适于双向电泳分析的苹果叶片蛋白质提取方法

为了探索适用于双向电泳(2-DE)分析的苹果叶片蛋白质提取方法,比较了三氯乙酸(TCA)/丙酮沉淀法、二硫苏糖醇(DTT)/丙酮法、Tris-HCl提取法和改良的Tris-HCl提取法等4种蛋白质提取方法。以7 cm、pH 3～10的线性固相pH梯度(immobilized pH gradient,IPG)胶条作为第一向电泳,以十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)(12.5%的分离胶)作为第二向电泳,对提取物进行2-DE分离,采用银染显色。结果表明,上述4种方法在2-DE图谱上分别得到140,215,181和616个蛋白质点。其中以改良的Tris-HCl提取法得到的蛋白质点数最多,且背景清晰、图谱上没有明显的横纵条纹。为了进一步验证改良的Tris-HCl提取法的有效性,用18 cm、pH 3～10的线性IPG胶条和12.5%的分离胶对提取的苹果叶片蛋白质进行2-DE分离,考马斯亮蓝R-250染色,共检测到455个蛋白质点,其相对分子质量主要分布在14000～66000范围内,图谱背景清晰,再次证明应用该方法制备的样品适用于双向电泳分析,可用于苹果叶片的蛋白质组学分析。     

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.     

Different protein expression of myocardium from Chinese mini-swine model of myocardial infarct

High-resolution two-dimensional gel electrophoresis (2-DE), followed by computer-assisted image analysis was used to screen protein patterns of normal and infarcted myocardial tissues for quantitative and qualitative differences in protein expression. In the gels of pH 5–8 immobilized pH gradient (IPG) strips, 851 protein spots were detected in normal myocardial tissue and 1 032 protein spots were resolved in infarcted myocardial tissue. Thirteen protein spots only expressed in normal myocardial tissue, and 14 protein spots only expressed in infarcted myocardial tissue. Results also showed that 49 protein spots displayed quantitative changes in expression between normal and infarcted myocardial tissue. Eleven protein spots were subjected to mass spectrometry (MS) analysis and seven proteins were identified by peptide mass fingerprinting (PMF). These proteins may be involved in cardiovascular injury, and could play an important role in the treatment of coronary heart disease. __________ Translated from Chemical Journal of Chinese Universities, 2006, 8(27): 1467–1471 [译自: 高等学校化学学报]     

Differential Proteomic Analysis of Neonatal Cardiomyocytes in Response to β-Adrenergic Receptor Stimulation

β-Adrenoceptors(β-ARs) play a critical role in regulating cardiac functions under both physiological and pathological conditions. To further explore the mechanisms through whichβ-ARs perform its actions, proteomic approaches were adopted to study the global protein patterns in cultured neonatal rat cardiomyocytes exposed to isoproterenol(ISO). A modified method, "Mirror Images in One Gel", was used to improve the reproducibility and resolution power of two-dimensional electrophoresis. A 2-DE map with a good reproducibility was obtained in which 1281 ± 70spots were detected and about 1191 e 54 spots were matched, with an average matching rate of 92. 9%. Nine proteins with significant changes were identified by using peptide mass fingerprinting(PMF) data obtained via MALDI-MS.     

Establishment of “one-piece” large-gel 2-DE for high-resolution analysis of small amounts of sample using difference gel electrophoresis saturation labelling

Large-gel two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) is the method of choice for high-resolution proteome analysis of complex protein mixtures. Until now, however, the advantages of large 2-DE in combination with multiplexed fluorescence dye protein labelling has been complicated by the separate handling and analysis of the second-dimension gels. Therefore, we adapted the large 2-DE procedure allowing us to run “one-piece” large 2-DE gels (40 cm × 30 cm) in the second dimension for high resolution proteome analysis. Here, we show that in combination with fluorescence dye protein saturation labelling “one-piece” large 2-DE enables analysis of small amounts of sample (3 μg protein) for high-resolution proteome analysis.     

