微阵列技术的进展
基因定位和基因测序技术的研究进展

基因定位和基因测序技术的研究进展基因定位和基因测序技术在生物医学领域的应用已经逐渐成熟。
基因定位技术是一种寻找基因在染色体上具体位置的方法,而基因测序则是对基因序列的测定。
这两种技术的结合可以大大促进疾病的早期诊断和治疗。
现在,我们来了解一下这两种技术的研究进展。
基因定位技术随着基因检测技术的发展,越来越多的基因与遗传病之间的关联被发现。
因此,基因定位技术对于遗传疾病的诊断和治疗非常重要。
常用的基因定位技术包括Fluorescence In Situ Hybridization(FISH)、Comparative Genomic Hybridization (CGH)、Microarray和Polymerase Chain Reaction(PCR)等。
目前,最为常见的基因定位技术是微阵列技术。
这种技术可以同时检测成百上千种基因的表达水平,从而帮助研究者快速了解基因表达的变化,识别潜在疾病的生物标志物。
并且,该技术还可以解析基因的互作网络,了解基因在细胞信号通路中的功能。
不过,微阵列技术的局限性也显而易见,它只能对固定的几千种基因进行监测,不能检测未知基因的表达情况。
为了克服这种局限性,新一代测序技术的应用得以迅速发展。
基因测序技术基因测序是对DNA、RNA或者蛋白质等生物分子进行测定的技术。
如今,第二代测序技术已经获得了突破性的进展,使得大规模基因测序成为了可行之举。
第二代测序技术主要应用于癌症基因的筛查和诊断,因为这种技术可以精确的检测个体基因组中与癌症相关的变异。
在应用方面,肿瘤标本的测序通常用于研究癌症变异、研究肿瘤诊断和预后,还可以为肿瘤学家提供开发新型治疗方法的突破口。
此外,基因测序技术还可以用于染色体异常检测和生殖健康等领域。
对于染色体异常检测,研究者可以检测新生儿染色体疾病或者染色体异常导致的婴儿畸形。
而在生殖健康领域,夫妻之间的基因差异可以引起一系列重大的生殖难题,例如习惯性流产、囊肿性纤维化等。
大规模并行微阵列寡核苷酸合成

大规模并行微阵列寡核苷酸合成简介大规模并行微阵列寡核苷酸合成是一种高效、快速、精确的DNA合成技术。
它利用微阵列技术和寡核苷酸化学合成方法,能够同时合成大量的寡核苷酸序列。
该技术在生物医学研究、基因工程、药物研发等领域具有广泛的应用前景。
技术原理大规模并行微阵列寡核苷酸合成主要依赖于两个关键技术:微阵列技术和寡核苷酸化学合成方法。
微阵列技术微阵列技术是一种将大量生物分子固定在固体表面上,并以高密度排列形式存在的技术。
在大规模并行微阵列寡核苷酸合成中,DNA序列通过特殊的探针被固定在微阵列上,形成了一个包含许多小反应区域的平台。
寡核苷酸化学合成方法寡核苷酸化学合成方法是指通过有机化学反应,将单个碱基逐个加入到DNA链中,逐步合成目标DNA序列的方法。
该方法主要包括固相合成和液相合成两种方式。
在大规模并行微阵列寡核苷酸合成中,采用固相合成方法。
具体流程如下:1.将微阵列上的探针与特定的碱基保护基团结合。
2.加入去保护剂,去除碱基保护基团。
3.加入活化剂和碱基单元,使其与已去保护的探针发生反应。
4.重复以上步骤,逐渐增加寡核苷酸链长度。
通过不断重复上述步骤,可以在微阵列上并行合成多个目标DNA序列。
技术优势大规模并行微阵列寡核苷酸合成具有以下优势:1.高通量:利用微阵列平台和并行化合成方法,可以同时进行大量的寡核苷酸合成反应,提高了实验效率。
2.高精度:采用化学方法进行寡核苷酸合成,能够实现高度准确的碱基配对和序列控制。
3.灵活性:可以根据需要自定义设计目标DNA序列,并通过微阵列平台实现高通量合成。
4.可扩展性:技术平台可以根据需要扩展,适应不同规模和需求的DNA合成。
应用领域大规模并行微阵列寡核苷酸合成在以下领域具有广泛的应用前景:生物医学研究在生物医学研究中,大规模并行微阵列寡核苷酸合成可以用于快速合成基因片段、探针、引物等。
