基于纳米结构材料的磷酸化蛋白/多肽富集和分析

蛋白质磷酸化是最为广泛的翻译后修饰之一。在生物体液或组织中,许多低丰度的磷酸化蛋白和磷酸化肽是具有高度临床灵敏性和特异性的生物标记物,这些生物分子对许多疾病的检测和病理的阐释可能提供重要的信息。因为蛋白质磷酸化动态可逆且磷酸化蛋白丰度很低,所以很难直接从复杂的生物样品中直接检测到磷酸化蛋白和磷酸化肽。纳米结构材料因其大比表面积、丰富的活性亲合位点和特殊结构,在磷酸化肽和磷酸化蛋白的分离和富集方面已经引起了特别的关注,并成为目前磷酸化蛋白质组学富集和鉴定方面的研究热点。许多介孔、磁性、杂化或化学修饰的亲合材料被研发并用于磷酸化蛋白/多肽的富集与分离;此外,一些多功能纳米结构材料也被研发并用于蛋白质组学中磷酸化蛋白/多肽的快速高效的富集提纯。在这篇综述中,我们专注于纳米结构材料在磷酸化蛋白/多肽富集和提纯方面的最新进展。     

富集分离质谱检测磷酸化肽新材料与分析方法进展

本文对2005年以来,金属离子和金属氧化物亲和色谱材料及其他特别材料结合质谱检测,用于富集分离测定磷酸化肽及磷酸化蛋白的分析方法进行评述。引用文献119篇。     

乙酰化蛋白的质谱鉴定研究

报道了两种生物质谱技术ESI-MS和MALDI-MS在鉴定乙酰化修饰蛋白BSA-ac中的应用研究结果. 乙酰化修饰蛋白通过特征碎裂峰m/z 126.1或MS/MS质谱图中相差一个赖氨酸的相邻b或y离子之间170 Da分子量的差异确证赖氨酸乙酰化修饰, 并且后者提供具体修饰位点信息. 研究提示ESI-MS和MALDI-MS两种质谱技术均可用于鉴定实际复杂样品中的乙酰化蛋白, 且在乙酰化蛋白的鉴定中各有其优点.     

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.     

血清磷酸化肽的分离富集和质谱定量及其作为潜在肿瘤标志物的评价

血清中磷酸化肽种类和浓度的变化既能反映人体内蛋白质水解酶活性的变化,又能反映蛋白质翻译后磷酸化的水平,业已成为肿瘤标志物寻找和发现的重要目标。因而,血清中磷酸化肽的鉴定及其定量分析在具有临床应用价值的肿瘤标志物的筛选与发现中起着重要作用。由于血清中的内源性磷酸化肽丰度极低,在质谱分析中的离子化效率不高,且受到来自高丰度非磷酸化肽和蛋白质的信号抑制及干扰,血清中磷酸化肽的质谱定量分析是分析化学研究中的一个巨大挑战。文章对血清磷酸化肽的分离富集、质谱定量分析及其作为肿瘤标志物的筛选和评价等3个方面的研究进展进行总结、评述,并展望该领域的未来研究趋势和应用前景。     

色谱技术分离蛋白酶解和蛋白/多肽的研究进展

本综述点评了最近十年应用色谱技术解决蛋白酶解和蛋白/多肽分离的一些最新进展,涉及的研究工作大多来自中国科学家的报道.所评论的研究进展主要包括有微酶解反应器技术、先分离蛋白酶解混合肽段的bottom-up技术和先分蛋白再分离酶解后肽段的top-down技术.简而言之,微酶解反应器的新技术能够将传统的几小时的酶解时间缩短到几秒钟;而多维多模式或阵列色谱分离的新技术可以非常有效地分离蛋白质组混合物.这些新技术的进步很大程度上促进了蛋白质组学中蛋白/多肽的分离研究.     

基于TMT10-plex等量标记结合SMOAC富集磷酸肽的定量磷酸化蛋白质组性能评价

探索并建立了一种快速、 简便且高通量定量磷酸化蛋白质组的策略, 即采用连续互补的磷酸化富集方法SMOAC(Sequential enrichment of metal oxide affinity chromatography)结合TMT(Tandem mass tag)标记技术定量磷酸化蛋白质组学. 以3例经紫草素处理的及3例正常的人肝癌 HepG2 细胞为实验材料, 经Trypsin酶解后的肽段用TMT10-plex试剂进行等量标记, 标记肽段先经TiO₂富集, 收集包含磷酸化肽段的洗脱液, 接着用次氮基三醋酸铁(Fe-NTA)对TiO₂的流穿液和清洗液进行二次富集, 再次收集包含磷酸化肽段的洗脱液. 整个实验流程做2组, 对其中一组的2次洗脱液分别分析, 另一组的2次洗脱液合并分析. 在SMOAC的2次洗脱液合并分析中鉴定到4263个磷酸化蛋白上超过13000条磷酸化肽, 富集特异性>97%, 其中被定量的磷酸化蛋白为3848个, 占总鉴定量的90%以上. 研究结果表明, SMOAC 能够有效提高磷酸化肽段的鉴定效率, 且能与TMT等量标记试剂结合, 实现对少量蛋白样品的磷酸化蛋白定量分析.     

