阳离子交换色谱分离的磷酸化肽段富集策略

为了在短时间内获得相对含量高的磷酸化肽段,以标准磷酸化蛋白质为模型对强阳离子交换色谱（SCX）分离磷酸化肽段体系的缓冲溶液和梯度设置进行了研究,并用酵母酶切肽段混合物考察了该路线在较复杂的样品中的应用。实验结果表明优化后的体系能够在30 min内分离出磷酸肽段,而且非磷酸化肽段的干扰很少,这样便相对提高了磷酸化肽段在质谱仪中的响应强度,重要的是该体系可以对复杂样品进行很好的分离。这说明SCX用于规模化磷酸化肽段富集的策略是可行的。本研究为磷酸化蛋白质组学规模化分析提供了实用技术。     

基于离心式富集装置的酪氨酸磷酸肽分析新方法

酪氨酸磷酸化及其相应激酶活性的研究在抗肿瘤药物靶点的研发中具有重要意义.由于酪氨酸磷酸化仅占蛋白质总磷酸化含量的不足0.1%,因此规模化的酪氨酸磷酸化鉴定面临着重大技术挑战.本研究构建了TiO2串联C18反相填料的离心式富集装置,结合抗体免疫沉淀法,建立了酪氨酸磷酸肽的富集策略.此新型富集装置由吸头、适配器和离心(EP)管组成,将TiO2富集磷酸肽和C18填料反相分离磷酸肽有机结合,以离心的方式进行样品的上样、清洗、洗脱和分离,再通过抗酪氨酸磷酸化抗体进一步特异性富集酪氨酸磷酸肽,从而实现了酪氨酸磷酸肽的高效富集和大规模质谱鉴定.通过离心式富集装置简化了实验步骤,减少了样品损失和人为因素干扰;而且离心式、平行化的样品处理方式可显著提高分析通量.将此策略成功用于小鼠肝脏蛋白质酪氨酸磷酸化肽段的富集和质谱鉴定,在5 mg鼠肝蛋白中共鉴定出967个酪氨酸磷酸化位点,对应545个蛋白质,显示了其在蛋白质组学研究中的应用潜力.     

质谱法分析大肠癌组织中踝蛋白的磷酸化修饰

踝蛋白的磷酸化修饰,特别是肿瘤等病理条件下的踝蛋白磷酸化状态,与肿瘤的发病、转移机理密切相关。本研究采用盐析、离子交换层析和电泳分离并纯化了人大肠癌组织中的踝蛋白(Talin),经胰酶水解获得其肽段混合物,进一步分别利用固定化Fe3+亲和层析和TiO2亲和层析在酸性条件下对其中磷酸化修饰肽段进行吸附,并以1%氨水进行洗脱。在Michrom Magic C18色谱柱上,以A:99%水+1%乙腈+0.1%甲酸和B:99%乙腈+1%水+0.1%甲酸两种流动相进行梯度洗脱分离,采用ESI质谱进行依赖数据的二级子离子扫描。结果显示,固定化Fe3+富集到8个磷酸化肽段而TiO2富集到9个磷酸化肽段。本研究提供了一种快速、准确地鉴定从人大肠癌组织中分离表征踝蛋白的方法。     

基于Fe_3O_4/乙二胺四乙酸磁性粒子的集成化蛋白质组学方法

建立了基于Fe_3O_4/乙二胺四乙酸(EDTA)磁性粒子的集成化蛋白质组学研究方法。首先用共沉淀法合成EDTA负载的Fe_3O_4/EDTA磁性粒子。在优化的溶液条件下(95%乙腈-1%三氟乙酸,体积分数),100μg Fe_3O_4/EDTA磁性粒子可吸附12.4μg牛血清白蛋白(BSA),吸附容量是商品化磁珠的10倍左右。以BSA作为标准蛋白质,对所合成的Fe_3O_4/EDTA磁性粒子作为蛋白质组学反应器的酶解时间进行了优化,发现Fe_3O_4/EDTA磁性粒子处理BSA酶解1、8和16 h的肽段序列覆盖率和特征肽段结果相当。因此,可以将复杂的蛋白质样品前处理时间缩短至2 h内。最后,将所合成的Fe_3O_4/EDTA磁性粒子应用于血清的蛋白质组学研究,成功地鉴定出218种蛋白质,其中包含了41种美国食品药品管理局(FDA)认证的生物标志物。所发展的基于Fe_3O_4/EDTA磁性粒子的蛋白质组学样品前处理方法将蛋白质样品预富集、还原、烷基化、酶解、多肽除盐和洗脱等步骤集成到一起,减少了样品转移和处理所造成的损失。这种技术具有快速、灵敏和易于操作的特点,可用于临床蛋白质组学研究。     