它可以帮助科研人员开展基因功能研究、基因表达分析、基因突变检测等实验。
微阵列芯片技术的应用进展

及能平行对照研究等特点。 自 19 95年第一块 e N D A芯 片在
美 国斯 坦 福 大学 诞 生 以 来 。 基 芯 片 技 术 迅 速 脚 用 于 动 、 植 物 和 人 类基 因 的研 究 领 域 ,如 病 原 微 生物 毒 力 相 关 基 的 分 析 ; 瘤 诊 断 、 后 判 断 相 关 基 因 的发 现 和 研 究 ; 物 研 肿 预 药 发 、 效 评 估 等 。近 年 来 , 物 芯 片 技 术 不 断 发展 , 片 中 排 疗 生 芯 列 的 不 再 只 是 核 酸 分 子 , 白质 、 织 以 及 细 胞 等 均 能 以微 蛋 组 阵列形式被排列于芯片中 , 为分 子 生 物 学 、 织 化 学 和 细 胞 组 培 养 等 技术 注 入 了新 活 力 。 基 因芯 片 的 制备 目前 墨要 有 4种 疗 法 : 光 引 导 原位 合 ④ 成 法 :首 先 将 受 光 敏 保 护 基 团保 护 的 4种 核 苜 酸 固定 在 玻 片上 。 然后 根 据 设 计 要 求 , 用 不 的 掩 模 板 别 玻 片 进 行 掩 采 敝 , 照处 的 光敏 保 护 基 团 分 解 , 露 的 地 方 即 町加 上 新 的 光 暴 被 保 护 的核 甘 酸 .如 此 循 环 就 能 以 高 密 度 和 精 度 束 制 备 D A微 阵 列 芯 片 目前 已能 在 1 m 的玻 片上 合 成 4 N .c2 6 0万 组寡核苷酸。这种方法缺点是制备掩 模板成本高 、 费时 间 。 因为 寡 核 苷 酸 的 每个 碱 基 位需 4块 掩模 板 ,合 成 一块 含 2 5 个 碱 基 对 的 微 阵 列 芯 片就 需 10块 掩 模 板 。② 电 喷 射 原 0
一
、
基 因芯 片
基 因芯 片 是最 早 问世 的生 物 芯 片 . 幕 木 原 理是 பைடு நூலகம்微 点 茛 样 技 术 在 固体 支 持 物 上 排 列 成 高 密 度 的 微 最 探 针 矩 阡 。 计
微阵列技术在癌症诊断和治疗中的应用

微阵列技术在癌症诊断和治疗中的应用微阵列技术,在医学领域中,是一项非常重要的技术。
它可以帮助医生对患者的疾病进行快速的诊断和治疗。
而在癌症的诊断和治疗方面,微阵列技术更是发挥了重要的作用。
一、微阵列技术简介微阵列技术(microarray technology)是一种生物信息学技术,也被称为芯片技术(chip technology)。
它可以同时检测和分析DNA、RNA和蛋白质等生物分子。
微阵列技术通过将不同种类的DNA、RNA片段等固定在微型芯片上,通过激光扫描系统将信号拍摄下来,以此分析生物样品中不同基因表达水平的差异,从而研究基因的调控及其在细胞生理和病理过程中的作用,以期找到疾病的相关基因和分子标志物。
二、微阵列技术在癌症诊断中的应用癌症是目前全球范围内最主要的致死疾病之一。
微阵列技术在癌症诊断中的应用主要是通过对肿瘤基因的检测,来对癌症进行早期诊断和预测患病的风险。
1.早期癌症诊断微阵列技术可以检测出某些特定的癌症相关基因的表达情况,从而对早期癌症进行精确诊断。
例如,乳腺癌早期诊断中,通过微阵列技术检测HE4基因和MUC1基因的表达情况来诊断乳腺癌的早期。
因为这两个基因在乳腺癌组织中的表达水平比正常组织中高得多。
2.预测癌症患者的风险除了早期诊断外,微阵列技术还可以通过检测癌症相关基因的表达水平来预测患者某种癌症的风险。
例如,通过检测结肠癌患者的表观遗传学标记,确定癌症的基因调控机制,从而为癌症早期筛查和风险评估提供一定的依据。
