三线性分解算法对液相色谱-质谱联用仪多样本测定数据分辨适用性的比较

从三线性分解算法对液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)多样本测定数据分辨的适用性角度入手,探讨了双线性和三线性分解算法的实际应用效果、存在的问题及其解决方案。本文选择含有低丰度肽段和高干扰背景信号的代表性测定数据进行测试。结果表明,双线性方法不具有分辨唯一性,不能分离LC-MS多样品测定数据存在的背景干扰,从而不适用于低丰度肽段问题的分析。常规的三线性分解算法难以满足质谱信号具有的数学特性--稀疏性,分辨结果并不完全可靠。本文提出了具有非负约束的交替三线性分解(non-negative alternating trilinear decomposition, NNATLD)新算法用于LC-MS多样本测定数据分辨及数学分离,能够很好地适应质谱的数学特性,且具有计算资源节约和收敛速度快等特点。     

交配与未交配三疣梭子蟹肝胰腺蛋白质组学的初步分析

采用双向电泳和基质辅助激光解析串联飞行时间质谱(MALDI-TOF/TOF)研究三疣梭子蟹交配与未交配雌性个体肝胰腺蛋白质表达.使用PDQuest软件分析双向电泳凝胶图像,结果显示:交配组和未交配组凝胶图像上分别能检测到(400±25)和(530±16)个蛋白点,其中共有15个蛋白点表达量有显著性差异(P0.05).与未交配组相比,交配组三疣梭子蟹肝胰腺中6个蛋白点的表达量显著性上升.经质谱鉴定为:磷酸丙糖异构酶、磷酸丙酮酸水合酶、过氧化氢酶、δ-谷胱甘肽S-转移酶、ATP合酶α-亚基和胰凝乳蛋白酶.此外,交配组三疣梭子蟹肝胰腺中9个蛋白点的表达量显著性下降.经质谱鉴定为:延伸因子2、长链酰基CoA脱氢酶、假血蓝蛋白1、假血蓝蛋白2、异柠檬酸脱氢酶、线粒体乙醛脱氢酶X、转酮醇酶、血蓝蛋白α-亚基和腺苷高半胱氨酸酶A.该结果可为揭示三疣梭子蟹卵巢发育机理提供重要参考.     

纳米二氧化硅影响人肺癌细胞的定量糖蛋白质组学研究

纳米二氧化硅(纳米SiO₂)是一种正在规模化生产的纳米材料, 无定型纳米SiO₂因其吸入和口服对生命体不会造成直接的危害被认为是生物安全的纳米材料, 已被广泛用于疾病诊断、生物分析和成像、药物载体等的研究中, 导致其进入人体的方式日益增多, 因此它对人体健康影响的研究对于其作为生物材料真正实现广泛应用尤为重要. 本文采用肼化学方法为基础的定量蛋白质组学对无定型纳米SiO₂进入人肺癌细胞后产生的影响进行了分析, 结果表明其进入细胞后, 导致细胞内的平衡状态发生变化, 从而影响了细胞内许多重要的蛋白质的表达水平. 部分跨膜蛋白质表达的变化对纳米SiO₂进入细胞的途径的阐明有一定的指导意义.     

在镉盐胁迫下用蛋白质组学技术筛选与鉴定海兔亚口腔神经节的差异蛋白质

以蓝斑背肛海兔(Notarcus leachii cirrosus Stimpson, NLCS)的口腔神经节(Buccal ganglion, BG)为研究对象, 按BG形态对称性, 解剖成亚BG(sub-BG, SBG), 并分为左SBG和右SBG, 简称为LSBG和RSBG. 用双向凝胶电泳(2D-PAGE)技术优化分离LSBG和RSBG全蛋白质, 并采用蛋白质组学和数据库比对技术筛选与鉴定差异蛋白质. 实验结果表明, LSBG和RSBG之间的差异蛋白质主要由活性多肽的前体蛋白或降解后大片段多肽组成, 它们对维持BG的生理功能起着重要的作用. 在急性镉盐(10 μg/mL)胁迫下, NLCS的LSBG和RSBG表达了由镉盐诱导的差异蛋白质, 并采用蛋白质组学技术分别分离、筛选和鉴定, 其主要的差异蛋白质有下调的肌球蛋白、钙结合蛋白、上调的热休克蛋白和硫氧还蛋白. 这些蛋白质可能与BG细胞抗镉毒性有关, 部分差异蛋白质适合于监测镉盐污染且开展毒理学研究的蛋白指示物.     