等电聚焦分离与18O稳定同位素标记联用的磷酸化蛋白质组学定量方法研究

磷酸化蛋白质组学定量分析,要对磷酸化修饰富集技术和定量技术进行研究。基于此,本研究采用18O稳定同位素标记技术对胰蛋白酶酶解肽段混合物进行标记,并对其标记时间和标记后胰蛋白酶的变性条件进行优化。结果表明:在pH=4～5的KH2PO4缓冲体系中,37℃,标记反应持续19～24h,除了C-端肽之外,几乎所有的肽段都可达到100%标记;采用TCEP可以有效地抑制16O-18O回标现象。建立了与18O标记技术兼容性良好的IPG-IEF技术对磷酸化肽段进行选择性富集,富集后共从HepG2细胞中鉴定到491个磷酸化位点、362个磷酸化肽段和356个磷酸化蛋白,表明IPG-IEF在大规模磷酸化肽段分离富集中是有效的;最后与高准确度高灵敏度高分辨率的LTQ-FTICR质谱仪联用,建立了基于18O-IPG-IEF-LTQ-FTICR的磷酸化蛋白质组定量技术。实验结果表明,该技术可以实现磷酸化肽段的有效定性和定量。本研究为磷酸化蛋白质组学定量研究提供了实用技术。     

基于两相预柱的在线二维分离系统用于人肝组织中磷酸肽的规模化鉴定

将C18反相(RP)填充柱和磷酸基强阳离子交换(SCX)整体柱集成于一体的RP - SCX两相预柱,成功用于RPLC - MS/MS系统的自动进样和SCX分级,完成了磷酸肽在线多维分离平台的构建,可以减少样品的损失,极大地提高了系统的集成化水平和检测灵敏度.对人肝组织酶解液富集的磷酸肽进行规模化鉴定,在假阳率小于1％的情况下,共鉴定到3082条非重复的磷酸化肽段、3056个磷酸化位点和1332个磷酸化蛋白.对所鉴定到的磷酸化蛋白进行了功能分类和激酶分析.该实验结果对于了解蛋白质磷酸化在肝脏组织中发挥的生理学作用具有重要意义.     

人神经母细胞瘤的磷酸化膜蛋白质组分析

针对人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞系的磷酸化膜蛋白质组,发展了基于多酶酶解法结合杂化硅胶基质固定化钛离子亲和色谱(Ti4+-IMAC)整体柱富集的分析策略。该方法通过对细胞裂解液进行超速离心,以及1 mol/L NaCl和0.1 mol/L Na2CO3顺序清洗,获得膜蛋白质组分。所提取的蛋白质分别经胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和胃蛋白酶平行酶解,产生的肽段经Ti4+-IMAC整体柱选择性富集磷酸肽后,采用纳升级反相液相色谱分离和质谱鉴定,成功鉴定到43个磷酸化蛋白质,其中有14个定位于膜上。研究结果表明,采用该策略开展SH-SY5Y细胞系磷酸化膜蛋白质组学分析有望加速对该肿瘤的研究和相关潜在标记物的筛选。     

Development of a perfusion reversed-phase HPLC method for the separation of soybean and cereal (wheat, corn, and rice) proteins in binary mixtures. Application to the detection of soybean proteins in commercial bakery products