三、微阵列技术在癌症治疗中的应用微阵列技术不仅可以帮助提高癌症的诊断准确性,同时还可以通过对肿瘤基因的检测,来帮助医生选择有效的治疗方案。
1.确定个体化治疗方案由于每个人的基因组和癌细胞类型都不同,微阵列技术可以通过对患者的个体化基因谱的检测,来确定个体化治疗方案。
例如,目前很多胃癌患者都选择了帕妥珠单抗酰胺的治疗方法,这种治疗方法是针对CDH17这个特定基因进行针对性的治疗。
POCT的研究进展及应用

POCT的研究进展及应用一、POCT随着经济的发展、社会进步和人口整体素质的提高,重视个体健康信息的人群不断上升。
因此,临床检验的发展将呈现两极分化的趋势。
一方面是在维护人体健康过程中需要掌握的信息量越来越大,而人的社会分工越来越细,这就需要未来的临床检验发展向高分析速度、高自动化程度、高智能化水平、高速网络化信息传递、高精密度分析结果的要求发展,这就是所谓的临床实验室发展趋向中心化。
另一方面是目前国内外医疗机构中除需要具有较大规模的中心医院外,还有家庭及社区医疗服务的需要。
20世纪后期,急救医学的快速发展,在紧急救治过程中需要及时掌握病人各种生理、生化指标的变化。
随着人们生活水平的提高,互联网、报纸、电视等传媒的快速发展,人们对有关医疗、保健知识的了解及关心程度不断提高,某些正常、亚健康和带病人群需要经常了解自己体内与疾病发生、发展密切相关检验指标的变化。
上述需求促使临床检验仪器向携带便捷、无需专业人员操作、结果即时可得的所谓POCT检验方向发展。
“POCT”是英文point-of-care testing的缩写。
由于在英文文献中一些不同的名称被使用,如nea r-patient testing,on-site testing,bed side testing ,home use testing,extra laboratory te sting等,从而给其中文名称及其准确定义造成一定的困难。
但从目前情况来看,“床旁检验”已被大多数人所接受。
笼统的POCT定义,主要是指一些操作简便(非专业检验人员只要经过简单培训就可以操作),能够在中心实验室之外,如:病房、病人住所、医生办公室、急诊科、手术室、救护车上、战场、甚至学校、工厂等任何场所,开展的检验技术。
由于POCT具有操作简便、快速、效率高、成本低,试剂稳定且便于保存和携带,检验结果具有可比性等优点,目前正显示出良好的发展势头。
二、基本原理POCT与中心实验室一样要依赖各种现代分析技术的支持,如:化学、酶、酶免疫、免疫层析、免疫标记、电极、色谱法、光谱法、生物传感器、光电分析等技术。
微阵列技术的应用及发展趋势

生物芯 片在农 林业 中有 广 阔的应 用天 地 , 过平 行检测 基 因表达 谱进 行功 能分 析 , 通 有助 于研究 者更 好 地 了解植 物生 长和发 育 的根本 机理 。如 果取得 了植 物各 发育 阶段 的激 素作 用 、 除草剂 作用 、 遗传 背景 和环境 条件 等一 系列有关 数据 和信 息 , 通过 微 阵列 分 析将可 以了解 植 物学 中涉 及到 的众 多基 因的作 用 。
文章 编 号 :05— 9 2 2 0 )6— 0 7— 5 10 2 9 (0 8 0 0 1 0
微 阵 列 技 术 的应 用 及 发 展 趋 势
魏庆娟 , 闫永 楠 , 孔 波 , 玉华 秦
( 东北 电力大学 化学I程学院 , 吉林 吉林 12 1 )技术是近年来新兴 的分子生 物学技术 , 它对 于人类探索 生命 的奥 秘 、 揭示 疾病 的本
成 为现 代生物 学 的象征 一样 , 阵列技术 作 为新 一代 生物技 术 , 从根 本上 改变 目前 生物 学和生 物技 术 微 将
的观念 和效率 , 它将 是继 大规模 集 成 电路 之后 的又一 次具有 深远 意义 的科 学技术 革命 。
1 微 阵列 技 术 的应 用
1 1 微 阵列技 术在农 林业 中的应 用 .
