蛋白质芯片技术及其应用
蛋白质芯片技术及其应用
发表时间：2016-05-24T14:14:25.390Z 来源：《医师在线》2016年1月第2期作者：布威海丽且姆·阿巴拜科日奥布力喀斯木·图尔荪[导读] 新疆维吾尔医学专科学校蛋白质芯片技术是研究蛋白质组的新技术，是高通量、微型化和自动化的蛋白质分析技术。
(新疆维吾尔医学专科学校新疆维吾尔 848000)
摘要：蛋白质芯片技术是研究蛋白质组的新技术，是高通量、微型化和自动化的蛋白质分析技术。该技术在对基因表达、抗原抗体检测、药物开发、疾病诊断等研究方面显示出快速、高效、高通量处理信息的能力。它不仅是蛋白质组学研究中强有力的工具，也是临床应用中疾病早期诊断、预后和治疗效果评测的新手段，其研究成果拓展了与人类健康更加贴近的应用领域。本文主要讲述了蛋白质芯片技术的原理和分类、制作、蛋白质芯片检测、及其在研究中的应用及前景进行了阐述。
关键词：蛋白质芯片、疾病诊断、应用。
1 蛋白质芯片技术
蛋白质芯片又称蛋白质阵列或蛋白质微阵列，它是将大量的蛋白质、蛋白质检测试剂或检测探针作为配基以预先设计的方式固定在玻片、硅片或纤维膜等固定载体上组成密集的阵列，能够高通量地测定蛋白质的生物活性、蛋白质与大分子和小分子的相互作用，或者用于高通量定性和定量检测蛋白质。
2 蛋白质芯片的分类及检测方法
蛋白质芯片是一种高通量、微型化、自动化的蛋白质分析技术，根据其结合被测蛋白的介质不同，可以大致分为两大类:化学型蛋白质芯片和生物化学型蛋白质芯片[1]。
2.1 化学型蛋白质芯片该类芯片的构想来源于经典色谱的介质，芯片上所铺的介质可通过疏水力、静电力、共价键等结合被测样品中的蛋白质，然后用特定的洗脱液去除杂质蛋白而保留感兴趣者。其缺点是特异性较差，但目前仍占已商品化并得到广泛应用的蛋白质芯片中的大部分。这一方法具有样品用量小、操作简便、灵敏度高、高通量等优点。
2.2 生物化学型蛋白质芯片该类芯片的基本原理是将已知的生物活性分子(如抗体、受体、配体、核酸等) 结合到芯片表面，来俘获样品中的靶蛋白。由于生物活性分子的多样性和高度特异性，所以其应用范围和前景都明显优于化学型蛋白质芯片。但由于蛋白质比DNA 难合成，更难于在固相支持物表面合成，且定位于固相载体表面的蛋白质容易因空间构象的改变而失活，造成了该类芯片的开发应用与商品化落后于化学型芯片。
2.3 蛋白质芯片的检测方法
目前在蛋白质芯片检测中应用最广的是荧光染料标记，原理较为简单、使用安全、敏感性高，且有很好的分辨率[2]。用荧光染料Cy3或Cy5直接标记待检测的蛋白质，或用荧光染料标记该蛋白质的二抗，和芯片上的蛋白质结合后，用激光扫描和CCD照相技术对激发的荧光信号检测，用计算机和相应的软件系统进行分析。对于低丰度的蛋白质样品来说，荧光和化学发光的检测方法的灵敏度低，近年来出现的滚环扩增方法对捕获的蛋白质的检测达到了飞摩尔的量级，有望改善荧光检测的灵敏度。蛋白质芯片联合表面加强激光解吸/电离-飞行质谱检测法。表面加强激光解吸/电离-飞行质谱仪具有分析速度快、简便易行、样品用量少和高通量等特点，可直接检测各种体液如尿液、血液、脑脊液、关节腔滑液、支气管洗脱液、细胞裂解液和各种分泌物等。
3.蛋白质芯片的应用
近来在蛋白质的固定、反应和检测等方面的研究进展为蛋白质芯片的走向成熟铺平了道路，许多研究者已经采用蛋白质芯片作为他们研究的工具。目前，蛋白质芯片被研究人员应用到生命研究的各个领域，如利用蛋白芯片发现新的蛋白并且阐明其功能；寻找与疾病有关或直接引发疾病的新蛋白；发现新的药物靶标和肿瘤标记物。
3.1 蛋白质芯片与疾病的诊断
微阵列的ELISAs在疾病的诊断中有广泛的应用前景，可以同时检测生物样本中的多个指标，敏感度高且需要的样本量少，试剂的消耗量少。在聚苯乙烯的96孔板上固定细胞因子抗体，在5～50ul样本中可一次检测9种细胞因子，检测的灵敏度达到1～10pg/ml，目前已有类似的细胞因子抗体芯片出现，一次可以检测50种细胞因子的表达，可以用于观测用药后病人对治疗药物的反应。抗原和抗体的相互作用可以用来发现食物中的变应原，将已知的多种变应原制成芯片，然后用病人的血清和芯片反应，可以及时找到变应原。通过和正常人血清反应芯片的比较，还可以更进一步研究过敏反应的机理，以及为什么不同个体对同种变应原有不同的反应。
3.2 肿瘤标志物的筛选与检测
近几年来，肿瘤的诊断与治疗虽然已经取得了巨大的进步，但是与人们的期望仍有距离，利用蛋白质芯片的高通量优点，可以使肿瘤标记物的发现和确认速度大大加快。Roboz等采用SELDI-TOSMS技术，分析了大肠癌患者与正常对照之间的血清蛋白图谱之间的差异，其中大肠癌患者高表达8.9kD蛋白，而9.3kD的蛋白呈低表达，正常对照组上述两个蛋白的表达情况与患者组正好相反。实验过程中用胰岛素作为内标参照。根据质谱检测结果患者组8.9kD表达量为正常对照组的3倍。实验结果表明8.9kD和9.3kD蛋白可作为检测大肠癌的肿瘤标记物。Rosty等通过对胰腺分泌液的分析发现，67%(10/15)的胰腺癌患者和17%(1/7)的其它胰腺病患者出现16.57kD蛋白的高表达，免疫分析证实为肝癌-肠-胰腺/胰腺炎联合蛋白。该蛋白≥20mg/ml时，患者患胰腺癌的可能性增大。
4 存在的问题和发展前景
蛋白质芯片将为生物化学和分子生物学提供强有力的工具，相对于DNA芯片研究的进展速度，蛋白质芯片的研究进展显得相对滞后，主要有以下问题待解决:(1)寻找材料表面的修饰方法；(2)简化样品制备和标记操作；(3)增加信号检测的灵敏度，如低拷贝蛋白质的检测和难溶蛋白质的检测；(4)高度集成化样品的制备及检测仪器的研制和开发。这些问题不仅为蛋白质芯片技术增加了难度，同时也是蛋白质芯片能否从实验室推向临床应用的关键所在。
随着研究的不断深人和技术的更加完善，如表面化学修饰技术的进步，可以做到在载体上固定多种活性蛋白质；蛋白质工程可获得大量重组高特异性蛋白质用于芯片制作；纳米技术标记的引人可提高芯片检测的灵敏度。蛋白质芯片技术可以对成千上万的蛋白质的活性、功能、相互作用进行分析，并且使检测系统小型化，大大节约了样本和试剂的用量，缩短了检测时间，提高了敏感性，使成本效益比大大降低。蛋白质芯片技术作为一项有着广泛前途的新型技术，一旦投入实际应用，将在21世纪医学中的临床诊断、药物研究、环境检测、食
蛋白质工程的现状发展及展望