A perfusion reversed-phase HPLC method enabling the simultaneous separation of soybean and cereal (wheat, corn, and rice) proteins in commercial bakery products has been proposed for the first time. The method utilises an acetonitrile-water gradient containing an ion-pairing agent. Different ion-pairing agents were tried, 0.3% (v/v) acetic acid being observed to enable the separation of soybean from wheat, rice, and corn proteins while with 0.1% (v/v) trifluoroacetic acid only the separation of soybean and corn proteins was possible. Optimisation of the solubilisation conditions for proteins was achieved by testing different acetonitrile concentrations for the simultaneous extraction of soybean and cereal proteins: best recoveries were found with 25% (v/v) acetonitrile + 0.3% (v/v) acetic acid and with 40% (v/v) acetonitrile + 0.1% (v/v) trifluoroacetic acid. Chromatographic conditions such as gradient, temperature, and wavelength detection were also optimised. The method enabled the separation of soybean and cereal proteins in binary mixtures (soybean and wheat, soybean and corn, or soybean and rice proteins) in less than 5 minutes in a total analysis time of 20 min.     

高效液相色谱法定量测定中药千层塔提取物中的石杉碱甲

建立了高效液相色谱快速定量测定中药千层塔提取物中石杉碱甲含量的分析方法。千层塔提取物经甲醇/水/甲酸(10/90/0.2, v/v/v)提取并定容后,过滤膜后直接分析。色谱分离选用XCharge C18色谱柱(150 mm×4.6 mm, 5 μm),以水(含0.1%三氟乙酸)和乙腈(含0.09%三氟乙酸)为流动相进行梯度洗脱,流速为2 mL/min,于310 nm波长下检测,可在10 min内完成石杉碱甲的快速分离分析。结果表明,石杉碱甲在2.12～106 mg/L范围内线性关系良好(相关系数为0.9999);平均加标回收率为102.34%,相对标准偏差(RSD)为0.46%;日内及日间精密度均小于2%,满足定量要求。该方法简便、快速,结果可靠,重现性好,可作为千层塔提取物质量评价的依据。     

MIL-53(Fe)@聚多巴胺@Fe_3O_4磁性复合材料的制备及其用于环境水样中磺酰脲类除草剂的磁固相萃取

制备了MIL-53(Fe)和聚多巴胺(PDA)修饰的磁性Fe_3O_4复合材料MIL-53(Fe)@PDA@Fe_3O_4,并将其作为吸附剂用于磁固相萃取-高效液相色谱法(MSPE-HPLC)检测环境水样中4种磺酰脲类除草剂(甲嘧磺隆、苄嘧磺隆、吡嘧磺隆和氯嘧磺隆)。实验优化了高效液相色谱条件(乙腈和含0.01%(体积分数)三氟乙酸的水溶液为流动相进行梯度洗脱,检测波长为233 nm)及磁固相萃取条件(洗脱剂为5 mL丙酮,萃取时间为4.5 min,吸附剂用量为60 mg,NaCl加入量为0.5 g,溶液pH值为3),在最佳条件下进行方法学考察,4种磺酰脲类除草剂均得到良好的线性关系,相关系数(r)≥0.998 0。方法的检出限(LOD,S/N=3)为0.28~0.77μg/L。将建立的方法用于3种环境水样中4种磺酰脲类除草剂的检测,其加标回收率为78.8%~109.7%。结果表明,制备的功能化复合材料结合了MIL-53(Fe)和Fe_3O_4的优点,可以简便快速地萃取分离环境水样中磺酰脲类除草剂。     

高效液相色谱-质谱联用测定胶原蛋白中的羟脯氨酸

建立了一种简单、快速地测定胶原蛋白中羟脯氨酸(HYP)的高效液相色谱-电喷雾质谱(HPLC-ESI/MS)方法。胶原蛋白经酸水解后,以乙腈-0.05%的三氟乙酸水溶液(体积比为5∶95)为流动相,以1.0 mL/min的流速在C8反相柱上进行分离。以茶氨酸为内标,利用质谱定性定量测定HYP。在电喷雾正离子模式下,对m/z 132和m/z 175离子进行选择离子监测。在11.7～117 mg/L范围内,HYP与内标物茶氨酸的峰面积比和HYP的质量浓度呈良好的线性关系,相关系数为0.9993。含量测定的相对标准偏差为1.87%,回收率为97.85%～101.76%。此方法流动相简单,分析时间短且无需衍生处理,抗干扰能力强,能准确快速地测定胶原蛋白中HYP的含量。     

