培土清心颗粒治疗特应性皮炎的蛋白质组学研究

目的采用血清蛋白质组学方法探讨培土清心颗粒(白术、连翘、白茅根、太子参等)治疗特应性皮炎的作用靶点。方法选择特应性皮炎患者5例,以培土清心颗粒治疗12周,并以健康志愿者5例作为对照。对特应性皮炎患者治疗后的临床核心评价指标包括病情严重程度评分(EASI、SCORAD)、瘙痒程度评分、患者自评(POEM)、生活质量指数等进行评估。采用数据非依赖采集质谱(DIA-MS)技术检测血清样本,并根据P<0.05、变化倍数(Fold Change)>1.2筛选出特应性皮炎患者与健康人群的血清差异蛋白,以及培土清心颗粒治疗前后特应性皮炎患者的血清差异蛋白。对差异蛋白进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析。结果(1)与治疗前比较,特应性皮炎患者治疗后的临床核心评价指标包括病情严重程度评分(EASI、SCORAD)、瘙痒程度评分、患者自评(POEM)、生活质量指数等均得到明显改善,差异均有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。(2)健康对照组及特应性皮炎组共分析出28个差异性蛋白,其中12个蛋白表达水平上升,16个蛋白表达水平下降,包括ALAD(δ-氨基乙酰丙酸脱水酶)、LTA4H(白三烯A-4水解酶)、CA1(碳酸酐酶1)、F11(凝血因子XI)、LCP1(淋巴细胞胞浆蛋白1)等。主要涉及PI3K-AKT信号通路、脂质与动脉粥样硬化、ECM-受体相互作用、血小板活化、NF-κB信号通路、中性粒细胞外陷阱形成等信号通路。(3)特应性皮炎患者经培土清心颗粒治疗前后共分析出12个差异蛋白,其中8个蛋白表达水平上升,4个蛋白表达水平下降,包括ALAD、FGA(纤维蛋白原α链)、IGHV3-64D及IGHV3-38等。主要涉及脂质与动脉粥样硬化、补体途径、金黄色葡萄球菌感染、NF-κB信号通路、流体剪切应力与动脉粥样硬化等信号通路。(4)ALAD、FGA、IGHV3-64D等3个蛋白靶点在特应性皮炎患者中的表达显著下调,而在培土清心颗粒治疗后显著上调。结论差异表达蛋白ALAD、FGA、IGHV3-64D可能是培土清心颗粒治疗特应性皮炎的作用靶点,为进一步实验验证奠定了基础。

基于头发蛋白质组学区分个人特质的方法学探究

目的头发是一类重要的皮肤附属物,主要由角蛋白和角蛋白相关蛋白等组成。不同种族及性别样本的头发蛋白质组成和占比存在差异,且目前缺乏高效率提取头发蛋白的方法。本文探究基于定量头发蛋白质组学方法,旨在探索该方法区分不同个体的可能性。方法以3例头发样本,对样品处理方法和裂解缓冲液进行探究,发展一种名为PLEE(PTM lab for protein extraction from hair with high efficiency)的稳定、高效的头发蛋白质提取方法,对7例人发样本,以PLEE法进行提取,结合胶内消化方法进行蛋白质组学实验,产出蛋白质组学数据,分析个体间的头发蛋白质组成及占比。结果共鉴定274种蛋白质,共有的蛋白质107种,非共有蛋白质种类在57~119,部分样本存在独特鉴定蛋白。使用共鉴定107种蛋白质进行定量蛋白质组分析,通过聚类和主成分分析,可将各样本进行区分,且技术重复样本可聚在一起,表明流程的稳定性。另外,筛选出10个关键蛋白(KRT33A、KRTAP9-6、KRT83、KRTAP7-1、KRT32、BLMH、KRT38、KRTAP11-1、NPAS1、KRTAP4-3)在不同个体之间差异比较大且在同个体中蛋白质鉴定稳定。结论不同个体的头发蛋白质组成存在差异,筛选出的10个蛋白质有望作为区分个体特质的关键蛋白,在个体识别、刑侦方面具有重大的应用潜力。

