大鼠急性心肌梗死模型比较蛋白组学的初步研究

建立了大鼠急性心肌梗死模型, 利用二维电泳（2DE）分离正常与梗死心肌组织的蛋白, 得到不同条件下的蛋白质组图谱. 在pH 5～8范围下采用银染方法通常可以检测出超过800个蛋白点. 对比正常心肌组织, 梗死组织31个蛋白表达上调, 18个蛋白表达下调. 我们选择其中具有显著性变化的18个蛋白进行质谱分析, 并通过数据库检索, 成功鉴定了其中的8个蛋白. 其中, Hsp27, HspB6, 超氧化物歧化酶[Cu-Zn], 阿朴脂蛋白A-I, 在急性心肌梗死发病过程中起重要的作用, 可以作为临床诊断的重要标志物, 为急性心肌梗死的治疗提供药物作用靶点.     

人脑枕叶区衰老进程的比较蛋白质组学研究

分别从23岁、64岁、72岁、83岁以及94岁无神经性和精神性疾病史个体大脑皮层枕叶区取样．制备蛋白质样晶．进行双向凝胶电泳(2-DE)、考马斯亮蓝染色、凝胶扫描和Image Master 2D Elite软件分析，每张胶上平均可检测到1000个以上蛋白质点．通过软件半定量分析．进一步研究了衰老过程中枕叶蛋白质的差异表达，发现随年龄增长有7种蛋白质有一致的显著上升或下降趋势．应用质谱进行肽质量指纹图谱(PMF)和／或肽序列标签(PST)分析．数据库检索共鉴定了11种蛋白质．其中有5种具有一致的上调或下调性．包括神经元突触结构蛋白低分子量神经丝蛋白(Neurofilament triplet L protein．NF—L)、参与抗氧化反应的硫氧还原蛋白过氧化物酶(Peroxiredoxin)、三羧酸循环关键酶(顺)乌头酸水合酶(Aconitate hydratase)和糖代谢途径中的关键酶烯醇化酶2(Enolase 2)以及分子伴侣蛋白T复合物蛋白l(T-complex protein 1)．首次建立了正常人脑枕叶区的双向电泳蛋白质表达图谱．针对人脑枕叶区蛋白质在衰老过程中的差异表达进行了研究，并对差异表达蛋白在衰老进程中可能的生物学意义做了探讨．     

乙型肝炎病毒相关性肝癌患者的比较蛋白质组学研究

筛选并鉴定了乙型肝炎病毒(HBV)相关性肝癌的血清差异表达蛋白. 采用蛋白芯片及表面增强激光解吸电离飞行时间质谱(SELDI-TOF-MS)技术对正常人与乙型肝炎病毒相关性肝癌患者术前血清分别进行检测, 共发现了44个差异蛋白, 其中21个上调, 23个下调. 通过高效液相色谱技术分离纯化其中表达差异最明显的蛋白, 并进行质谱鉴定. 通过蛋白功能结果分析表明, 这些蛋白的差异表达可能与乙型肝炎病毒相关性肝癌的发生机制密切相关.     

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.     

蛋白质组学技术前沿进展

蛋白质组学是以生物体系整体蛋白质为研究对象的新的研究领域,已经成为后基因时代中生命科学最重要研究方向之一。 近年来,蛋白质组学研究取得了令人鼓舞的进展,一系列新技术与新方法得到了快速的发展。 本文总结了2013年以来蛋白质组学研究的有关新技术,并对其发展进行了展望。     