Rapid separation of cyanidin‐3‐glucoside and cyanidin‐3‐rutinoside from crude mulberry extract using high‐performance countercurrent chromatography and establishment of a volumetric scale‐up process

This study describes the rapid separation of mulberry anthocyanins; namely, cyanidin‐3‐glucoside and cyanidin‐3‐rutinoside, using high‐performance countercurrent chromatography, and the establishment of a volumetric scale‐up process from semi‐preparative to preparative‐scale. To optimize the separation parameters, biphasic solvent systems composed of tert‐butyl methyl ether/n‐butanol/acetonitrile/0.01% trifluoroacetic acid, flow rate, sample amount and rotational speed were evaluated for the semi‐preparative‐scale high‐performance countercurrent chromatography. The optimized semi‐preparative‐scale high‐performance countercurrent chromatography parameters (tert‐butyl methyl ether/n‐butanol/acetonitrile/0.01% trifluoroacetic acid, 1:3:1:5, v/v; flow rate, 4.0 mL/min; sample amount, 200–1000 mg; rotational speed, 1600 rpm) were transferred directly to a preparative‐scale (tert‐butyl methyl ether/n‐butanol/acetonitrile/0.01% trifluoroacetic acid, 1:3:1:5, v/v; flow rate, 28 mL/min; sample amount, 5.0–10.0 g; rotational speed, 1400 rpm) to achieve separation results identical to cyanidin‐3‐glucoside and cyanidin‐3‐rutinoside. The separation of mulberry anthocyanins using semi‐preparative high‐performance countercurrent chromatography and its volumetric scale‐up to preparative‐scale was addressed for the first time in this report.     

Development of a titanium dioxide nanoparticle pipette-tip for the selective enrichment of phosphorylated peptides

The selective enrichment of specific proteins or peptides on micropipette tips prior to mass spectrometry analysis, which can minimize non-specific interferences as well as sample loss, has been an important issue in current proteomics field. In this paper, we have developed an easy-to-use phosphopeptide-selective pipette tip in which titanium dioxide nanoparticles were embedded in monolithic structure photopolymerized from ethylene glycol dimethacrylate. The simple and convenient fabrication was feasible in a commercial polypropylene pipette tip. Phosphorylated peptides were isolated from non-phosphopeptides by TiO(2) nanoparticle and eluted by 100 mM ammonium phosphate (pH 8.5), which was compatible with 2,5-dihydroxybenzoic acid (DHB)/1% phosphoric acid matrix and allowed for direct analysis of the elution fraction by matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry (MALDI-MS) without the necessity of desalting pretreatment. Tryptic digested alpha-casein and beta-casein spiked into bovine serum albumin (BSA) nonphosphorylated peptides (molar ratio 1:1:10) were used to assess the selectivity of TiO(2) tips. The effect of 50 mM ammonium hydrogencarbonate, pH 8 in 50% acetonitrile used as a wash buffer in reduction of nonspecific bound peptide to TiO(2) tip was dramatic. Almost all non-phosphopeptides were not detected by MALDI-MS analysis. The lowest detectable amount of phosphopeptide was estimated at low femtomole level. The easy-to-use TiO(2)-embeded tips operated in combination with the modified wash and elution conditions enable an efficient phosphopeptide enrichment for mass spectrometric analysis.     

采用高效液相色谱-质谱考察家福捕鸟蛛粗毒中多肽和蛋白质的多样性

家福捕鸟蛛(Selenocosmia jiafu)是一种生活在中国广西、云南等边远山区、中等个体、产毒量较大和毒性较强的蜘蛛新种。为了对家福捕鸟蛛粗毒成分进行初步探索,采用反相高效液相色谱、基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱和十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳方法对粗毒多肽和蛋白质的多样性进行了分析。结果表明:家福捕鸟蛛粗毒经色谱分离后得到40多个色谱峰,经质谱鉴定得到238个多肽,且多肽的相对分子质量呈现出双峰分布,其中62.5%的多肽的相对分子质量分布在3000~4500 之间,33.2%的多肽的相对分子质量分布在1000~3000之间。这种相对分子质量的分布模式不同于其他已经报道的蜘蛛粗毒中多肽的分布模式。电泳分析结果表明:除了相对分子质量在10000以下的多肽分子,粗毒在50、72和90 kD附近有3条明显的条带,粗毒电泳条带经液相色谱-电喷雾四极杆飞行时间质谱鉴定,主要是一些血蓝蛋白、钾离子通道蛋白、钙蛋白酶等。说明家福捕鸟蛛粗毒中多肽和蛋白质种类丰富。     