蛋白质工程的现状发展及展望 摘要: 蛋白质工程是用分子生物学手段对蛋白质进行分子改造的技术。介绍了蛋白质工程的几种常用方法及其基本原理和研究进展。 关键词: 蛋白质工程;定点诱变; 定向进化 20世纪70年代以来, 对蛋白质的分子改造渐渐进入研究领域, 通过对蛋白质分子进行突变, 得到具有新的表型和功能或者得到比原始蛋白相对活力更高的突变体,对蛋白质的分子改造技术逐渐纯熟。蛋白质工程的主要技术分为理性进化和非理性进化,已经在农业、工业、医药等领域取得了较大的进展。 1.理性进化 理性进化主要是利用定点诱变技术, 通过在已知DNA序列中取代、插入或缺失一定长度的核苷酸片段达到定点突变氨基酸残基的目的。运用该技术已有不少成功改造蛋白质的例子。Markus Roth通过同源性比对和定点突变技术, 对EcoR DNA甲基化酶进行改造,使其对胞嘧啶的亲和性增加了22倍。定点突变还主要应用于蛋白质结构和功能的研究方面。酰基载体蛋白(ACP)的主要作用是在单不饱和脂肪酸的特定位置引入双键, Caho通过定点突变研究, 发现将五个氨基酸残基置换之后的酶, 由6- 16 : 0- ACP脱氢酶变成9- 18 : 0- ACP脱氢酶。Van den Burg利用蛋白同源建模和定点突变技术结合的方法将从Bacillus stear other mophilus分离出来的嗜热菌蛋白酶突变, 得到的突变体稳定性提高了8倍, 100 在变性剂存在的情况下还能发挥作用,但是大部分单个氨基酸的改变对于整个蛋白的影响比较小,很难在高级结构上改变蛋白质的三级结构, 从而造成很大的影响, 所以在定点突变的基础上又出现了许多新的技术, 用于改造蛋白质分子。[1] 2.非理性进化 非理性蛋白质进化, 又称定向进化或者体外分子进化,在实验室中模拟自然进化过程, 利用分子生物学手段在分子水平增加分子多样性, 结合高通量筛选技术, 使在自然界中需要千百万年才能完成的进化过程大大缩短,在短期内得到理想的变异。这种方法不用事先了解蛋白质结构、催化位点等性质, 而是人为地制造进化条件, 在体外对酶的编码基因进行改造, 定向筛选, 获得具有预期特征的改良酶, 在一定程度上弥补了定点诱变技术的不足, 具有很大的实际应用价值。一个比较成功应用定向进化的例子是对红色荧光蛋白的改造。绿色荧光蛋白由于
蛋白质芯片的综述
蛋白质芯片的综述 摘要蛋白质芯片技术是一种高通量、微型化和自动化的蛋白质分析技术，已在多个领域得到应用,如蛋白质组学研究、新药的开发、酶与底物的相互作用和疾病检测等。论文详细介绍了蛋白质芯片技术的原理、芯片介质及蛋白质的固定技术,论述了蛋白质芯片在肿瘤研究，食品检验的应用以及传染病检测中的研究概况。分析了蛋白质芯片的问题以及应用前景。 关键词蛋白质芯片，肿瘤，食品检验，传染病检测，应用 蛋白质芯片的研究工作起始于20世纪80年代,到90年代技术日趋成熟。蛋白质芯片(protein chip)技术因具有高通量平行分析、信噪比较高、所需样品量少,以及可直接关联DNA序列和蛋白质信息等优点,自问世以来,已广泛应用于蛋白质组学、医学诊断学等领域研究,具有广阔的发展。 1.蛋白质芯片介绍 1.1 技术原理 蛋白质芯片是由固定于不同介质上的蛋白微阵列组成,这些蛋白包括抗原、抗体及标志蛋白,然后用标记的或未经标记的另外一个蛋白,如抗原、抗体或配体进行反应,有的需要经洗涤后再加入标记的二抗进行反应,从而达到放大抗原抗体反应的目的。所用的标记物有荧光物质,如Cy3(青色素,一种荧光染料)和Cy5等;酶,如辣根过氧化物酶,化学发光物质等;其他分子,如免疫金标记,然后再进行银染对反应结果显色。反应结果用扫描装置进行检测或用肉眼直接进行观察。 1.2 蛋白质芯片的介质 目前作为蛋白芯片的介质有滤膜类、凝胶类和玻璃片类,前2种介质的优点是能够保持所固定的蛋白的三维结构,但缺点是由于其质地较软,所以不能满足机械点样的强度,同时凝胶类的蛋白质芯片所点样品容易发生扩散。玻璃片的优点是成本低和性能稳定,可满足高强度的机械点样。此外,20世纪90年代中期发展的液相芯片技术使蛋白芯片技术得到进一步提高。其被喻为后基因组时代的芯片技术,也可称为灵活的多种被分析物质的检测 ( flexible multi-analyte profiling,xMAP)技术,xMAP技术是集流式技术、荧光微球、激光、数字信号处理和传统化学技术为一体的一种新型生物分子高通量检测技术,这种技术将流式检测与芯片技术有机地结合在一起,使生物芯片反应体系由固相反应改变为接近生物系统内部环境的完全液相反应体系,因此也被称为液相芯片技术[1]。 光学蛋白芯片也是新发展起来的一项技术,是将高分辨的椭偏生物传感器技术和集成化多元蛋白质芯片技术相结合发展形成的生物分子识别和检测技术。该技术的优点是无需标记待检样品,无需预处理直接检测非纯化分析物,样品用量少,检测时间短并且可以进行多元检测。 1.3 蛋白质的固定 将蛋白质固定于芯片上的方法很多,各方法的最终目的是在单位面积/体积上固定最大量的蛋白质并保持其天然构象,该环节成为蛋白质芯片技术的关键步骤之一。 蛋白质的固定可以分为两类:非专一性固定和专一性固定,非专一性固定即通过被动吸附的方式使蛋白质结合到相应的介质上,如硝酸纤维素膜和多聚赖氨酸包被的玻片通过被动吸附蛋白质的氨基或羧基来固定蛋白质,此方法产生的芯片背景值往往较高。 1. 4 蛋白质芯片的检测
蛋白质组学及其在疾病研究中的应用
综述摘要 创新中药及其在我国的发展 邓文龙(四川省中药研究所,成都610041)本文就创新中药的定义、标准及创新中药在我国的发展进行了讨论。作者认为一流的临床疗效或独特的作用机理是创新中药的首要条件,按药物有效成分的有效剂量进行质量控制是创新中药的基础。 蛋白质组学及其在疾病研究中的应用 段春燕综述,何涛审校 (泸州医学院生物化学教研室,四川泸州646000) 目前人类基因组计划已进入后基因组时代,1994年Mac Wilkins与Keith Williams首先提出了蛋白质组学(prot eomics)的概念。依赖于二向电泳、质谱技术及生物信息学等多种手段的蛋白质组学分析在肿瘤、心血管系统、内分泌系统、神经系统及感染性疾病等的研究中得到了充分的应用,从整体的蛋白质水平上,在一个更深入、更贴切生命本质的层次上来探讨和发现生命活动的规律和重要生理、病理现象的本质。 蜂毒的现代药理研究及临床应用概况 夏隆江 (成都中医药大学药理教研室2004级博士生,成都610075)蜂毒是蜜蜂科昆虫中华蜜蜂Apis cerana F abricus等之工蜂尾部蛰刺毒腺和副腺分泌出的具有芳香气味的淡黄色透明毒液,是具有多种药理学和生物学活性的复杂混合物,主要由多种肽和酶类活性物质组成。