高级生化-蛋白质综述

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生物化学蛋白质的结构与功能

生物化学蛋白质的结构与功能

结构维持
蛋白质参与细胞结构的维 持,如细胞膜、细胞骨架 等,对细胞形态和功能起 到重要作用。
信号转导
蛋白质在信号转导过程中 发挥重要作用,能够传递 外部刺激信号,调控细胞 应答。
蛋白质在能量代谢中的作用
产能过程
01
蛋白质参与细胞内的产能过程,如三羧酸循环和氧化磷酸化等
,为细胞提供能量。
能量转换
02
蛋白质能够将一种形式的能量转换为另一种形式,如光合作用
中叶绿素蛋白将光能转换为化学能。
能量储存
03
蛋白质可以作为能量储存的载体,如肌细胞中的肌球蛋白和糖
原等。
蛋白质在物质代谢中的作用
合成与分解
蛋白质是生物体合成和分解物质的重要参与者, 如合成细胞膜、蛋白质和核酸等。
物质转运
蛋白质参与物质跨膜转运,将营养物质、氧气等 输送到细胞内,并将代谢废物排出细胞外。
的20种氨基酸的排列顺序。
影响因素
一级结构决定了蛋白质的生物活性 和功能,因此任何改变氨基酸序列 的突变都可能影响蛋白质的功能。
重要性
一级结构是蛋白质其他高级结构的 基础,对蛋白质的稳定性、折叠方 式和功能具有决定性作用。
二级结构
定义
蛋白质的二级结构是指蛋白质中局部 主链的折叠方式,主要包括α-螺旋、 β-折叠、β-转角和无规卷曲等。
3
蛋白质异常与代谢性疾病
如糖尿病、肥胖症等代谢性疾病与蛋白质的合成 、分解和代谢调节异常有关。
蛋白质药物的开发与应用
靶向蛋白质的药物
针对某些关键蛋白质进行设计和开发,以治疗特定疾病的药物, 如抗体药物、小分子抑制剂等。
蛋白质替代疗法
利用重组技术生产正常功能的蛋白质,以替代病变或缺失的蛋白 质,如治疗遗传性疾病的药物。

高级动物生化复习资料--研究生

高级动物生化复习资料--研究生

1. 蛋白质一级结构、二级结构、超二级结构、结构域、三级结构、四级结构,肽平面、Rossman折叠、Bohr效应的概念、分叉进化。

(1)一级结构:指蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。

(2)二级结构:指多肽链主链上原子的局部空间排列状态。

(3)超二级结构:在蛋白质结构中有一些二级结构的组合物,充当三级结构的构件。

(4)结构域:蛋白质三维结构中存在着易于鉴别的具有重要的功能球状亚结构,1973年温特劳弗尔(Wetlaufer)将蛋白质中的这种亚结构称为结构域。

(5)三级结构:指二级结构和非二级结构在空间进一步盘曲折叠,形成包括主、侧链原子在内的专一性三维排布。

(6)四级结构:四级结构就是指蛋白质分子中亚基在空间排列状态、亚基间的相互作用以及接触部位的布局。

(7)肽平面:肽键具有部分双键的性质(约40%),不能自由旋转,所以肽键是一个刚性平面,称为肽平面(酰胺平面)。

(8)Rossman折叠:蛋白质中常常还有两组βαβ组合成的一种更为复杂的超二级结构,这种结构称为Rossman折叠,它包括两个相邻的βαβ单元,即βαβαβ,有时还有ββααββ结构,这是βXβ单元的特殊形式。