高效液相色谱法分离测定3-取代-(R,S)-β-丙氨酸对映异构体

以1-氟-2,4-二硝基-5-L-缬氨酰胺(Marfey试剂)为衍生试剂,采用反相高效液相色谱法分离了3-取代-(R,S)-β- 丙氨酸对映异构体。采用梯度洗脱(流动相 A:体积分数为0.1%的三氟乙酸乙腈溶液;流动相B:体积分数为0.1%的三氟乙 酸水溶液)成功分离了 32种3-取代-(R,S)-β-丙氨酸衍生物,所有化合物都是R型异构体衍生物(R-L)较S型异构体衍生物 (S-L)先洗脱。除3-羟基苯和4-羟基苯的疏水参数较小,但其取代的β-丙氨酸衍生物的保留时间较长、分离因子较小外, 其他疏水参数大的取代基的β-丙氨酸衍生物保留时间都长于疏水参数小的取代基的β-丙氨酸衍生物。该文同时测定了R -和S-β-丙氨酸的对映体过剩值。     

High Performance Liquid Chromatography of Low Molecular Weight Proteins on a Non-Ionic Macroreticular Polystyrene Resin

Abstract

A high performance liquid chromatography system is presented for analytical and preparative separation of proteins. The method utilizes a macroreticular polystyrene resin having no specific functional groups, and proteins are eluted by the use of linear gradient of acetonitrile (20% ?75%, v/v) in 0.1% (v/v) trifluoroacetic acid. In this standard elution system, twenty proteins having a molecular weight of 4,200–58,000 and an iso-electric point of 3.9–11.0 have been chromatographed successfully within 80 min. The method allows a rapid, sensitive, and high resolution separation of relatively low molecular weight proteins, where the isolated proteins can be used for subsequent biochemical determinations.     

改良的QuEChERS结合高效液相色谱-串联质谱同时测定水产品中7种阿维菌素类药物残留

建立了改良的QuEChERS结合高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)同时测定水产品中7种阿维菌素类药物(阿维菌素、伊维菌素、多拉菌素、塞拉菌素、乙酰氨基阿维菌素、莫西菌素和埃玛菌素)的分析方法。样品经0.2%(v/v)氨化乙腈提取,3 g无水硫酸镁和2 g无水硫酸钠除水剂和沉淀蛋白质,100 mg十八烷基硅烷(C18)和500 mg无水硫酸镁净化。以0.1%(v/v)甲酸乙腈(含5 mmol/L乙酸铵)-0.1%(v/v)甲酸水溶液(含5 mmol/L乙酸铵)为流动相,采用Varian Pursuit ULTRA C8色谱柱(100 mm×2.0 mm,2.8μm)进行分离。在加热电喷雾离子(HESI)源、正离子模式下采用多反应监测模式检测,基质匹配标准曲线外标法定量。阿维菌素、伊维菌素、多拉菌素、塞拉菌素、乙酰氨基阿维菌素和莫西菌素在2~200μg/L范围内、埃玛菌素在0.2~20μg/L范围内呈线性相关,相关系数(r)均≥0.997 2,水产品中阿维菌素类药物的加标回收率为71.6%~112.8%,相对标准偏差(RSD)为4.7%~13.1%,不同水产品的基质效应均小于15%。阿维菌素、伊维菌素、多拉菌素、塞拉菌素、乙酰氨基阿维菌素和莫西菌素的定量限均为5μg/kg,埃玛菌素的定量限为0.25μg/kg。该法操作简便,重复性好,适用于水产品中7种阿维菌素类药物残留量的同时测定。