蛋白质组学质谱平台肽段可检测性预测研究进展

生物质谱是蛋白质组研究中的核心技术之一,可以实现大规模、高通量的蛋白质定性和定量分析。由于样品和实验过程自身的复杂性,质谱实验的重复性还存在一些问题,肽段鉴定和定量结果有很大的随机性,肽段的质谱检测概率问题在蛋白质组研究中,特别是定量蛋白质组研究中备受关注。本文总结了影响肽段可检测性的重要因素,分析了已经提出的计算预测方法,并对其在实验研究中的应用进行了综述。

分离分析技术在蛋白质组学研究中应用的新进展

蛋白质组学研究的核心技术之一是分离分析方法。该综述重点评述了分离分析技术在蛋白质组学研究,即在蛋白质组表达谱构建、翻译后修饰蛋白质组研究、蛋白质复合体和相互作用研究、蛋白质组定量研究中应用的新进展,介绍了各种分离分析方法的优点、应用范围和有待解决的问题。引用文献89篇。

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。

藜芦人参配伍对大鼠肝功能及肝组织蛋白质表达的影响

目的利用差异蛋白质组技术,探讨藜芦人参配伍对肝功能及蛋白质表达的影响。方法大鼠雌雄各半,ig给予藜芦0.27 g·kg-1、藜芦0.09 g·kg-1+人参0.24 g·kg-1、藜芦0.27 g·kg-1+人参0.71 g·kg-1、藜芦0.81 g·kg-1+人参2.13 g·kg-1,每天1次,连续8周。收集血清及肝组织。采用全自动生化仪测定谷草转氨酶(GOT)、谷丙转氨酶(GPT)的水平,并对肝组织进行常规HE染色观察组织病理变化。通过差异凝胶电泳技术(DIGE)分离大鼠肝组织总蛋白,基质辅助激光解吸电离时间飞行串联质谱及数据库查询鉴定差异表达蛋白质。结果血生化指标检测结果表明,只有藜芦0.81 g·kg-1+人参2.13 g·kg-1检测到GOT没有升高的趋势;而GPT明显升高(P<0.05)。病理学结果显示,正常对照、藜芦0.27 g·kg-1、藜芦0.09 g·kg-1+人参0.24 g·kg-1及藜芦0.27 g·kg-1+人参0.71 g·kg-1组大鼠肝组织无明显病理变化;藜芦0.81 g·kg-1+人参2.13 g·kg-1有2例(8.7%)样本分别出现肝窦扩张淤血及淋巴细胞浸润的病理改变。藜芦人参合用前后大鼠肝组织差异蛋白质经DIGE进行分离后,成功获得了分辨率高、重复性好的双向凝胶电泳图谱;经DeCyder6.5软件分析获得差异>1.5倍的蛋白质点共30个;质谱鉴定去冗余后得到4种差异蛋白质,其中二硫键异构酶A3前体和碳酸酐酶Ⅲ明显降低;谷氨酸脱氢酶1及氨甲酰磷酸合成酶1明显升高。结论藜芦0.81 g·kg-1和人参2.13 g·kg-1合用可能影响大鼠肝内与pH自稳、蛋白折叠及氨基酸代谢相关酶的表达。

新型鳞片状聚合物修饰硅胶填料固定化酶的制备及其在蛋白质组鉴定中的应用

利用原子转移自由基聚合法制备了鳞片状聚合物修饰的硅胶填料,将其作为一种新型的固定化酶载体,实现了蛋白酶的高密度固定,从而明显缩短了复杂蛋白质样品的酶解时间。使用标准蛋白质对固定化酶的酶解效率进行了考察,结果表明:鳞片状聚合物修饰的新型固定化酶硅胶填料具有较高的酶解效率,酶解标准蛋白质1 min后,鉴定到肽段的氨基酸序列覆盖率可达95%以上。将该固定化酶硅胶填料成功应用于大肠杆菌全蛋白质的酶解,从2 min酶解肽段的混合物中鉴定到的蛋白质数量超过同样条件下溶液酶解12 h的结果。另外,该固定化酶硅胶填料可以重复使用,其酶解效率具有良好的稳定性和重现性;该固定化酶具有较好的样品回收率,因而可以应用于蛋白质组学研究中。