cN D A微阵列寻找调控该过程的基因, 1 5 1 在 1 2 个拟南芥 E T 序列中, Ss 大概有 2 %受昼夜节律调控。进
一
步 研究表 明 , L Y、 C 和 C 除 H C A1 l等 已知功 能的基 因外 , 还发 现 了一 些调控 该过程 的新 基 因。梁 也男
等 利 用微 阵列技 术研究 了干旱胁 迫下 星星草基 因 的表 达 , 现 了一 些 与干早 胁 迫相 关 的功 能 未知 基 发 因和新基 因 。 1 2 微 阵列技术 在疾病 诊 断 中的应用 .
cDNA 微阵列技术研究进展

cDNA 微阵列技术研究进展从1995年首次完成流感嗜血杆菌的全基因组测序到人类基因组计划接近尾声,全世界公共数据库和私人数据库中已积累了天文数字的多种生物的核酸和蛋白序列信息,且这个数字日益加速增大。
现在生物学研究已进入功能基因组时代,研究重点是基因的功能、表达和调控,在这个时期充分利用公共数据库中丰富的序列信息资源具有举足轻重的意义。
基因微阵列技术作为沟通基因序列信息与功能基因组间的桥梁,在后基因组时代将发挥日益重要的作用。
基因微阵列(microarray)又称基因芯片,是一类重要的生物芯片。
它是把大量已知序列探针集成在一张基片上,然后把若干经过标记的靶基因序列与微阵列上的序列探针杂交。
通过检测已杂交的探针,便可根据碱基互补配对的原理确定靶基因的序列,从而获得细胞或组织中大量的基因表达信息,实现对基因表达信息的同步大规模快速检测。
基因微阵列可分为两种类型:寡聚核苷酸微阵列(oligonucleotide microarrays,genechips)和DNA片段微阵列(DNA fragment microararays),后者中的cDNA微阵列是将大量经过3’端或5’测序的cDNA 经扩增后点在尼龙膜等聚合物基片上或玻璃片等刚性光学基片上而制成,在检测高等生物基因表达譜上具有其特有的优点。
本文对cDNA微阵列技术的生物学基础、基本原理、制备方法、靶基因标记、杂交图像分析、杂交数据的提取和分析及应用进行综述。
1 cDNA微阵列技术的生物学基础生物的生存和繁衍依赖于细胞对遗传指令的储存、阅读和翻译的能力。
遗传信息通过细胞分裂由母细胞传给子细胞,通过生殖细胞由上一代传给下一代。
遗传信息以基因的形式储存在每一个活细胞中,细胞依靠基因产物来进行产生能量、合成生物大分子、维持细胞结构和应答外界刺激等功能活动。
蛋白质是细胞机器的工作组分,DNA中储存着蛋白合成的信息,而RNA携带着编码于DNA 中的遗传指令,介导储存在DNA中信息的表达。
蛋白质微阵列

蛋白质微阵列蛋白质微阵列技术是一种近年来发展迅速的现代生物技术,它能够进行大规模的、密集的、高通量的蛋白质分析,大大缩短了分析时间,并且能够精确地分析复杂的生物大分子,在许多分子生物学领域有着广泛的应用。
蛋白质微阵列技术是一种特定的技术,它不仅适用于蛋白质的分析,还能够用于细胞组织研究,免疫学方面的研究,以及靶向信号传导和疾病诊断等。
它的工作原理是:将检测对象按一定的模式排列摆放在微孔板的微孔上,然后通过自动化技术和机器视觉技术将微孔板中的每一个微孔内的物质成像出来,并将图像信息记录在电脑上。
由于这种技术不需要大量样品,也不会耗费大量的实验时间,因此被越来越多的研究人员所欢迎。
蛋白质微阵列技术的应用包括:蛋白质的表达分析、蛋白质的交互分析、蛋白质的活性分析、蛋白质的结构分析以及细胞因子的表达状态分析等。
例如,在蛋白质的表达分析中,通过蛋白质微阵列技术可以大量检测蛋白质的表达,从而发现和确定其在健康和疾病状态下的变化。
此外,蛋白质微阵列技术还可以用于蛋白质的交互分析,即检测不同蛋白质之间的相互作用,从而发现和确定蛋白质之间的相互影响。
此外,蛋白质微阵列技术也可以用于细胞因子的表达状态分析,即检测细胞因子的表达水平,从而对其在正常和病理情况下的表达了解。