缺氧预处理诱导心肌细胞蛋白质组变化的初步研究

缺氧预处理(hypoxia preconditioning, HPC)可模拟缺血预处理(ischemic preconditioning, IPC)对缺血/再灌注心肌的保护作用, 涉及细胞内众多分子事件. 本工作旨在采用双向电泳和质谱分析等蛋白质组分析技术, 发现缺氧预处理后心肌细胞蛋白质整体表达上的变化, 初步分析其与缺氧预处理心肌保护作用的关系. 将原代培养的SD乳鼠心肌细胞分为2组(n＝6): (1)缺氧预处理组(HPC): 将细胞置缺氧仓内短暂缺氧20 min进行缺氧预处理(HPC), 制备心肌细胞蛋白提取物; (2)对照组(control): 细胞置于培养箱内持续常氧孵育至实验结束, 提取蛋白. 采用双向凝胶电泳和图像扫描, 经蛋白样本分离和考马斯亮蓝染色后比较分析, 选取3个差异表达蛋白点进行胶内酶切、肽质量指纹图谱分析和数据库检索. 双向电泳可分离约529±45个蛋白质, 点匹配率约为78%±7.5%. 18种蛋白质在HPC后发生明显表达差异, 其中12种蛋白质表达降低, 6种表达增高. 经质谱分析鉴定出的3种蛋白质分别为myosin light polypeptide 3, nucleoside diphosphate kinase (NDPK)和calreticulin (CRT). 缺氧预处理引起心肌细胞蛋白质组变化, 初步发现其中myosin light polypeptide 3表达下调、nucleoside diphosphate kinase和calreticulin表达增加, 可能通过调节心肌细胞的收缩性、激活G蛋白、调节细胞内Ca^2＋浓度而保护心肌. 本工作通过研究缺氧预处理延迟保护过程中心肌内源性蛋白表达水平的变化, 有助于从细胞水平探讨预处理延迟保护机制.     

选择性反应监测技术在蛋白质组学研究中的进展及应用

选择性反应监测（SRM）技术作为一种重要的定向蛋白质分析技术,通过选择性检测特定母离子和子离子来排除非目标组分的干扰,增强了检测灵敏度和定量准确度,具有选择性高、重复性好、灵敏度高、动态范围宽等优点,已被广泛应用于定量蛋白质组学研究,在生命科学领域发挥着至关重要的作用。本文从分析通量、检测灵敏度、定量方法以及相关软件资源4个方面,对近期SRM技术的研究进展进行了综述。然后,对SRM技术在蛋白质组学研究包括生物标志物验证、蛋白质翻译后修饰研究、生物工程以及信号通路分析等领域中的应用进行了概述。最后,本文对SRM技术的应用以及发展前景进行了展望。     

磷酸化蛋白质组学中的分离富集方法研究进展

蛋白质的磷酸化是一种可逆性的翻译后修饰,在细胞的增值、分化、信号转导以及转录与翻译调控、蛋白质复合体的形成、蛋白质降解等方面发挥着极为重要的作用.因此磷酸化蛋白的鉴定成为翻译后修饰研究的重要内容.但由于磷酸化蛋白的丰度较低, 难以用质谱直接检测.为了解决这个问题,改善质谱对磷酸肽的信号响应, 需要对磷酸化蛋白质或磷酸肽进行富集.本文系统地介绍了磷酸化蛋白组学研究中应用较为广泛和最新建立的各种分离富集方法的原理、特点、应用研究进展,包括抗体富集法、激酶特异富集法、亲和富集法、化学修饰法、多种色谱分离富集方法以及MALDI靶盘富集法.     

不稳定性心绞痛血瘀证的血浆蛋白质组学研究

为了寻找冠心病不稳定性心绞痛血瘀证血浆差异表达蛋白, 探索冠心病不稳定性心绞痛血瘀证的蛋白质组学特点. 采用差异凝胶双向电泳和质谱联用技术对12例冠心病不稳定性心绞痛血瘀证患者和12例健康人血浆进行比较研究. 初步发现了Fibrinogen β chain, Fibrinogen γ chain, α1-Antitrypsin, Haptoglobin β chain, Haptoglobin α2 chain在冠心病不稳定性心绞痛血瘀证患者中高表达, ApoA-IV, ApoA-I, Transthyretin, ApoJ在冠心病不稳定性心绞痛血瘀证患者中低表达. 差异表达蛋白根据功能可分为以下三类: (1)急性时相反应负相蛋白; (2)载脂蛋白; (3)凝血相关蛋白. 冠心病不稳定性心绞痛血瘀证可能与炎症反应、脂代谢紊乱以及凝血功能异常相关.     

基于生物质谱的定量蛋白质组学研究进展

随着蛋白质组研究和生物质谱技术的发展,大规模的蛋白质组相对定量和绝对定量已经成为了解生命活动进程、疾病发生发展过程以及生物标志物筛选和验证的重要策略,并形成蛋白质组学研究领域的一个重要分支：定量蛋白质组学.综述了近年来定量蛋白质组学的研究进展,并对其中的关键技术进行讨论.     

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.     