基于液相色谱质谱联用的蛋白质组非标记定量研究策略的建立及应用

定量蛋白质组研究是蛋白质组研究的热点和难点,而液相色谱质谱技术已经被广泛地应用于蛋白质的定性和定量研究.该研究建立和优化了一种基于液相色谱质谱联用技术的蛋白质组非标记定量方法,并对两种肽段质谱检测计数的归一化算法进行了比较,结果发现ASC法要优于RSC法.最后,将建立的方法应用于肝癌细胞模型HepG2和HepG2-HBx细胞系的差异蛋白质组表达研究.质谱鉴定结果用聚类分析软件Cluster3.0进行分析,最后鉴定出107个重叠蛋白,其中9个蛋白质表达上调(Ratio>1.75),6个蛋白质表达下调(Ratio<0.5),这些蛋白质均与肝癌发生和恶化密切相关.结果表明,该技术操作简单、方便,具有较高的灵敏度和动态范围,利用该方法进行差异蛋白质组研究和发现生物标志物在理论和临床上具有十分重要的意义.

肺癌转移相关蛋白的比较蛋白质组分析与鉴定

采用比较蛋白质组技术对肺巨细胞癌高、低转移株的蛋白质表达谱进行双向电泳分离和MALDI TOF分析 ,并在蛋白质和mRNA水平进行进一步验证 ,成功鉴定了 11个肺癌转移相关蛋白 .其中 ,候选蛋白膜联蛋白1(ANX1)、细胞骨架蛋白 (CK18)、Rho GDP解离抑制剂 1(GDIR)、原肌球蛋白 3(TPMF)、蛋白谷氨酰胺γ 谷氨酰转移酶 (TGLC)和白介素 18(IL 18)在肺巨细胞癌高转移株显著高表达 ,而候选蛋白核氯离子通道蛋白 1(CLI1)、蛋白质二硫键异构酶 (ER6 0 )、肌酸激酶、硫氧还蛋白过氧化物酶 1(PDX1)和热休克蛋白 6 0(CH6 0 )在肺巨细胞癌高转移株显著低表达 .大多数的候选蛋白可通过调控肿瘤细胞的生长、迁移、粘附、凋亡和肿瘤免疫等环节来影响肿瘤细胞的侵袭和转移能力 .迄今为止 ,还未见候选蛋白CLI1和IL 18与肺癌转移相关的报道 。

新型亲水聚合物修饰硅胶颗粒固定化酶的制备及在蛋白质组鉴定中的应用

采用原子转移自由基聚合法制备了亲水聚合物修饰的硅胶颗粒作为一种新型固定化酶载体,在实现胰蛋白酶高密度固定的同时,显著降低了载体材料非特异性吸附导致的样品损失。因此,该固定化酶材料兼具高酶解效率和高回收率的特性。以标准蛋白质牛血清白蛋白(BSA)为样本,使用该固定化酶1 min即可完成酶解,鉴定到肽段对BSA的氨基酸序列覆盖率可达90%以上。该固定化酶材料成功应用于酵母菌全蛋白质复杂样本的酶解,从3min酶解产物中鉴定到666个蛋白质,超过同样条件下溶液酶解12 h的鉴定结果。

我国蛋白质组学研究现状及展望

蛋白质组学是系统研究分子机器、亚细胞器、细胞、组织、器官乃至整体等生物体系内蛋白质全组成及其活动规律的科学,已成为21世纪生命科学的焦点之一。本文简要介绍了蛋白质组学研究背景,我国蛋白质组学研究现状、存在问题和前景展望。

基于温敏型材料的固定化酶的制备及其在蛋白质组快速分析中的应用

蛋白质组学通过规模化鉴定、分析从细胞、组织或有机体中提取的蛋白质,从而获得蛋白表达、修饰、组成和定量的变化信息。在目前最为有效的"鸟枪法"蛋白质组学策略中,固定化酶试剂基质常用固相载体材料,该固定化酶试剂在酶解蛋白质时为异相体系,存在固液界面传质阻力和空间位阻,限制了酶解效率和样品处理通量。针对这一技术瓶颈,本研究利用温敏聚合物对外界温度变化的响应能力,制备了一种新型的基于可溶性温敏聚合物的固定化胰蛋白酶试剂。该固定化酶特有的温度敏感特性,使其具有"高温均相酶解,低温异相分离"的特色,且兼具酶切时间显著缩短、酶可重复利用的优势。BSA 1 min固定化酶解产物肽段的氨基酸序列覆盖率可达94%,高于传统溶液酶解12 h所得覆盖率为(74%)。进一步将该固定化酶试剂应用于HeLa细胞全蛋白质组的酶解,其酶解效果与相同条件下溶液酶解12 h相当。该固定化酶试剂对复杂蛋白质的快速、高效酶解充分证明其在蛋白质组学研究中的应用潜力。