基于在线二维色谱的不同生长时期鹿茸的比较蛋白质组分析

建立了基于在线二维弱阴离子交换色谱-反相液相色谱(2D-WAX-RPLC)的蛋白质分离系统,并用于不同生长时期鹿茸的比较蛋白质组分析。以5种标准蛋白质的混合物为样品,考察了系统的重现性。通过改变标准蛋白质之间的浓度比,研究了该系统进行蛋白质相对定量的能力。在此基础上,针对4个不同生长时期的鹿茸样品,分别采用5种不同的方法进行蛋白质提取,经2D-WAX-RPLC分离后,收集各生长时期对应蛋白质的峰高最大比超过2的组分。酶解后,采用微柱反相液相色谱-串联质谱(μRPLC-MS/MS)进行肽段的分离鉴定;共从9个差异蛋白质峰中鉴定到了22个差异蛋白质。研究结果表明,利用基于蛋白质水平的在线二维液相色谱分离技术找寻差异蛋白质,具有重现性好、自动化程度高等优点,可用于开展比较蛋白质组学的研究。     

基于不同提取方法的水稻叶片蛋白质组的二维液相色谱分离及高分辨质谱分析

建立了酚法提取-二维液相色谱分离-高分辨质谱分析水稻叶片蛋白质组的方法。水稻叶片蛋白质经过酚法提取,酶解肽段脱盐后用离线反相-反相二维液相色谱分离,然后用线性离子阱/静电场轨道阱组合式高分辨质谱分析,共鉴定到2712种蛋白质。比较了液相色谱分离系统（一维液相色谱与二维液相色谱）和水稻叶片蛋白质提取方法（酚法、十二烷基硫酸钠法（SDS法）和三氯乙酸/丙酮法（TCA/丙酮法））对鉴定蛋白质数量的影响,结果表明：在二维液相色谱条件下,酚法、SDS法和TCA/丙酮法鉴定到的蛋白质数目为2712、2415和1914,分别是一维液相色谱条件下鉴定到的蛋白质数目的2.7、2.5和1.9倍。二维液相色谱条件下,酚法鉴定到的蛋白质数目比SDS法和TCA/丙酮法分别多297和798。与SDS法和TCA/丙酮法相比,酚法不但鉴定到的蛋白质数量多,而且能够鉴定到一些极端蛋白质,如酸性、碱性及高等电点的蛋白质。此外,对二维液相色谱条件下3种蛋白质提取方法提取到的蛋白质进行生物学功能分类,发现3种方法鉴定到的蛋白质的功能存在互补性,但酚法鉴定到的蛋白质功能种类最多。该法为水稻蛋白质组学研究提供了技术支撑,同时也为其他作物的蛋白质组学研究技术提供重要的借鉴。     

基于液相色谱-质谱联用技术的心肌缺血大鼠血清和心肌组织代谢组学

采用异丙肾上腺素诱导心肌缺血大鼠模型,使用液相色谱-质谱法检测血清和心肌中的内源性成分,应用软件对已鉴定的40余种目标成分进行靶向提取,用主成分分析(PCA)、有监督偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)对代谢组学数据进行多维度统计分析,筛选潜在生物标志物。与对照组相比,在心肌缺血模型组大鼠血清、组织中检测出18个差异代谢物,涉及精氨酸和脯氨酸代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、谷氨酰胺和谷氨酸代谢、牛磺酸和亚牛磺酸代谢等多条代谢通路。代谢产物可作为心肌缺血研究中的重要标志物,该研究结果有助于揭示心肌缺血的发病机制,可为临床疾病诊断提供思路。     

An LC-MS/MS method for simultaneous determination of vincristine and verapamil in rat plasma after oral administration of a dual agent formulation

A rapid and sensitive method for simultaneous determination of vincristine and verapamil in rat plasma was first developed and validated, using high‐performance liquid chromatography–tandem mass spectrometry (LC‐MS/MS) in multiple reaction monitoring (MRM) mode via electrospray ionization (ESI). The method, which required a small sample volume (25 µL) of plasma, was linear in the concentration range of 0.5–500 ng/mL for vincristine and 0.1–100.0 ng/mL for verapamil. Finally, the method was successfully employed in a pharmacokinetic study of vincristine and verapamil in rats after an oral administration of a dual‐agent formulation containing vincristine and verapamil. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