带喷头混合型毛细管色谱柱的制备及其在蛋白质组分离分析中的应用

本研究制备了一种应用于液-质联用（LC-MS）系统中的带喷头混合型毛细管色谱柱．用标准蛋白和酵母蛋白胰蛋白酶酶切溶液考察了其在LC—MS中的离子化效率、毛细管色谱柱分离性能和寿命,并与直接填充型毛细管色谱柱的色谱性能进行比较,未见显著性差异．将制备的带喷头混合型毛细管色谱柱应用于鼠肝蛋白组的分析,在假阳性率为1％的条件下鉴定到1262个肽段,归属于513个蛋白簇．通过对鉴定蛋白质理化性能的统计分析,其等电点和分子量分布高于一般两维凝胶电泳的范围．实验结果还表明该混合型毛细管色谱柱在肽段的理化性能上没有偏性,可以广泛应用于蛋白质组学的研究中．     

基于活性的蛋白质组分析

众多物种基因组解码工作的完成极大地丰富了我们对这些生命体系组成复杂度的认知, 然而下一个更为严峻的挑战是如何快速准确地解析这些基因编码蛋白的分子功能, 这也是当前蛋白质组学领域亟待解决的一个重要科学问题. 基于活性的蛋白质组分析是近些年来一项新兴的技术平台, 它致力于在复杂的生命体系中系统地鉴定某类具有特定功能的蛋白质分子. 在本篇短综述中, 我们将对该化学生物学技术的发展做一个简要的回顾, 重点介绍该技术在未知蛋白的功能解析、小分子抑制剂的筛选以及活性小分子靶标蛋白的鉴定等方面的工作, 最后将对该技术未来发展的走向及其拓展应用做前瞻性的讨论.     

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。     

基于质谱的蛋白质组学技术在食品真伪鉴别及品质识别方面的应用

蛋白质组学作为后基因组时代的一个新研究方向,近几年发展迅速,目前已应用于多个领域,在食品品质检测和安全控制方面成为有力的研究工具。蛋白质组学为食品科学的相关研究打开了新思路,不仅可以鉴定蛋白质种类,还可进行蛋白质定量,为分析不同物种、产地、成熟阶段的食品蛋白质组分和含量提供了可能。蛋白质组学研究手段多样,质谱是常用技术之一。该文介绍了蛋白质组学的概念、分类、研究技术以及常见蛋白质数据库,综述了基于质谱的蛋白质组学技术在真伪鉴别和品质检测方面的应用,涉及海鲜、肉制品、奶制品、保健食品及高附加值食品等多种食品,并对蛋白质组学的发展进行了展望。     

色谱及毛细管电泳最新研究亮点

教授,博士生导师,70年8月出生。1992年7月于贵州大学化学系获理学学士学位,1995年7月于南京大学化学化工学院获理学硕士学位,1998年7月于中国科学院大连化学物理研究所获理学博士学位。2000年1月至2002年1月,日本兵库大学(University of Hyogo)日本学术振兴会（JSPS）特别研究员。2002年8月至2005年11月,加拿大滑铁卢大学（University of Waterloo）博士后。2005年12月起任南京大学化学化工学院教授,2006年3月起为博士生导师;2008年入选教育部“新世纪人才计划”,2011年4月起任滑铁卢大学兼职教授。第五届《色谱》杂志编委。主要研究方向：以液相色谱、毛细管电泳和生物质谱为核心技术,发展创新性生物分子识别、富集、分离、检测和鉴定新原理、新技术和新方法。合著专著1本,发表论文70余篇,SCI引用1000余次,申请专利5项     

应用毒理蛋白质组学技术研究多环芳烃类物质诱导气道上皮细胞毒理作用的机制

为了更好地理解苯并芘(Benzo(a)pyrene, B(a)P)在气道细胞诱导的毒理作用机制. 应用二维凝胶电泳(two-dimensional electrophoresis, 2-DE)分离B(a)P处理组(B(a)P-A549)、对照组(DMSO-A549)的总蛋白质, 图像分析识别差异表达的蛋白质点, 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)鉴定差异蛋白质点, Western blot验证差异蛋白热激蛋白27 (heat shock protein 27, HSP 27)以及锰超氧化物歧化酶(Mn superoxide dismutase, Mn SOD)的表达, 使用0.1, 1, 10 μmol/L B(a)P处理A549细胞, 应用Western blot及RT-PCR检测各组细胞中Mn SOD的表达, 检测各组细胞中总抗氧化活性(total antioxidant capacity)、总SOD活性(total activity of SOD)、过氧化氢酶活性(catalase activity, CAT)、谷胱甘肽还原酶活性(glutathione reductase, Gr). 本研究首先建立了B(a)P处理组、对照组的2-DE 图谱, 质谱鉴定了23个差异蛋白质, Western blot 证实HSP 27及Mn SOD的表达水平在B(a)P处理组中较对照组明显下调|使用0.1, 1, 10 μmol/L B(a)P处理A549细胞后, 发现随着B(a)P的浓度升高, 虽然Mn SOD的表达及SOD活性出现先诱导后抑制的现象, 但CAT及Gr活性的增高依然提高了机体的总抗氧化活性. 研究结果提示: HSP 27及Mn SOD 与B(a)P在气道细胞诱导的毒理作用相关, CAT及Gr在对抗B(a)P带来的氧化损伤方面可能具有十分重要的作用.