液相色谱-高分辨质谱结合蛋白质组学技术分析曲妥珠单抗耐药胃癌细胞的转录因子

采用基于液相色谱-高分辨质谱的转录因子结合序列串联多拷贝双联DNA结合元件(Concatenated tandem array of transcription factor response elements,catTFRE)Pull down蛋白质组学技术,研究了曲妥珠单抗耐药胃癌细胞的转录因子及其调控作用。以合成的串联转录因子结合序列DNA片段为亲和试剂,用生物素标记,作为"DNA诱饵",通过Pull down富集后,采用液相色谱-高分辨质谱检测捕获的转录因子,基于强度定量法(Intensity based absolute quantification,iBAQ)定量,筛选出与DNA结合活性显著变化的转录因子。利用WebGestalt(2017)数据库对激活转录因子调控的信号通路、家族分类、调控网络及转录因子-靶基因(TFs-targets)进行分析。结果表明,359个转录因子被定量检测,与亲本细胞相比,61个转录因子在曲妥珠单抗耐药胃癌细胞中与DNA结合活性显著变化,其中结合活性增强48个,活性降低13个。激活转录因子属于bZIP、bHLH、homebox、HMG box、Zine finger等家族。KEGG通路富集显示,癌症、MAPK、Wnt、TGF-β、凋亡等多条通路在耐药细胞中显著改变。TFs-targets分析表明,TCF7L2、TCF7、FOXC1、JUN、CYC、FOS、ELK4、NFκB2、DDIT3和ATF2在上皮-间质转化(Epithelial-mesenchymal transformation,EMT)、Wnt、MAPK信号通路促使胃癌曲妥珠单抗耐药过程中发挥重要调控作用,提示靶向这些转录因子所调控的信号通路可能是逆转胃癌曲妥珠单抗耐药的重要途径。

蛋白质组学中质谱数据标准研究进展

质谱分析是蛋白质组学的一项支撑技术。质谱数据处理过程具有多策略、多处理步骤、多种处理软件的特点,数据处理过程中数据格式不统一的问题给数据交换和整合带来了一定的困难,也给质谱分析平台和质谱数据库的建设带来了挑战。研究质谱数据分析中的质谱数据标准,不仅可以系统地梳理归纳目前分析方法中需要使用的全部数据信息,而且有利于质谱数据分析平台的建设。本文介绍了近几年制定的一些质谱数据标准,总结这些标准各自的特点、不足及应用情况,并展望质谱数据标准可能的发展方向。

蛋白质组学研究中傅立叶变换离子回旋共振质谱数据采集方法的比较

探讨了线性离子阱-傅立叶变换离子回旋共振质谱(LTQ-FT)的数据采集模式对蛋白质组鉴定结果的影响,比较和分析了针对不同复杂程度样本的最佳采集模式。对于α-乳清蛋白4种标准蛋白质酶切肽段混合物的简单体系,在傅立叶变换离子回旋共振腔中选3个最强母离子进行选择离子监测扫描后,再实施二级碎裂的方法(SIM3)得到的肽段覆盖率,分别是直接选10个最强母离子进行二级碎裂(FT10)方法得到的肽段覆盖率的1.5～1.9倍。另外,对酵母蛋白酶切肽段混合物的复杂体系鉴定时,只采集双电荷和三电荷母离子进行二级扫描的方法(FT10_23)比单电荷、双电荷和三电荷都采集的方法(FT10_123)得到的图谱鉴定成功率提高64.1%。实验还对不同数据采集模式下图谱的特点进行了考察。本研究表明,针对不同复杂程度的样本,应采取不同的质谱数据采集方法。

深度学习方法在生物质谱及蛋白质组学中的应用

深度学习是近年来机器学习领域最热门的研究方向,尤其是在图像及语音识别、自然语言处理、自动驾驶等方面取得了突破性进展.生物质谱是当今生命科学领域重要的研究工具,尤其在蛋白质组学、代谢组学、生物制药等领域发挥着关键作用.近年来,基于深度学习方法的发展,以生物质谱为核心的蛋白质组学大数据分析将迎来发展新契机.本文综述了深度学习方法在生物质谱数据解析及蛋白质组学研究方面的最新应用.