Differential Proteomic Analysis of Neonatal Cardiomyocytes in Response to β-Adrenergic Receptor Stimulation

Introduction Adrenoceptors(ARs),membersofthesuperfami lyofG proteincoupledreceptors,arethemostimpor tantreceptorsinvolvedincardiacregulation[1].ARsin cardiacmuscleincludebothαARsandβARssub types,whileinmostmammalianheart,βARsarethe predominantsubtypes.…     

蛋白质组学定量的技术与方法研究进展

蛋白质组学是一门在整体水平上研究细胞内蛋白质组成及其活动规律的新兴学科。定量蛋白质组学是指通过某种方法或技术，对生物样品(细胞、组织或体液等)在某些过程中蛋白质的含量进行比较分析。近几年来，定量蛋白质组的技术发展很快，稳定同位素标记技术的提出，为准确定量在细胞或组织体系中发挥重要功能的低丰度蛋白质提供了一个理想的方法。本文综述了蛋白质组定量分析技术及其最新的研究进展。     

毛细管区带电泳分析五步蛇毒蛋白C激活剂和蛋白C的相互作用

建立了毛细管区带电泳分析五步蛇毒蛋白C激活剂(protein C activator, PCA)与血浆蛋白C(protein C, PC)的相互作用。以未涂层毛细管(60.2 cm(有效长度50 cm)×75 μm)为分离柱,50 mmol/L Tris-HCl(pH 7.4)为运行缓冲液,于198 nm波长下检测。对影响五步蛇毒PCA分离的因素(如缓冲液、离子浓度)及在37.5 ℃下孵育不同时间的五步蛇毒PCA与PC的相互作用进行考察。方法的检出限(以信噪比为3计)为3 mg/L,线性范围为10～300 mg/L。五步蛇毒PCA迁移时间和峰面积的相对标准偏差分别为0.56%和3.8%(n=6)。等体积的五步蛇毒PCA(200 mg/L)与PC(60 mg/L)孵育5 min,其结合率达到最大,且谱图中未见有PC水解的肽链。该五步蛇毒PCA可改变PC空间构象直接激活PC。该方法简单,灵敏度和分辨率高,分析结果为今后快速检测五步蛇毒PCA及其活性提供了重要的理论依据。     

基于质谱的单细胞蛋白质组学分析方法及应用

细胞是生命体的最小组成单位,遗传及外部环境等因素使单细胞异质性广泛存在于众多生物体中。传统的生物学实验获得的结果多是大量细胞的平均测量值,因此在单细胞层面开展研究对于精确理解细胞的生长发育以及疾病的诊断与治疗至关重要。而作为重要的细胞和生命活动的执行者,蛋白质由于其不具备扩增特性,且种类繁多、丰度低、动态分布范围宽,与核酸等其他生物大分子相比,其单细胞组学研究相对滞后。而在所有的检测手段中,荧光检测以及电化学分析方法具有极高的灵敏度,但是囿于其研究通量有限,以及电化学活性依赖,很难成为普适性的单细胞蛋白质组学研究方法。质谱分析作为传统蛋白质组学中最为核心的研究技术,由于其高灵敏、高通量、结构信息丰富等特点,在单细胞蛋白质组学研究中独树一帜。该文综述了近年来基于质谱的单细胞蛋白质组学研究中的代表性方法,根据质谱分析前蛋白质分离方式的差异,将其分为基于毛细管电泳分离、液相色谱分离和无分离手段的直接检测3类方法,在介绍研究现状的同时对这些方法在细胞通量、蛋白质鉴定数目、灵敏度以及方法应用方面进行了总结与比较。最后,基于目前研究中面临的挑战以及发展趋势对基于质谱的单细胞蛋白质组学的研究前景进行了展望。     

Effect of CyDye minimum labeling in differential gel electrophoresis on the reliability of protein identification

Differential 2-DE (DIGE) is a widely applied tool for the quantitative analysis of differentially represented proteins. The method involves covalent minimal labeling of proteins prior to their electrophoretic separation using CyDye DIGE Fluor minimal dyes. This methodology creates two different species per protein, the labeled (approx. 1-2%) and unlabeled (approx. 98-99%) ones, which differ in their molecular masses by 434-464 Da, depending on the attached dye. DIGE followed by automated spot picking according to the CyDye coordinates misses in many instances the exact positions where the maximum amounts of the considered proteins are located. This fact leads to a loss in sensitivity of the subsequent MALDI-MS analyses and results in a reduced reliability of protein identification and sequence coverage. In this paper, the migration differences of labeled and unlabeled species are quantified together with the impact of this effect on the certainty of protein identification and sequence coverage investigating proteins up to 90 kDa.     