此外,蛋白质微阵列技术还可以用于细胞活性分析,即检查细胞活性和信号传导途径,以及疾病诊断等。
蛋白质微阵列技术在许多分子生物学领域有着广泛的应用,不仅可以快速准确地分析复杂的生物大分子,而且可以缩短分析时间,使研究过程变得更加简便和高效。
它的准确性和灵活性以及高效的分析正使它逐渐成为生物技术领域最关注的热点技术,使蛋白质分析成为一个受人们广泛关注的研究领域。
综上所述,蛋白质微阵列技术是一种近年来发展迅速的现代生物技术,它能够大量检测蛋白质的表达,从而发现和确定蛋白质在正常和病理情况下的变化,同时还能够进行大规模的、密集的、高通量的蛋白质分析,大大缩短分析时间,正使它逐渐成为生物技术领域最关注的热点技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
topenia :a critical com paris on of lepirudin and argatroban [J ].Thromb Res ,2003,110(2/3):73-82.[16] Chong BH.Heparin 2induced thrombocytopenia[J ].Br JHaematol ,1995,89(3):431-439.[17] Warkentin TE ,K elton J G.Heparin 2induced thrombocytope 2nia[J ].Prog Hemost Thromb ,1991,10:1-34.[18] Pinto DS ,S perling RT ,Tu T M ,et al .C ombination plateletglycoprotein Ⅱb/Ⅲa receptor and lepirudin administration during percutaneous coronary intervention in patients with heparin 2induced thrombocytopenia [J ].Catheter Cardiovasc Interv ,2003,58(1):65-68.[19] Lubenow N ,G reinacher A.Hirudin in heparin 2inducedthrombocytopenia [J ].Semin Thromb Hemost ,2002,28(5):431-438.[20] Schiele F ,Vuillemenot A ,K ramarz P ,et al .Use of re 2combinant hirudin as antithrombotic treatment in patients with heparin 2induced thrombocytopenia[J ].Am J Hematol ,1995,50(1):20-55.[21] Fischer KG.Hirudin in renal insu fficiency[J ].SeminThromb Hemost ,2002,28(5):467-482.[22] Willey M L ,de Denus S ,S pinler S A.Rem oval of lepirudin ,a recombinant hirudin ,by hem odialysis ,hem ofiltration ,or plasmapheresis[J ].Pharmacotherapy ,2002,22(4):492-499.[23] Ibbots on T ,Perry C M.Danaparoid :a review of its use inthromboembolic and coagulation dis orders [J ].Drugs ,2002,62(15):2283-2314.