Proteome analysis of differential protein expression in infarcted rat heart after verapamil treatment

To explore the protein-level mechanism of action verapamil in acute myocardial infarcted rats, the myocardial proteome was analyzed by two-dimensional electrophoresis (2-DE). Compared with the sham-operated group and the infarcted group, the result shows that 8 protein expressions in the verapamil treated group were up-regulated, and 7 protein expressions in this group were down-regulated significantly. Using MALDI-TOF-MS, 15 proteins with significant changes were identified through a database search. These proteins can be divided into 4 groups by their biological function: (1) Energy metabolism and mitochondrial function related proteins; (2) oxidative stress-induced proteins; (3) cytoskeletal Proteins; (4) other proteins. The findings show that the myocardial protective effects of verapamil in the myocardial damage process are related to the recovery of energy supply as well as anti-oxidative stress property. __________ Translated from Chemical Journal of Chinese Universities, 2008, 29 (3) (in Chinese)     

Deceptive responsive genes in gel-based proteomics

The standard method of the global quantitative analysis of gene expression at the protein level combines high-resolution two-dimensional gel electrophoresis (2DE) with mass spectrometric identification of protein spots. One of the major concerns with the application of gel-based proteomics is the need for the analytical and biological accuracy of the datasets. We mathematically and empirically simulated the possibility of the technical regulations of gene expression using 2DE. Our developed equation predicted a detectable alteration in the quantity of protein spots in response to a new protein added in, with various amounts. Testing the predictability of the developed equation, we observed that a new protein could form deceptive expression profiles, classified using prevalent tools for the analysis of 2DE results. In spite of the theoretically predicted overall reduction of proteins that resulted from adding the new protein, the empirical data revealed differential amount of proteins when various quantities of the new protein were added to the protein sample. The present work emphasize that employment of 2DE would not be a reliable approach for biological samples with extensive proteome alterations such as the developmental and differentiation stages of cells without depletion of high abundant proteins.     

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.…     

Carrier Ampholyte Isoelectric Focusing Based Two-Dimensional Electrophoresis in Preliminary Screening of Differential Proteomics Analysis

Two-dimensional electrophoresis is a current method for separating complex protein mixtures of a given sample in different states. In this study an improved carrier ampholyte isoelectric focusing method has been evaluated for its capacity for preliminary screening of expressional proteomics subjects. In comparison with current carrier ampholyte isoelectric focusing, this method showed enough resolution power to display major expressional changes in proteomic samples and demonstrated it can be used as a substitution for the immobiline based isoelectric focusing method.     

Two-Dimensional Electrophoresis-Based Selection of Aptamers Against an Unidentified Protein in a Tissue Sample

A fully automated two-dimensional electrophoresis (2DE) system was employed for DNA aptamer selection against an unidentified protein in a mouse liver tissue extract as a model target. A 2DE-based systematic evolution of ligands by exponential enrichment (2DE-SELEX) was demonstrated for aptamer selection against a single protein spot that was separated on a nitrocellulose membrane. After four iterative 2DE-SELEX cycles, the oligonucleotide pool was sequenced and aptamer sequences were identified. A blotting assay showed that an identified aptamer with a stable stem–loop structure had specific binding activity against the target protein. The 2DE-SELEX was shown to be promising for the development of aptamers against unidentified proteins in complex samples for proteomic analysis and biomarker discovery.

Supplemental materials are available for this article. Go to the publisher's online edition of Analytical Letters to view the supplemental file.     

拟南芥和甜菜夜蛾相互作用的差异蛋白分析

以甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)和模式植物拟南芥(Arabidopsis thanliana)作为研究体系, 应用蛋白质双向凝胶电泳(Two-dimensional gel electrophoresis, 2-DE)分析了在甜菜夜蛾取食诱导条件下拟南芥蛋白表达的差异, 从蛋白质水平揭示昆虫取食诱导条件下植物的化学防御机制. 结果发现, 在昆虫取食诱导条件下, 有28个蛋白发生显著变化, 其中17个蛋白点上调表达, 11个蛋白点下调表达. 利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)对差异蛋白进行了鉴定, 结果发现转酮酶、S-腺苷甲硫氨酸合成酶、二氢硫辛酰胺脱氢酶和脂肪酸合成酶在植物诱导化学防御中具有重要的作用, 其中脂肪酸合成酶与茉莉酸代谢通路相关.     

电离辐射诱导T淋巴细胞的差异蛋白质组学研究

应用电离辐射诱导人类T淋巴细胞白血病Jurkat细胞株, 再经二维凝胶电泳分离不同照射剂量的细胞总蛋白, 研究电离辐射诱导的人类T淋巴细胞白血病细胞蛋白的差异表达. 应用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)进行处理, 得到肽质量指纹(PMF)图谱, 确认6个差异表达蛋白点.     

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。