基于超高效液相色谱-八端口转子阀的微升级预分级系统的建立

复杂生物系统蛋白质组的深度覆盖鉴定得益于近年来快速发展的高效色谱分离和串联质谱分析技术。二维高效液相色谱（2-D HPLC）是实现复杂肽混合物正交分离的有效手段，但其缺点是运行时间长，通常要求肽上样量在毫克级别，且收集时的组分体积大，后续合并流程复杂，而有望替代其的StageTip技术，则由于有限的色谱分离梯度，难以达到充分的正交分离。该文探索了超高效液相色谱（UPLC）和八端口转子阀联用，作为高效、便捷肽段预分离和收集系统的可行性。研究结果显示，将UPLC的高pH反相色谱分馏与在线LC-MS/MS相结合，可以实现高pH和低pH条件下基于肽段不同色谱保留行为的正交互补分离，在蛋白质鉴定方面表现出优越的性能。应用该方法对人肝癌细胞系HepG2进行3次技术重复试验，重复试验间具有非常高的定量重现性（决定系数R²>0.95）。与传统StageTip方法相比，肽段鉴定数提高了23.52%。该分级方法灵活、稳定，能够针对较少的样品开展蛋白质组深度覆盖分析。     

聚(2-甲基-2-噁唑啉)在毛细管电泳分离蛋白质中的应用

毛细管电泳作为一种常见的液相分离技术,因其分析速度快、分离效率高、样品消耗量少等特点,在蛋白质分离分析领域有广泛应用。然而,常用的熔融硅毛细管容易吸附蛋白质,导致电渗流不稳定,分离结果重现性变差;此外,商用毛细管电泳中常用的紫外检测器由于光程短,使得毛细管电泳的检测灵敏度往往不能达到低丰度蛋白质的直接分析要求。因此寻找能够阻止蛋白质吸附、同时能够提高检测灵敏度的涂层是毛细管电泳分离分析蛋白质的重要课题之一。聚（2-甲基-2-噁唑啉）（PMOXA）作为一种类肽类亲水性聚合物,具有与抗蛋白质吸附聚合物聚乙二醇类似的亲水性、抗蛋白质吸附性和生物相容性,而且其类肽结构使之具有较聚乙二醇更好的稳定性,因此近年来在生物质传递、药物载体和阻抗蛋白质吸附等领域得到越来越多的应用。该文主要从两个方面对聚（2-甲基-2-噁唑啉）在毛细管电泳中的应用进行了阐述。一是利用多巴胺作为黏合层将其涂覆在毛细管内壁作为抗蛋白质吸附涂层,这种涂层不仅能成功分离多种蛋白质的混合物（如溶菌酶、细胞色素C、核糖核酸酶A和α-胰凝乳蛋白酶原A）,而且在定量检测奶粉中三聚氰胺、乳铁蛋白的过程中,能阻抗其他蛋白质的非特异性吸附,提高了毛细管电泳对奶粉中三聚氰胺、乳铁蛋白的检测效率。二是将其与具有刺激响应性的聚合物（如聚丙烯酸）构成二元混合刷涂层,在一定的pH和离子强度条件下,涂层可吸附目标蛋白质（如牛血清白蛋白、溶菌酶）,在另一pH和离子强度条件下可将吸附的目标蛋白质全部释放,同时在释放过程中,处于涂层表面的聚（2-甲基-2-噁唑啉）会进一步阻止蛋白质的吸附,释放的蛋白质在电渗流和电泳的双重作用下快速迁移,到达检测器的蛋白质瞬时浓度大大增加,使目标蛋白质得到富集,目标蛋白质的检测信号得到放大,从而达到了提高低丰度蛋白质检测灵敏度的目的。此外,该文还对聚（2-甲基-2-噁唑啉）在毛细管电泳分离蛋白质中的未来发展趋势进行了展望。     