[24] Breddin HK.Current developments in antithrombotic thera 2py :the role of antithrombin agents [J ].PathophysiolHaemost Thromb ,2002,32(Suppl 3):1-8.微阵列技术的进展彭 涛,王 林编译(军事医学科学院放射医学研究所,北京 100850)摘要:基因组学和转录组学的研究,促进了高通量药物筛选的发展。
目前,高通量药物发现已经转向关注蛋白质组学、糖原组学和代谢组学评价中存在的难题。
微阵列技术是评价基因表达的主要工具,它们也被用于蛋白质和小分子筛选库。
微阵列技术能帮助人们从更小体积的样品中获得更多的信息,使得低花费的高通量分析在药物发现过程中成为可能。
蛋白质组学、糖原组学和组织阵列技术的发展将进一步帮助和促进药物发现过程的实现。
关键词:微阵列技术;药物发现;生物芯片中图分类号:Q7 文献标识码:A 文章编号:100120971(2004)022******* 收稿日期:2003209216 分子2分子间相互作用的微型化技术的发展改变了细胞生物学的面貌。
药物发现方式由直接搜寻基因和蛋白质的生物信息转向使用可以大量处理少量样品的筛选技术。
微阵列技术提供了一种探测DNA 、蛋白质或小的有机化合物的方法。
随着检测相互作用技术的发展,尤其是以荧光标记检测为基础的技术发展,微阵列技术可以在一次实验中同时分析数千种不同的样品。
1 DNA 微阵列技术与基因表达分析微阵列技术最早被用于免疫分析,但是基因组测序提出了同时进行多基因分析的要求。
DNA 芯片将高通量寡聚核苷酸合成方面的进展与PCR 放大结合起来产生了探针阵列,它可以通过杂交来检测转录的变化。
在检测和计算方面的进步和对基因表达重要性的认识促进了对测量基因mRNA 浓度变化系统的改进,该系统可以在只有几厘米尺度的芯片上测量上万个基因的mRNA 浓度变化。
以阵列为基础的基因表达分析已经成为许多研究项目的重要工具。
特殊种类mRNA 丰度间接地与细胞中蛋白质的含量成比例。
但是,不同的半衰期、翻译效率和后转录事件影响着每种mRNA ,这意味着在细胞中很难找出两种不同丰度的mRNA 和它们相应蛋白质浓度之间的关系。
蛋白质阵列技术现在被用于检查酶2底物、DNA 2蛋白质和蛋白质2蛋白质之间的相互作用。
但是,一个整合的阵列技术要求能反映转录、翻译和后翻译机制的真实复杂性。
目前,微阵列技术的应用包括基因组2广泛遗传型和表达谱。
但是,若使DNA和蛋白质微阵列技术成为一个可靠的工具,则它们必须具有杂交高灵敏度和特异性的探针序列,结果必须具有可重复性,必须建有质量控制系统。
在生物医学领域,微阵列技术的潜在应用包括RNA评价和在临床样品中将蛋白质的变化作为诊断标志物,在癌症中蛋白质的变化是很显著的。
对许多基因的定量基因表达分析可以通过单色或双色荧光法实现。
单色分析主要用于由照相平板印刷技术制备的阵列。
美国A ffymetrix公司以商品名G eneChip(基因芯片)申请了这一方法的专利。
在这一方法中,在使用单一荧光标记的不同芯片上产生每个样品的表达谱,然后对所得的不同图像进行比较。
随后发展了双色分析标准,两种DNA样品用不同的荧光染料进行标记。
这些被标记的探针与一个cDNA阵列进行杂交;当微阵列被扫描时,荧光信号重叠为被激活或被抑制的可见基因。
DNA微阵列可以使用15~25个片段的短寡聚核苷酸、50~120个片段的长寡聚核苷酸或PCR放大的100~3000个碱基对的cDNA来装配。
在固体基质上原位合成寡聚核苷酸,使用照相平板印刷技术建造阵列的每一单元。
长链寡聚核苷酸和cDNA可以直接在玻璃板上形成小点。