它具有较广泛的药理作用:1、对心血管的作用:蜂毒有明显的降血压作用,其作用类似于组胺,是通过扩血管实现的;同时,蜂毒对心肌具有正性频率和负性肌力作用。2、对神经系统的作用:蜂毒有明显的镇痛作用和调节神经系统紧张度的作用。3、对血液的作用:蜂毒具有溶血、抗凝血和降低血栓素的作用。4、对呼吸系统的作用:蜂毒可使呼吸加快,大量的蜂毒可导致呼吸肌麻痹。5、对消化系统的作用:蜂毒有抗肝纤维化和吸收肝纤维化作用。6、对内分泌系统的作用:蜂毒对垂体、肾上腺皮质系统有明显的兴奋作用。7、对免疫系统的作用:蜂毒具有免疫抑制作用。8、抗炎镇痛作用:蜂毒肽对前列腺素合成酶的抑制作用是吲哚美辛的70倍,具有极强的抗炎镇痛效果。另外,蜂毒还具有抗肿瘤、抗辐射、抗菌等作用。在临床运用方面,临床上蜂毒被广泛地用于治疗风湿性、类风湿性疾病、多发性硬化病、艾滋病、高血压、哮喘、白塞病、寻常型银屑病等,具有较大的研究前景和临床运用价值。 瘦素的研究现状 龙中奇(四川省达州中医学校,达州635000)本文对瘦素的生物学性质及生理生化功能作一综述。 帕金森病的研究进展 唐宗琼(四川省达州中医学校,达州635000)多种因素导致帕金森病(PD)发病,归纳起来有以下几种学说:1遗传因素学说;环境因素学说;氧化应激学说;免疫学说;细胞凋亡学说;o对PD治疗的探索:细胞替代疗法(CRT)治疗PD是目前研究PD的热点,CRT治疗PD的目的是重建纹状体受损的多巴胺(D A)能神经支配,重建脑功能。根据供体的不同,PD的CRT治疗可分为:自体肾上腺髓质移植、同种异体胎脑移植、异种胎脑移植和干细胞移植。其中,自体肾上腺髓质移植经临床研究证实嗜铬细胞植入脑内后存活率极低,无肯定的治疗作用而已被淘汰。 胃肠肽类激素对摄食活动的调节 孙玉锦(雅安职业技术学院,雅安625000)摄食是复杂的行为,是一种精神活动,它包括觅食、食物的摄取、消化、吸收和利用,摄食是人类以及所有动物维持生命活动的最基本最重要的功能之一,摄入的食物经过消化和吸收过程为机体提供必须的能量和营养物质。虽然摄食作用作为一种本能生来即有,但实际上摄食活动是受体内复杂的神经和体液因素调节的,涉及到神经中枢、传入传出神经以及许多神经递质和激素。本文仅讨论胃肠肽类激素对摄食活动的调节。 将饱食大鼠的血液注入饿鼠血管内,可抑制饿鼠的摄食活动,这个事实提示血液中含有控制摄食的信息。这种信息是什么?推想饥饿使人或动物在短时间内大量进食,在食物未完全消化吸收之前,就因产生饱感而停止继续进食,究其原因很可能是食物与胃肠粘膜接触后,引起胃肠肽类激素释放,胃肠肽类激素通过血液循环,作用于下丘脑,兴奋饱中枢)下丘脑腹内侧核(VMH),抑制摄食中枢)下丘脑的外侧区(LHA),从而停止摄食。影响摄食活动的胃肠肽类激素较多,但其中只有少数胃肠肽类激素对摄食调节有生理意义,大多数胃肠肽类激素需要给予药理剂量才对摄食活动发生影响。本文介绍了体内多种胃肠肽类激素:胆囊收缩素、阿片肽、铃蟾肽、胰高糖素、胰岛素、酪神经肽、胃动素、甘丙素、生长抑素、雨蛙肽等对摄食有促进或抑制作用,目前对它们作用的许多环节还不完全清楚,但随着研究的不断深入,其与摄食有关的许多问题将会逐渐得到阐明。 实验研究摘要 松龄血脉康胶囊对自发性高血压 大鼠的降压作用及机制初探(摘要) 万莉红,熊文碧,朱玲,刘蓉,谢芬,刘嘉琴,周黎明*,李崇前1,张顺华1 (四川大学华西基础与法医学院药理教研室,四川成都610041;1成都康弘集团#博士后工作站,四川成都610036)目的:探讨中药松龄血脉康胶囊胶囊对自发性高血压大鼠是否具有降压作用,并初步探讨起作用的机制。方法:雄性自发性高血压大鼠(SHR)60只,随机分为高血压模型组、卡托普利组、Vc 组、松龄血脉康胶囊组四组,并设立正常血压大鼠(WKY)15只作为对照组,用BP26动物无创血压测试仪试验前测定各组动物的基础血压。(1)各组分别给予生理盐水、卡托普利12.5mg#kg-1、Vc50mg#kg-1、松龄血脉康胶囊胶囊750mg#kg-1灌胃,每日一 133 四川生理科学杂志2005;27(3)
论文 生物芯片技术
生物芯片技术——生物化学分析论文 08应化2 江小乔温雪燕袁伟豪张若琦 2011-5-3
一、摘要： 生物芯片技术，被喻为21世纪生命科学的支撑技术，是便携式生化分析仪器的技术核心，是90年代中期以来影响最深远的重大科技进展之一，是融微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术，具有重大的基础研究价值，又具有明显的产业化前景。由于用该技术可以将极其大量的探针同时固定于支持物上，所以一次可以对大量的生物分子进行检测分析，从而解决了传统核酸印迹杂交（Southern Blotting 和Northern Blotting 等）技术复杂、自动化程度低、检测目的分子数量少、低通量(low through-put)等不足。 二、关键词 生物芯片；检测；基因 三、正文 （一）、生物芯片的简介 生物芯片技术是一种高通量检测技术，通过设计不同的探针阵列、使用特定的分析方法可使该技术具有多种不同的应用价值，如基因表达谱测定、突变检测、多态性分析、基因组文库作图及杂交测序（Sequencing by hybridization, SBH）等，为"后基因组计划"时期基因功能的研究及现代医学科学及医学诊断学的发展提供了强有力的工具，将会使新基因的发现、基因诊断、药物筛选、给药个性化等方面取得重大突破，为整个人类社会带来深刻广泛的变革。该技术被评为1998年度世界十大科技进展之一。（1）它包括基因芯片、蛋白芯片及芯片实验室三大领域。 基因芯片(Genechip)又称DNA芯片(DNAChip)。它是在基因探针的基础上研制出的，所谓基因探针只是一段人工合成的碱基序列，在探针上连接一些可检测的物质，根据碱基互补的原理，利用基因探针到基因混合物中识别特定基因。它将大量探针分子固定于支持物上，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号的强度及分布来进行分析。 蛋白质芯片与基因芯片的基本原理相同，但它利用的不是碱基配对而是抗体与抗原结合的特异性即免疫反应来检测。蛋白质芯片构建的简化模型为：选择一种固相载体能够牢固地结合蛋白质分子(抗原或抗体)，这样形成蛋白质的微阵列，即蛋白质芯片。 芯片实验室为高度集成化的集样品制备、基因扩增、核酸标记及检测为一体