Ti4+固载的纳米复合硅球的制备及其在磷酸化蛋白分离富集中的应用

采用St?ber法,以四乙氧基硅烷(TEOS)和γ-巯丙基三甲氧基硅烷(γ-MPTS)为前驱体合成了硅球纳米粒子,并结合"巯-烯"点击反应和"一锅法",制备得到固载Ti~(4+)的纳米复合硅球。通过红外光谱、透射电镜等方法对材料进行表征,利用蛋白吸附实验以及凝胶电泳等方法探究了该亲和材料对磷酸化蛋白的分离富集效果。结果表明,该纳米复合材料分散性好,粒径均一,对磷酸化蛋白(α-酪蛋白)的最大吸附容量(12.27μmol/g)远大于非磷酸化蛋白(辣根过氧化物酶,1.12μmol/g),且能从牛奶实际样品中分离富集磷酸化蛋白。     

基于ConA富集和LTQ-FT质谱鉴定的小鼠肝脏内质网N-糖蛋白质组研究

糖基化修饰是生物体内复杂和重要的蛋白质翻译后修饰方式之一.N-糖基化蛋白质在内质网中进行合成的过程中,所有的N-糖链都以甘露糖和葡萄糖结尾,而凝集素ConA对以甘露糖结尾的糖链有较高的亲和性,可以用来富集在内质网中合成的N-糖蛋白质.本文据此提出了一种基于内质网分离和凝集素ConA富集的复杂样品N-糖基化位点研究策略.通过使用高准确度的质谱线性离子阱-傅立叶变换回旋离子共振质谱对N-糖蛋白质进行鉴定,并对N-糖基化位点进行确定.我们采用模式生物C57BL/6J肝脏作为生物样本,在生物水平和质谱水平分别进行了3次重复,共鉴定了212个N-糖蛋白质的323个N-糖基化位点.在这些蛋白中,131个是Swissprot库中已确认的N-糖蛋白质.此方法富集的糖蛋白,糖型统一,有利于样品的分离和PNGaseF酶切作用,提高了鉴定的效率.对鉴定的212个N-糖蛋白质的定位和功能进行了分析,本文鉴定的N-糖蛋白质对现有的鼠肝N-糖蛋白质数据库进行了有效的补充.     

基于纳升电喷雾-轨道阱超高分辨质谱对完整单克隆抗体药物进行分子量测定及糖型鉴定的条件探究

整体分子量测定和糖型鉴定是抗体药物研发及生产中不可或缺的表征内容,而在完整蛋白层面进行测定可获得最为直接的测定结果。实现此类测定有赖于可提供较高分辨能力及质量精度的仪器;测定中涉及的相对复杂的参数设置可能受多种条件的干扰而产生误导性结果。该研究考察了利用纳升电喷雾离子源-轨道阱质谱仪以非变性质谱方式测定完整单克隆抗体药时,仪器分辨率、源内裂解、碰撞诱导碎裂、溶液组成等条件对单克隆抗体药物分子量及糖型测定结果的影响,以期为此类质谱分析提供有益的借鉴。     

基于质谱技术的代谢组学研究及其在中国的发展

代谢组学是关于生物系统代谢物组成及变化规律的科学,是系统生物学的重要组成部分.质谱技术是目前代谢组学研究中最主要的分析手段之一,广泛应用于代谢组学各个领域.本文阐述了基于质谱技术的代谢组学方法及其应用,重点介绍和评论了近年来我国在该领域取得的进步和成果,并对基于质谱技术的代谢组学研究目前存在的问题及未来的发展进行了分析与展望.     

基于流式微球分析技术的超高灵敏度蛋白激酶活性分析

蛋白激酶引发的蛋白质磷酸化在细胞信号转导过程中发挥着极其重要的调控作用。研究表明,众多的人类疾病和蛋白激酶的活性异常密切相关,蛋白激酶也因而成为治疗癌症、炎症和其它免疫调控紊乱等复杂性疾病的重要药物靶点,开发、筛选小分子蛋白激酶活性抑制剂是当前新药研发的重要方向。因此,建立操作简单、成本低廉、灵敏度高的蛋白激酶活性检测方法是实现以蛋白激酶为靶点进行疾病诊断及新药开发的先决条件。传统激酶活性分析方法主要是依赖放射性32P标记或对特定磷酸化     

基于超高效液相色谱-高分辨质谱的非靶向代谢组学技术结合化学计量学对信阳茶树品种差异的研究

基于超高效液相色谱联用高分辨质谱(UHPLC-HRMS)的非靶向代谢组学技术结合化学计量学自动化数据分析策略,分析了信阳地区乌牛早、舒茶早、白毫早、平阳特早、陕茶一号共5个茶树品种的化学成分差异.采用自动化解析方法软件平台对仪器采集的原始信号直接解析,共鉴定出生物碱、儿茶素、酚酸、氨基酸、核苷及黄酮类物质等33种差异性...