质谱MRM技术在蛋白质组学研究中的应用

质谱多反应监测(multiple reaction monitoring,MRM)技术是一种基于已知信息或假定信息有针对性地获取数据,进行质谱信号采集的技术,具有灵敏、准确和特异等优点。在基于蛋白组学的生物标志物研究、蛋白质翻译后修饰、定量蛋白质组和蛋白质相互作用等研究领域的应用逐渐受到重视。该文概述了该技术在蛋白质组学研究中的应用特点及其最新应用进展。

串联质谱肽段断裂新技术--电子转移解离及其在蛋白质组学中的应用

电子转移解离(ETD)作为一种新型的肽段序列测定技术,克服了电子捕获解离技术(ECD)中热电子传递和转移时间长的缺点。双离子源技术将供电子的蒽阴离子引入反应体系,直接快速地完成电子转移等一系列反应步骤,同时保留了ECD不断裂微弱的翻译后修饰化学键,得到近乎完全的包含了翻译后各种修饰的肽段序列信息的优势。电子转移解离技术能够分析相对分子质量较大的非酶切肽段,这对于Top-down技术和含有翻译后修饰的大相对分子质量肽段的鉴定具有重要意义。

定量蛋白质组学分析方法

精确测量多个不同生理或病理条件下生物样本中蛋白质表达量的变化是定量蛋白质组学（quantitativeproteomics）研究的重要内容。与传统的蛋白质定量方法（见表1）相比，组学规模的蛋白质定量可以实现在一次实验中对成百上千个蛋白质的定量测定和比较分析，为规模化发现和验证疾病诊断的生物标志物以及发展新的药物靶标提供了重要手段。

成熟前后水牛卵母细胞蛋白质组的初步研究

应用聚丙烯酰胺凝胶电泳联合反相液相色谱-串联质谱(RP-LC-MS/MS)蛋白质组学技术,研究GV期和MII期水牛卵母细胞蛋白质组,以期为揭示水牛卵母细胞体外成熟分子机理、筛选与卵母细胞成熟质量相关蛋白质奠定理论基础。从GV期和MII期水牛卵母细胞中分别鉴定到647和570种蛋白质(FDR<1%)。其中,鉴定相同蛋白质414种;GV期和MII期卵母细胞特有鉴定蛋白质分别为233种和156种。通过谱图计数法获得鉴定蛋白质的半定量信息,从GV期和MII期水牛卵母细胞中筛选到9种高丰度蛋白质。其中8种为相同蛋白质,包括穹窿体蛋白、谷胱苷肽S-转移酶M3、蛋白精氨酸脱亚氨酶6、过氧化物氧化还原酶2、二磷核苷酸激酶B、动力蛋白轻链1、醛糖还原酶、类甘油醛-3-三磷酸脱氢酶同源物2等。热激蛋白90α和谷胱甘肽S-转移酶P分别为GV期和MII期水牛卵母细胞特有的高丰度蛋白质,这些蛋白质可能与水牛卵母细胞成熟过程密切相关。GO(Gene Ontology)和KEGG分析显示,鉴定相同蛋白质主要集中在丙酮酸盐代谢、三羧酸循环(TCA)、糖酵解/糖原生成、磷酸戊糖途径等能量代谢通路,提示水牛卵母细胞成熟过程中可能需要维持高的能量代谢水平,以保证卵母细胞减数分裂的完成。GV期细胞特有鉴定蛋白质主要集中在氧化磷酸化、核糖体以及蛋白酶体等KEGG通路,表明GV期卵母细胞可能具有高的氧化磷酸化和蛋白合成水平,蛋白酶体在推动水牛卵母细胞成熟进程中可能发挥重要作用。MII期细胞特有鉴定蛋白质主要集中在DNA复制和氨基糖、核苷糖代谢等KEGG通路,提示水牛卵母细胞可能在为后续的受精过程和早期卵裂进行遗传物质的准备。综上表明,成熟前后水牛卵母细胞蛋白质表达模式,为进一步深入了解水牛卵母细胞成熟分子机理奠定理论基础。