蛋白质工程及其应用研究进展
蛋白质工程及其应用研究进展 摘要：蛋白质工程是生物工程中五大工程之一，本文对蛋白质工程作了简要概述，介绍了蛋白质工程的特点，并从蛋白质结构分析结构、功能的设计和预测、蛋白的创造和改造等方面对蛋白质工程研究内容进行详细论述，并以实例作了蛋白工程的应用。 关键词：蛋白质工程特点；研究内容；实际应用；展望 蛋白质是生命的体现者，离开了蛋白质，生命将不复存在。可是，生物体内存在的天然蛋白质，有的往往不尽人意，需要进行改造。由于蛋白质是由许多氨基酸按一定顺序连接而成的，每一种蛋白质有自己独特的氨基酸顺序，所以改变其中关键的氨基酸就能改变蛋白质的性质。而氨基酸是由三联体密码决定的，只要改变构成遗传密码的一个或两个碱基就能达到改造蛋白质的目的。蛋白质工程的一个重要途径就是根据人们的需要，对负责编码某种蛋白质的基因重新进行设计，使合成的蛋白质变得更符合人类的需要。这种通过造成一个或几个碱基定点突变，以达到修饰蛋白质分子结构目的的技术，称为基因定点突变技术。 蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。其内容主要有两个方面：根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。在此基础之上，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能，设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质，这也是蛋白质工程最根本的目标之一。 目前，蛋白质工程尚未有统一的定义。一般认为蛋白质工程就是通过基因重组技术改变或设计合成具有特定生物功能的蛋白质。实际上蛋白质工程包括蛋白质的分离纯化，蛋白质结构和功能的分析、设计和预测，通过基因重组或其它手段改造或创造蛋白质。从广义上来说，蛋白质工程是通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质。 1概念 按人们意志改变蛋白质的结构和功能或创造新的蛋白质的过程。包括在体外改造已有的蛋白质，化学合成新的蛋白质，通过基因工程手段改造已有的或创建新的编码蛋白质的基因去合成蛋白质等。为获得的新蛋白具备有意义的新性质或新功
蛋白质组学及其应用研究
现代商贸工业 ２０１９年第１６期 ７９ 一间不了解,往往会错过报名时间而与心仪的证书擦肩 而过.２．４一学生缺乏清晰的职业规划 据调查,大多数的学生对自己的所学专业并不是很了解.并认为自己在大学期间对本专业的学习比较浅显,缺乏实践.对自身未来就业感到十分迷茫,对自己专业的就业前景知之甚少.这种没有结合自身实际的职业规划,就会对学生考取证书的选择有较大的影响.２．５一学生的考证成本较大 大学生目前的考证方式主要有两种:自学和报班.报班的话,费用和时间成本会较高.且社会上的考证机构参差不齐,学生较难判断.自学的话,难度较大.时间成本会更高.学生考取证书所付出的精力会更多.这可能会影响学校的正常学习.可能会出现本末倒置的情况.且社会上考取证书的参考资料品质不一.学生难以判断选择最适合的考证资料. ３一考证问题相应的对策 ３．１一学生角度对策 (１)理性考证,切忌盲目跟风,证书并不是越多越好,分析自己所在的专业,了解与自己专业相关的证书,合理的安排考证和学校课程的时间,千万不要忽略学校授予的专业知识.证书或许能为你找工作提供一定的帮助,但真正让你立足于社会的是自身的能力,保持理智,不可本末倒置. (２ )做好自己的职业生涯规划,让自己对未来有一个明确的目标,然后根据这个目标,去选择能帮助到自己的证书,同时观察市场行情和国家形势,选择恰当的目标和时机去考取证书. (３)在考取证书的时候,一定要去了解该证书的详细信息,如考证费用二难易程度等,考取好的二知名度高的证书往往代表着你要投入大量的时间二金钱和精力,结合自身的实际情况来选择证书,适合自己的才是最好的.在选择培训机构的适合,一定要选择权威的二正式的机构,切勿贪小便宜而因小失大.３．２一学校角度对策 (１ )应帮助同学们建立起正确的三观二就业观,如东南大学成贤学院就应设立相应的讲座和课堂,为同学们讲解关于以后踏入社会的相关知识,培养大家独立二理性解决问题的能力. (２ )在校内设立与考证相关的导师机构,为同学们考证排忧解难,给出建议,避免学生盲目跟风,为考证不顾学业.同时要适当的疏导同学,避免对学习和就业产生过多的压力. (３ )学校需要做好一个合理引导的角色,应当不断完善学生的就业指导与服务体系,帮助学生树立正确的就业观念与明确的职业规划,端正考证动机,摒弃不良的考证心态,妥善处理好在校学习与考证学习的关系,让学生明白只有扎实提高自身能力与素质才会使自己终生获益.３．３一社会角度对策 (１ )用人单位应该完善用人的标准和要求,不以证书的数量来衡量学生的能力,用人标准和要求应多注重大学生的综合素质和实践能力. (２ )国家对于各种证书的认证要严格,对于各种培训机构要进行认真清理,不合法的要坚决取缔,考证不能成为不良居心的人利用应试考试赚取钱财的手段.同时加强考场管理,坚决反对作弊等现象的发生,为考证提供一个可信的平台,树立证书的权威性. (３)政府要做好用人单位和学校之间的沟通与交流,建立合作平台,保证人尽其用.优秀的大学生是社会紧缺的人力资源,为了避免这一人力资源的浪费,搭建企业与学校直接对接的桥梁是必不可少的,可以在为企业寻找需求的人才的同时,给予大学生实践和学习的机会. 参考文献 [１ ]关化少．我国本科应用型创新人才培养之特点二价值与理论期待[J ]．北京教育,２０１５,(０５)．[２]舒程． 考证热 背景下大学生创业与就业能力培养分析[J ]． 赤峰学院学报,２０１７,(０２)． [３]费芳．大学生 考证热 亟需正确引导[J ]．湘声报,２０１５,(０１)． [４]李晓娜．大学生 考证热 现象的经济学分析[J ]． 经济研究导刊,２０１４,(２４)． 蛋白质组学及其应用研究 魏东阳 (宝鸡中学,陕西宝鸡７２１０００ )摘一要:蛋白质组学的概念最早是由澳大利亚学者W i l k i n s 和W i l l i a m s 于１９９４年提出, 细胞二组织或者机体的基因组所表达的全部蛋白就称为蛋白质组学.蛋白质组学是一个研究蛋白质组及大范围蛋白质的分离二分析二应用的学科.它不同于传统的利用生物化学的方法研究单个蛋白质或某一类蛋白,而是在大规模水平上研究体系内全部蛋白质及其动态变化规律.随着学科的发展,蛋白质组学的研究范围也在不断完善和补充,通过查阅大量文献,总结蛋白质组学技术,并研究蛋白组学在生物医学二转基因技术二生物制药技术等领域的. 关键词:蛋白质组;蛋白质组学;蛋白质组学应用 中图分类号:F ２４一一一一一文献标识码:A一一一一一一d o i :１０．１９３１１/j ．c n k i ．１６７２Ｇ３１９８．２０１９．１６．０３４一一蛋白质组(P r o t e o m e )是由蛋白质(P r o t e i n )和基因组(g e n o m i c )两个词的组合而来,是指生命体(包括细胞二组织等)的一个基因组所表达的所有蛋白质.其主 要研究内容就是能在大规模水平上研究蛋白质的表 达二翻译后的修饰以及蛋白质与蛋白质之间的相互作用,从而来了解蛋白质参与细胞二人体代谢及其他生命