使用机器点样装置可在一块玻璃载片上产生10000~30000个小点。
在药物发现和治疗领域,微阵列技术被用于对不同疾病阶段的细胞或组织进行表达分析、单核苷酸多态性(S NP)分析、药物遗传学和基因组毒理学分析。
由这些研究所获得的信息可以用于对个性化和理性药物设计有益的阵列。
尽管其他技术也在发展,但在药物发现的许多领域中DNA微阵列技术还在使用,并且还会继续发展。
在癌症研究中,最终的目的就是将DNA微阵列技术获得的数据和蛋白质组学和代谢组学的发现联系起来,因为细胞中的蛋白质和代谢物对细胞功能的影响要比mRNA本身大得多。
DNA微阵列技术对了解正常和异常细胞生物化学进而选择药物设计靶标有重大影响。
DNA微阵列技术的应用并不局限于人类细胞生物学,它还被应用于许多其他与药物相关的领域。
DNA微阵列技术是鉴别混合在一起的各种细菌的理想工具,包含全部细菌种群的DNA或mRNA被分离后与一个16S的DNA核糖体片段阵列杂交可以得到细菌丰度和细菌种类的信息。
如果可以大大降低费用,医学微生物学实验室可以应用微阵列技术进行流行病学诊断。
2 蛋白质和肽微阵列技术在提供样品中RNA或DNA同一性或数量信息方面DNA阵列存在着局限性。
这样的阵列不能分析基因的翻译产物,因此,需要使用多肽阵列。
大多数药物的靶标为蛋白质,因此蛋白质和肽微阵列技术对药物发现有着重要的影响。
至今,由于技术方面的限制,这样的微阵列技术还未被充分利用。
制备蛋白质微阵列时一个重要挑战是如何保持蛋白质的功能性,例如,翻译后修饰和磷酸化作用。
对蛋白质阵列表面化学的一个重要考虑就是,必须能固定蛋白质并保留二级和三级结构及生物活性。
在阵列上以生物活性形式固定蛋白质或蛋白质配体是蛋白质微阵列技术面临的第一个技术挑战。
大多数阵列都是使用甲醛处理的玻璃或硅载片来固定蛋白质。
其他固相载体包括铝或金及亲水的聚合物。
作为一种选择,蛋白质可以被印在多孔的聚丙烯酰胺凝胶上,与在电泳中的使用相似,使用可与蛋白质分子中的氨基形成共价键的偶联试剂进行固定。
凝胶提供了一个与生物环境相似的水的三维环境,因此,固定的蛋白质可以在溶液中进行键合反应。
固定的蛋白质或肽可以自由地采取它们天然的构象并保留其功能。
在发展蛋白质阵列技术中的另一项重要考虑是选择检测方法。
现在应用的方法包括以酶联免疫吸附测定为基础的酶或荧光标记分析或通用蛋白质染料分析。
但是,这种方法存在不足,酶联免疫吸附测定法会产生非特异性的蛋白质2抗体间相互作用,标记蛋白质的荧光会降低分析的定量准确度,如果捕捉分子本身就是蛋白质,通用蛋白质染色法就不可行。
其他适合蛋白质微阵列的检测方法包括质谱(MS)分析和表面胞质团共振光谱。
H ouseman等在肽微阵列技术中通过定量分析蛋白激酶的活性提出了一种研究蛋白质磷酸化作用及其潜在抑制作用的新方法。
以前研究蛋白激酶活性需要纯化和鉴定由细胞裂解物得到的样品酶。
而H ouseman的肽微阵列技术仅需少量的蛋白质并且可以用来发展多蛋白激酶活性检测的高通量分析。
蛋白激酶家族是致瘤蛋白质的最大决定类群,涉及许多病理学,也是重要的药物靶标。
蛋白质和肽微阵列技术在药物发现领域的应用包括确定蛋白质2蛋白质、酶2底物和蛋白质2小分子间的相互作用。
有人使用17种不同测试底物和蛋白质微阵列技术,分析了119种具有底物特异活性的酵母菌蛋白激酶,表明蛋白质微阵列技术比诸如酶联免疫吸附测定和蛋白质印迹法等常规方法具有所需样品量少和操作迅速的优点。
蛋白质阵列技术的检测速度被认为比常规方法快10~100倍。
3 糖原组学尽管由肽阵列获得的信息不断增加,但是目前的阵列没有涉及翻译后修饰的问题。
多数蛋白质和生物分子通过共价键连接到糖残基上的方法进行修饰。
许多生物进程涉及糖2受体的连接,因此,微阵列将成为研究此类相互作用的重要工具。