Mass spectrometry-based survey of age-associated protein carbonylation in rat brain mitochondria

There is a body of evidence lending credence to the idea that oxidative stress may be responsible for age-related deleterious changes in brain function, and that protein carbonylation is a potential marker for such changes. An investigation of oxidative damage to mitochondrial proteins from aged rat brains was done using gel electrophoresis coupled with carbonylation-specific immunostaining. Six proteins that appeared to be susceptible to oxidative modification were identified by in-gel trypsin digestion followed by matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry and tandem mass spectrometry. Two subunits of the H(+)-transporting ATP synthase, adenine nucleotide translocator, voltage-dependent anion channel, glutamate oxaloacetate transaminase, and aconitase were identified as likely targets of age-associated carbonylation.     

色谱技术在药物-血浆蛋白相互作用研究中的应用进展

小分子药物进入人体血液循环系统后与人血清白蛋白(HSA)、α1-酸性糖蛋白(AGP)等血浆蛋白存在广泛的相互作用,这些相互作用深刻影响药物在体内的分布及其与靶标蛋白的结合,进而影响药物效应的发挥.深入探究药物与血浆蛋白间的相互作用对于候选药物的成药性优化、新药研发、联合用药的风险评控等意义重大.而发展高效、灵敏、准确的...     

尺寸排阻-反相液相色谱-质谱联用技术在大鼠肾脏翻译后修饰蛋白质鉴定中的应用

LC-MS联用技术在蛋白质组学研究中具有重要的作用,但是在复杂的生物体系中,由于样品的高度复杂性和其中蛋白质含量的巨大差异,执行全面且无倾向的蛋白质组分析是一项挑战。因此,在液相色谱分离中采用基于不同原理的色谱分离方法来降低蛋白质样本的复杂度,并对微量蛋白质进行富集,对后续采用质谱方法进行信息的采集和深入分析至关重要。在这里我们开发了一种基于尺寸排阻色谱(SEC)与反相液相色谱(RPLC)结合的新方法来进行复杂体系蛋白质的分离和鉴定,特别是对于微量蛋白质的分析。首先使用SEC对蛋白质进行分离和富集,并酶解成多肽,再通过RPLC-MS联用的方法对酶解后的多肽进行分离和鉴定。结果显示使用上述方法可以有效降低蛋白质样本的复杂度,并有效提高微量蛋白质的鉴定能力,可从大鼠肾脏鉴定出23621个肽段及1345个蛋白质,比常规的二维强阳离子交换-反相液相色谱法(2D SCX-RPLC)鉴定到的肽段及蛋白质分别多出69%及27%。此外,该方法对肾脏翻译后修饰(PTM)蛋白质的鉴定显示出更多的优势,翻译后修饰的多肽鉴定率显著增加,特别是磷酸化肽段的鉴定效率可达到靶向富集策略的水平。在此展示的SEC-RPLC-MS可以更好地了解蛋白质翻译后修饰对肾脏的影响,最终将有助于增加我们对正常的生理性肾功能以及病理过程机制的理解。     

Comparative study of differential flow and cryogenic modulators comprehensive two-dimensional gas chromatography systems for the detailed analysis of light cycle oil

The modulator is the key point of comprehensive two-dimensional gas chromatography (GC×GC). This interface ensures the sampling and transfer of the sample from the first to the second dimension. Many systems based on different principles have been developed. However, to our knowledge, almost only cryogenic modulators are used in the petroleum industry. Nevertheless cryogenic fluids represent some disadvantages in term of safety, cost and time consuming. This paper reports a comparative study between differential flow and cryogenic liquid modulators for the detailed analysis of hydrocarbons in middle distillates type light cycle oil (LCO). Optimization of geometrical dimensions of a set of columns was carried out on the differential flow modulator system in order to reproduce the quality of separation of cryogenic modulation. Then a comparative study was investigated on sensibility and resolution (separation space and peak capacity) between the two systems.