《蛋白质工程的应用》教案
《蛋白质工程的应用》教案 教学目标 1、举例说出蛋白质工程崛起的缘由。 2、简述蛋白质工程的原理。 3、尝试运用逆向思维分析和解决问题。 教学重难点 (1)为什么要开展蛋白质工程的研究？ (2)蛋白质工程的原理。 课时数 本节教学建议用1课时。 教学过程 (1)采用“问题—探究—新问题—再探究”的教学模式。 本节内容是基因工程的延伸和发展。由于蛋白质工程刚刚起步，学习内容较少。如何学得充实，又让学生悟出些终身学习的道理，建议采用“问题—探究—新问题—再探究”的教学模式。 新课一开始，可以带领学生回忆原有知识：要想让一种生物的性状在另一种生物中表达，在种内可以用常规杂交育种的办法实现，但要使有生殖隔离的种间生物实现基因交流，就显得力不从心了。基因工程的诞生，为克服这一远缘杂交的障碍问题，带来了新的希望。于是取得了丰硕成果：大肠杆菌为人类生产出了胰岛素，牛的乳腺生物反应器为人类制造出了蛋白质类药物，烟草植物体内含有了某种药物蛋白……至此，人们也只是实现了世界上现有基因在转基因生物中的表达。但一个新问题出现了，生物产生的天然蛋白质是在长期进化过程中形成的，它的结构、性能不能完全满足人类生产和生活的需要。为了加深这一点的认识，可调动学生从书中找实例(干扰素例子、工业用酶的例子)加以佐证。于是要对现有蛋白质进行改造，制造出目前从天然蛋白质中找不到的蛋白质。这样人们又开始了新一轮的探索，蛋白质工程应运而生了。 (2)建议加强与已有知识的联系，用逆向思维的方法解决新问题。 学生在必修课中已学习过中心法则及蛋白质具有复杂的空间结构等知识。中心法则告诉我们遗传信息的流动方向如图1-4所示。 遗传信息的流动方向
蛋白质芯片技术的研究与发展
生物与环境工程学院课程论文 蛋白质芯片技术的研究与发展 学生姓名： 学号： 课程名称： 指导教师： 浙江树人大学生物与环境工程学院 2011年5月
蛋白质芯片技术的研究与发展 XXX （浙江树人大学生物与环境工程学院081班浙江杭州310015） 摘要：蛋白质芯片是一种研究蛋白质组学的新技术，是高通量、微型化和自动化的蛋白质分析技术，目前这一技术已经被广泛应用到生命科学研究的多个领域，如蛋白质组学研究，新药的开发以及疾病的临床诊断等，具体为用于构建蛋白质表达谱，进行受体一配体检测，靶目标和靶向药物筛选，蛋白质相互作用研究，肿瘤诊断等。本文从蛋白质芯片的概念、基本原理、制备及检测方法、蛋白质芯片的应用及展望方面对其进行综述。 关键词：蛋白质芯片；制备；应用；发展前景 生物芯片技术是20世纪80年代末才发展起来的，是一项融电子学、生命科学、物理学于一体的崭新技术，可分为DNA芯片、蛋白质芯片以及芯片实验室三类。伴随着人类基因组计划(HGP)的顺利实施，业已产生的大量DNA序列数据刺激人们去发掘湮没于其间的“珍宝”——功能基因组数据。因此，以生命活动的执行者和体现者——蛋白质为研究对象的蛋白质组学越来越显得重要。 蛋白质芯片的发展将会为蛋白质组学研究提供强有力的工具，从而推动疾病诊断、药物筛选、个性化药物的的生产和应用等发生重大革新。因此，利用蛋白质芯片分析蛋白质功能就必然是一种趋势。蛋白质芯片具有传统蛋白质检测技术所欠缺的优势，为蛋白质检测及蛋白质组学研究等方面开创了新的方式，对蛋白质检测及蛋白质组学研究等的发展期了推动作用。虽然蛋白质芯片技术为人们的研究提供可很大的便利，但其本身还有一些不足的地方，所以对其本身的研究还有很大的发展空间，是继基因芯片后的又一种用于生命科学研究的技术平台。 1 蛋白质芯片的概况 1.1 蛋白质芯片的概念 现在的蛋白质芯片[1]是指在固相支持物(载体)表面固定大量蛋白探针(可以
2液相蛋白芯片技术
液相蛋白芯片技术 液相蛋白芯片技术由美国纳斯达克上市公司Luminex研制开发并于2 O世纪9O年代中期发展起来,就是在流式细胞技术、酶联免疫吸附试验(en zyme linked immunosorbent assay,ELISA)技术与传统芯片技术基础上开发的新一代生物芯片技术与新型蛋白质研究平台。液相蛋白芯片技术推动了功能基因组时代的蛋白质研究,相关的仪器、分析软件以及试剂盒研发备受瞩目并已形成一定的市场规模。现拟对该技术的基本原理、技术特点及其在免疫诊断与分析领域的研究与应用情况进行综合介绍。 一、液相蛋白芯片技术的基本原理 传统的蛋白芯片技术就是将蛋白质分子有序地固定在滤膜、滴定板与载玻片等固相载体上,用标记了特定荧光抗体的蛋白质等生物分子与芯片 作用,再利用荧光或激光扫描技术测定其荧光强度,通过荧光强度分析蛋白 质与蛋白质的相互作用,从而达到研究蛋白质功能或免疫诊断的目的。但固相载体难于维持蛋白质的天然构象,不利于蛋白质功能研究。 液相芯片技术在国际上被称之为xMAP(flexible MultilyteProfiling) 技术,其核心技术就是乳胶微球包被、荧光编码以及液相分子杂交。液相芯片体系以聚苯乙烯微球( beads ) 为基质,微球悬浮于液相体系,每种微球 可根据不同研究目的标定上特定抗体或受体探针,可对同一样品中多个不 同的分子同时进行检测。微球表面可进行一系列修饰以适合固定各种蛋白、
多肽或核酸等生物分子。xMAP技术可应用于蛋白或核酸的功能及其相互作用研究,分别称之为液相蛋白芯片技术与液相基因芯片技术。 液相蛋白芯片体系主要包括微球、蛋白探针分子、被检测物与报告分子四种成分。在液相系统中,为了区分不同的探针,每一种用于标记探针的微球都带有独特的色彩编码,其原理就是在微球中掺入不同比例的红色分类荧光及发色剂,可产生100种颜色差别的微球,可标记上100种探针分子,能同时对一个样品中多达100种不同目标分子进行检测。反应过程中,探针与报告分子都分别与目标分子特异性结合。结合反应结束后,使单个的微球通过检测通道,使用红、绿双色激光同时对微球上的红色分类荧光与报告分子上的绿色报告荧光进行检测,可确定所结合的检测物的种类与数量。 二、液相蛋白芯片技术的特点 液相蛋白芯片技术有机地整合了微球、激光检测技术、流体动力学、高速的数字信号处理系统与计算机运算功能,不仅检测速度极快,而且在免疫诊断以及蛋白质分子相互作用分析方面,其特异性与敏感性往往也超越常规技术。其技术特点可归纳如下。 1、反应快速,灵敏度高。反应环境为液相、微球上固定的探针与待检样品均在溶液中反应,其彼此间碰撞几率与速度相对于固相芯片或ElISA等反应模式,可增加10倍以上,因此可提高反应速度及灵敏度。抗原---抗体等蛋白
蛋白质工程在农业或医药方面的应用[精品文档]
蛋白质工程的研究进展及其农业医药应用展望 摘要：蛋白质工程是用分子生物学手段对蛋白质进行分子改造的技术，是生物 工程中五大工程之一，本文对蛋白质工程作了简要概述，介绍了蛋白质工程的特点，并从蛋白质结构分析结构、功能的设计和预测、蛋白的创造和改造等方面对蛋白质工程研究内容进行详细论述，并以实例作了蛋白工程的应用。随着社会和技术的不断发展，蛋白质工程技术在农业和医药方面的作用越来越突出，必将为社会的发展和许多重大社会问题的解决提供极大的支持。 关键词：蛋白质工程特点；研究内容；农业应用；医药应用；展望 蛋白质是生命的体现者，离开了蛋白质，生命将不复存在。可是，生物体内存在的天然蛋白质，有的往往不尽人意，需要进行改造。由于蛋白质是由许多氨基酸按一定顺序连接而成的，每一种蛋白质有自己独特的氨基酸顺序，所以改变其中关键的氨基酸就能改变蛋白质的性质。而氨基酸是由三联体密码决定的，只要改变构成遗传密码的一个或两个碱基就能达到改造蛋白质的目的。蛋白质工程的一个重要途径就是根据人们的需要，对负责编码某种蛋白质的基因重新进行设计，使合成的蛋白质变得更符合人类的需要。这种通过造成一个或几个碱基定点突变，以达到修饰蛋白质分子结构目的的技术，称为基因定点突变技术。 蛋白质工程是在基因重组技术、生物化学、分子生物学、分子遗传学等学科的基础之上，融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。其内容主要有两个方面：根据需要合成具有特定氨基酸序列和空间结构的蛋白质；确定蛋白质化学组成、空间结构与生物功能之间的关系。在此基础之上，实现从氨基酸序列预测蛋白质的空间结构和生物功能，设计合成具有特定生物功能的全新的蛋白质，这也是蛋白质工程最根本的目标之一。 目前，蛋白质工程尚未有统一的定义。一般认为蛋白质工程就是通过基因重组技术改变或设计合成具有特定生物功能的蛋白质。实际上蛋白质工程包括蛋白质的分离纯化，蛋白质结构和功能的分析、设计和预测，通过基因重组或其它手段改造或创造蛋白质。从广义上来说，蛋白质工程是通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质。 1 概念 按人们意志改变蛋白质的结构和功能或创造新的蛋白质的过程。包括在体外改造已有的蛋白质，化学合成新的蛋白质，通过基因工程手段改造已有的或创建新的编码蛋白质的基因去合成蛋白质等。为获得的新蛋白具备有意义的新性质或新功能，常对已知的其他蛋白质进行模式分析或采取分子进化等手段。 2 蛋白质工程基本途径
蛋白质芯片技术及其应用
蛋白质芯片技术及其应用 发表时间：2016-05-24T14:14:25.390Z 来源：《医师在线》2016年1月第2期作者：布威海丽且姆·阿巴拜科日奥布力喀斯木·图尔荪[导读] 新疆维吾尔医学专科学校蛋白质芯片技术是研究蛋白质组的新技术，是高通量、微型化和自动化的蛋白质分析技术。 (新疆维吾尔医学专科学校新疆维吾尔 848000) 摘要：蛋白质芯片技术是研究蛋白质组的新技术，是高通量、微型化和自动化的蛋白质分析技术。该技术在对基因表达、抗原抗体检测、药物开发、疾病诊断等研究方面显示出快速、高效、高通量处理信息的能力。它不仅是蛋白质组学研究中强有力的工具，也是临床应用中疾病早期诊断、预后和治疗效果评测的新手段，其研究成果拓展了与人类健康更加贴近的应用领域。本文主要讲述了蛋白质芯片技术的原理和分类、制作、蛋白质芯片检测、及其在研究中的应用及前景进行了阐述。 关键词：蛋白质芯片、疾病诊断、应用。 1 蛋白质芯片技术 蛋白质芯片又称蛋白质阵列或蛋白质微阵列，它是将大量的蛋白质、蛋白质检测试剂或检测探针作为配基以预先设计的方式固定在玻片、硅片或纤维膜等固定载体上组成密集的阵列，能够高通量地测定蛋白质的生物活性、蛋白质与大分子和小分子的相互作用，或者用于高通量定性和定量检测蛋白质。 2 蛋白质芯片的分类及检测方法 蛋白质芯片是一种高通量、微型化、自动化的蛋白质分析技术，根据其结合被测蛋白的介质不同，可以大致分为两大类:化学型蛋白质芯片和生物化学型蛋白质芯片[1]。 2.1 化学型蛋白质芯片该类芯片的构想来源于经典色谱的介质，芯片上所铺的介质可通过疏水力、静电力、共价键等结合被测样品中的蛋白质，然后用特定的洗脱液去除杂质蛋白而保留感兴趣者。其缺点是特异性较差，但目前仍占已商品化并得到广泛应用的蛋白质芯片中的大部分。这一方法具有样品用量小、操作简便、灵敏度高、高通量等优点。 2.2 生物化学型蛋白质芯片该类芯片的基本原理是将已知的生物活性分子(如抗体、受体、配体、核酸等) 结合到芯片表面，来俘获样品中的靶蛋白。由于生物活性分子的多样性和高度特异性，所以其应用范围和前景都明显优于化学型蛋白质芯片。但由于蛋白质比DNA 难合成，更难于在固相支持物表面合成，且定位于固相载体表面的蛋白质容易因空间构象的改变而失活，造成了该类芯片的开发应用与商品化落后于化学型芯片。 2.3 蛋白质芯片的检测方法 目前在蛋白质芯片检测中应用最广的是荧光染料标记，原理较为简单、使用安全、敏感性高，且有很好的分辨率[2]。用荧光染料Cy3或Cy5直接标记待检测的蛋白质，或用荧光染料标记该蛋白质的二抗，和芯片上的蛋白质结合后，用激光扫描和CCD照相技术对激发的荧光信号检测，用计算机和相应的软件系统进行分析。对于低丰度的蛋白质样品来说，荧光和化学发光的检测方法的灵敏度低，近年来出现的滚环扩增方法对捕获的蛋白质的检测达到了飞摩尔的量级，有望改善荧光检测的灵敏度。蛋白质芯片联合表面加强激光解吸/电离-飞行质谱检测法。表面加强激光解吸/电离-飞行质谱仪具有分析速度快、简便易行、样品用量少和高通量等特点，可直接检测各种体液如尿液、血液、脑脊液、关节腔滑液、支气管洗脱液、细胞裂解液和各种分泌物等。 3.蛋白质芯片的应用 近来在蛋白质的固定、反应和检测等方面的研究进展为蛋白质芯片的走向成熟铺平了道路，许多研究者已经采用蛋白质芯片作为他们研究的工具。目前，蛋白质芯片被研究人员应用到生命研究的各个领域，如利用蛋白芯片发现新的蛋白并且阐明其功能；寻找与疾病有关或直接引发疾病的新蛋白；发现新的药物靶标和肿瘤标记物。 3.1 蛋白质芯片与疾病的诊断 微阵列的ELISAs在疾病的诊断中有广泛的应用前景，可以同时检测生物样本中的多个指标，敏感度高且需要的样本量少，试剂的消耗量少。在聚苯乙烯的96孔板上固定细胞因子抗体，在5～50ul样本中可一次检测9种细胞因子，检测的灵敏度达到1～10pg/ml，目前已有类似的细胞因子抗体芯片出现，一次可以检测50种细胞因子的表达，可以用于观测用药后病人对治疗药物的反应。抗原和抗体的相互作用可以用来发现食物中的变应原，将已知的多种变应原制成芯片，然后用病人的血清和芯片反应，可以及时找到变应原。通过和正常人血清反应芯片的比较，还可以更进一步研究过敏反应的机理，以及为什么不同个体对同种变应原有不同的反应。 3.2 肿瘤标志物的筛选与检测 近几年来，肿瘤的诊断与治疗虽然已经取得了巨大的进步，但是与人们的期望仍有距离，利用蛋白质芯片的高通量优点，可以使肿瘤标记物的发现和确认速度大大加快。Roboz等采用SELDI-TOSMS技术，分析了大肠癌患者与正常对照之间的血清蛋白图谱之间的差异，其中大肠癌患者高表达8.9kD蛋白，而9.3kD的蛋白呈低表达，正常对照组上述两个蛋白的表达情况与患者组正好相反。实验过程中用胰岛素作为内标参照。根据质谱检测结果患者组8.9kD表达量为正常对照组的3倍。实验结果表明8.9kD和9.3kD蛋白可作为检测大肠癌的肿瘤标记物。Rosty等通过对胰腺分泌液的分析发现，67%(10/15)的胰腺癌患者和17%(1/7)的其它胰腺病患者出现16.57kD蛋白的高表达，免疫分析证实为肝癌-肠-胰腺/胰腺炎联合蛋白。该蛋白≥20mg/ml时，患者患胰腺癌的可能性增大。 4 存在的问题和发展前景 蛋白质芯片将为生物化学和分子生物学提供强有力的工具，相对于DNA芯片研究的进展速度，蛋白质芯片的研究进展显得相对滞后，主要有以下问题待解决:(1)寻找材料表面的修饰方法；(2)简化样品制备和标记操作；(3)增加信号检测的灵敏度，如低拷贝蛋白质的检测和难溶蛋白质的检测；(4)高度集成化样品的制备及检测仪器的研制和开发。这些问题不仅为蛋白质芯片技术增加了难度，同时也是蛋白质芯片能否从实验室推向临床应用的关键所在。 随着研究的不断深人和技术的更加完善，如表面化学修饰技术的进步，可以做到在载体上固定多种活性蛋白质；蛋白质工程可获得大量重组高特异性蛋白质用于芯片制作；纳米技术标记的引人可提高芯片检测的灵敏度。蛋白质芯片技术可以对成千上万的蛋白质的活性、功能、相互作用进行分析，并且使检测系统小型化，大大节约了样本和试剂的用量，缩短了检测时间，提高了敏感性，使成本效益比大大降低。蛋白质芯片技术作为一项有着广泛前途的新型技术，一旦投入实际应用，将在21世纪医学中的临床诊断、药物研究、环境检测、食
蛋白质组学及其主要技术
蛋白质组学及其主要技术 朱红1 周海涛2 (综述) 何春涤1, (审校) (1.中国医科大学附属第一医院皮肤科,辽宁沈阳110001； 2.北京大学深圳医院核医学 科，广东深圳518036) 【摘要】蛋白质组是指一种细胞、组织或有机体所表达的全部蛋白质。蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象的新兴学科，近年来发展迅速，已成为后基因组时代的研究热点。目前，蛋白质组学研究技术主要包括：样品的制备和蛋白质的分离、蛋白质检测与图像分析、蛋白质鉴定及信息查询。本文就蛋白质组学概念及主要技术进行综述。 【关键词】蛋白质组，蛋白质组学 1蛋白质组学的概念 随着人类基因组测序计划的完成，人们对生命科学的研究重点由结构基因组转向功能基因组，1994年Wilkins和Williams首先提出蛋白质组一词[1]，蛋白质组是指一种细胞、组织或有机体所表达的全部蛋白质。从基因到蛋白质存在转录水平、翻译水平及翻译后水平的调控，组织中mRNA丰度与蛋白质丰度不完全符合[2]。蛋白质复杂的翻译后修饰、蛋白质的亚细胞定位或迁移、蛋白质-蛋白质相互作用等也无法从DNA／mRNA水平来判断。因此，只有将功能基因组学与蛋白质组学相结合，才能精确阐明生命的生理及病理机制。 蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象，对组织、细胞的整体蛋白进行检测，包括蛋白质表达水平、氨基酸序列、翻译后加工和蛋白质的相互作用,在蛋白质水平上了解细胞各项功能、各种生理、生化过程及疾病的病理过程等[3,4]。蛋白质组学有两种研究策略。一种是高通量研究技术，把生物体内所有的蛋白质作为对象进行研究，并建立蛋白质数据库，从大规模、系统性的角度来看待蛋白质组学，更符合蛋白质组学的本质。但是，由于剪切变异和翻译后修饰，蛋白质数量极其庞大，且表达随空间和时间不断变化，所以分析生物体内所有的蛋白质是一个耗时费力，难以实现的理想目标。另一种策略是研究不同状态或不同时期细胞或组织蛋白质组成的变化，主要目标是研究有差异蛋白质及其功能，如正常组织与肿瘤组织间的差异蛋白质，寻找肿瘤等疾病标记物并为其诊断治疗提供依据。 2蛋白质组学的常用技术 2.1样品的制备和蛋白质的分离技术 2.1.1样品的制备样品制备包括细胞裂解与蛋白质溶解，以及去除核酸等非蛋白质成分。 激光捕获显微切割(Laser-captured microdissection, LCM)[5]技术可大量获得足够用于蛋白质组学研究的单一细胞成分，避免其他蛋白成分对电泳结果的干扰。尤其是肿瘤的蛋白质组学研究常用LCM技术来获取单一的肿瘤细胞。 2.1.2蛋白质的分离技术 ①双向凝胶电泳(Two-dimensional electrophoresis, 2-DE)：双向电泳方法于 l975年由O'Farrell[6]首先提出，根据蛋白质等电点和分子量的差异，连续进行成垂直方向的两次电泳将其分离。 第一向为等电聚焦(Isoelectric focusing,IEF)电泳，其基本原理是利用蛋白质分子的等电点不同进行蛋白质的分离。较早出现的IEF是载体两性电解质pH梯度，即在电场中通过两性缓冲离子建立pH梯度；20世纪80年代初建立起来的固相pH梯度(Immobilized pH gradients，IPG)IEF，是利用一系列具有弱酸或弱碱性质的丙烯酰胺衍生物形成pH梯度并参与丙烯酰胺的共价聚合，形成固定的、不随环境电场条件变化的pH梯度。IPG胶实验的重复
蛋白质组学的研究进展及应用
《蛋白质工程》 （课程论文）题目名称：蛋白质组学技术的研究进展及应用 所在学院：生命科学与技术学院 专业（班级）：生技131班 学生姓名：梁健 授课教师：韩晓菲
蛋白质组学技术的研究进展及应用 生技131班梁健13772025 摘要：随着人类基因组计划全部测序的初步完成，研究重点转到对基因功能的研究上。蛋白质作为基因功能的主要体现者，对其表达模式和功能的研究成为热点，出现了蛋白质组学。研究蛋白质组学有助于了解蛋白的结构、细胞的功能、生命的本质及活动规律，为疾病的诊断、治疗、疫苗及新药开发提供科学依据。关键词：蛋白质组学；进展；应用 蛋白质组学(proteomics)是产生于20世纪90年代中期的一门新兴学科，以 细胞内全部蛋白质的存在及其活动方式为研究对象，是后基因组时代生命科学研究的核心内容。蛋白质组学的产生与发展经历了一个漫长的过程，在这个过程中，研究者不断修正蛋白质组学的发展方向和推进蛋白质组学相关支撑技术的快速 发展，进而拓展蛋白质组学在整个生命科学和生物医学研究中的应用，成为后基因组时代重要的研究新领域，并成功地应用到基础研究及医学研究等各个领域，推进其迅速发展。 1 蛋白质组学的概念及研究内容 1.1蛋白质组学的概念 蛋白质组(proteome)源于protein和genome两词的杂合，最早是由澳大利亚 的WILKINS等于1995年提出，其定义为“一种基因组所表达的全部蛋白质”。早期相对狭义的蛋白质组的概念是指在某一特定的时间和空间条件下，1个细胞的基因组所表达的蛋白质数目的总和。随着研究的深入，人们提出了广义的蛋白质组的概念，用来描述1个细胞、组织、器官或1个物种的生命个体，在其不同的生存及发育条件下所表达的各种蛋白数目的总和。所以蛋白质组所含的蛋白数目及其表达量是随着时间和空间的不同而不断发生变化的。蛋白质组学最有价值的优势是它可以观察在特定的时间下一个完整的蛋白质组或蛋白亚型在某种生理 或病理状态中，发生的相应的变化。 1.2 研究内容 根据研究内容的不同，蛋白质组学可分为差异蛋白质组学(或称表达蛋白质 组学)、结构蛋白质组学和功能蛋白质组学，其中差异蛋白质组学在蛋白质组学 研究中十分常用且应用广泛。差异蛋白质组学主要是研究比较在2种或多种不同条件下蛋白质组表达的差异变化。结构蛋白质组学主要是蛋白质表达模式的研究，包括蛋白质氨基酸序列分析及空间结构的解析。蛋白质表达模式的研究是蛋白质组学研究的基础内容，主要研究特定条件下某一细胞或组织的所有蛋白质的表征问题。功能蛋白质组学主要是蛋白质功能模式的研究，包括蛋白质的功能和蛋白
蛋白质工程在医学中的应用及其发展前景
蛋白质工程在其诞生以来就在人们生活的方方面面起到了很大的作用，它的应用主要是在在医药，食品加工，轻工业，农牧业等方面，为社会的发展进步提供了不容忽视的力量，这将预示着蛋白质工程将在以后的社会发展中有着良好的发展前景。 随着20世纪70年代初期DNA基因工程的诞生，蛋白质工程在它的冲击下应运而生。1983年，美国Genex 公司K.Ulmer 在《Science》上发表以《Protein Engineering.》为题的专论，第一次提出了蛋白质工程的概念，并建立了专门的研究实体，制定了相应研究开发计划，标志着蛋白质工程的正式诞生。在以后的二十多年里，蛋白质工程有了长足的发展且应用于医学，农业，轻工等各个领域，产生了较大的经济效益和社会效益。 一．蛋白质工程在医药中的的医用 基因工程为实现蛋白质工程已经提供了基因克隆、表达、突变以至活性测定等关键技术，而蛋白质分子的结构分析、结构设计和预测为蛋白质工程的实施提供了必要的结构模型和结构基础。蛋白质工程的实施实际上是一个由理论到实践、由实践到理论的周而复始的研究过程，对蛋白质的结构—功能关系的规律性认识是一个螺旋式上升的过程。蛋白质工程不但有着广泛的应用前景，而且在揭示蛋白质结构形成和功能表达的关系研究中也是一个不可替代的手段。 （一）蛋白质工程在医药中的应用 1抗体工程的应用 抗体工程的出发点是改善抗体的特异性、亲和性以及在受体细胞中的可生产性。当然也包括使其特性扩展，可同时作用于不同的抗原。对于很多应用而言，只改变亲和性是不够的。在一些应用中，特别小的抗体片段是必需的；鼠抗体必须改成人抗体；再者，增加抗体分子对蛋白酶的稳定性以及正确折叠都是重要的考虑。 下面以一个特异性结合实体瘤的单克隆鼠抗体为例。这种抗体对高度特异性肿瘤治疗而言是很理想的，它可以将免疫毒素带到瘤细胞中，从而杀死瘤细胞。由于完整的抗体分子太大，不能最大限度地扩散到瘤体中，以致不能完成治疗目的。为此，必须将抗体分子变小，抗体的最小片段Fv就成了最佳候选分子。然而Fv本身不稳定，这样抗体运载体Fy和所携带的毒素可能在到达目的地之前就分开。因而，首先要使其稳定化；然后抗体的亲和性要尽可能高，这是因为抗体对抗原(即瘤细胞)的结合越好，所携带的毒素错误地在身体内传布的危险性就越小，抗体更能达到其目的地。然而，如果病人的免疫系统将这个鼠源抗体识别为外源蛋白质，则几天之后由于HAMA反应产生的人抗鼠抗体就阻断了携带毒素的鼠抗体到达瘤细胞之路，使免疫治疗归于失败。为了解决这一问题，就要对抗体进行改造。近年来，用大肠杆菌系统有效地表达所需要的特定功能的抗体技术取得突破，向人们提供了具有全新性质的医用抗体片段。以上就是对鼠源抗体改造的路子。 如上所述，由于HAMA免疫反应直接从具有特异性结合活性的鼠源单抗在治疗中的作用就受到限制。由于绝大多数HAMA抗体是抗鼠源抗体的恒定区，使人们想到产生嵌合抗体可能解决上述问题，即将鼠单抗的恒定区换成人抗的恒定区。由于人抗体基因和鼠抗体基因都可以分别进行克隆，利用PCR技术很容易将鼠单抗可变区与人的恒定区重组到一起，所得到的嵌合抗体仍然能特异性地结合抗原，而HAMA反应被减少。由于这样的嵌合抗体的恒定区(或恒定结构域)来源于人，因而它对于激活人免疫系统的某些辅助功能更有效，则可有效地激活依赖于抗体的细胞的细胞毒性(ADCC)，这就是某些像这样的人源化抗体已经用到临床实验的原因。