(7)Bohr效应:H+ 浓度或pH的变化可以影响血红蛋白对氧的亲合力。

在肺组织中,CO2分压低、H+ 浓度低、pH较高的情况下,血红蛋白与氧的亲合力增加,所以易与氧结合成氧合血红蛋白。

但在周围组织中,CO2分压高、H+ 浓度高、pH较低的情况下,血红蛋白与氧的亲合力降低,所以氧合血红蛋白易释放出氧成为脱氧血红蛋白。

这就是Bohr效应。

(8)分叉进化:这种从一个共同祖先蛋白质发展出另一种新蛋白质的现象称为分叉进化。

2试举两例说明蛋白质一级结构与功能的关系蛋白质的氨基酸顺序与生物功能具的密切的关系,特别是蛋白质与其它生物大分子物质之间的相互作用及其作用方式都是由氨基酸顺序决定的。

牛的催产素和抗利尿素的结构相似,都是环八肽,但有两个氨基酸不同。

生物化学综述

生物化学综述

生物化学课程论文…………………………………………………………………………………………………题目: 蛋白质翻译后修饰综述学院:生命科学技术学院(生化与分子)成员:祝乐清(1433121003)任课老师:李弘剑二О一五年一月七日蛋白质翻译后修饰摘要:后基因组时代的到来意味着生命科学研究重心转向功能基因组学及功能蛋白质组学等新领域(蛋白质翻译后修饰是蛋白质组学的重要组成部分(蛋白质经翻译后修饰改变自身的空间构象、活性、稳定性及其与其他分子相互作用等方面的性能,从而参与调节机体多样化的生命活动。

多数蛋白质存在翻译后修饰,目前已知的蛋白质共价修饰方式多达200余种,主要包括磷酸化、亚硝基化、硝基化、泛素化和小泛素相关修饰物化(SUMO)等。

我们就蛋白质翻译后修饰类型和生物学功能做以下综述。

关键词:蛋白质翻译后修饰;磷酸化;糖基化;硝基化;亚硝基化;泛素化;SUMO 1磷酸化磷酸化是蛋白质翻译后修饰中最广泛的共价修饰方式,三磷酸腺苷/三磷酸鸟苷的γ位磷酸基团经磷酸化激酶催化转移到蛋白质特定位点上,而其反向过程去磷酸化由蛋白磷酸酶催化去除相应磷酸基团。

发生磷酸化的蛋白质按磷酸化残基不同分为4类:O-磷酸盐蛋白质”由羟氨基酸如丝氨酸、苏氨酸或酪氨酸残基磷酸化形成:N-磷酸盐蛋白质:由天冬氨酸或谷氨酸残基磷酸化形成:酰基磷酸盐蛋白质:由精氨酸、赖氨酸或组氨酸残基磷酸化形成:S-磷酸盐蛋白质:由半胱氨酸残基磷酸化形成。

其中,丝氨酸/苏氨酸磷酸化主要是通过改变蛋白质空间结构影响酶活性。

酪氨酸磷酸化除上述作用外,更重要的是为与其他蛋白质形成多蛋白复合体提供基团,而形成的多蛋白复合体可进一步促进蛋白质磷酸化。

在多细胞生物有丝分裂中,相比非磷酸化的组蛋白H380位点苏氨酸,组蛋白H2A和H4优先与其磷酸化形式反应,增加与邻近核小体结合。

从而促进染色质的紧密贴合。

表皮生长因子受体654位的苏氨酸经蛋白激酶C催化发生磷酸化,可抑制溶酶体对其自身的降解,此外,654位苏氨酸磷酸化可以保护表皮生长因子与表皮生长因子受体的结合.共济失调毛细血管扩张症突变基因磷酸化的小鼠CGG三聚体重复结合蛋白1的164位苏氨酸是端粒的保护信号,未被磷酸化的CGG三聚体重复结合蛋白1的164位苏氨酸的过表达引起端粒缩短和融合。

高级生化实验报告二

高级生化实验报告二

实验二Western blotting检测大肠杆菌重组蛋白一、背景印迹法(blotting)是指将样品转移到固相载体上,而后利用相应的探测反应来检测样品的一种方法。

1975年,Southern建立了将DNA转移到硝酸纤维素膜(NC膜)上,并利用DNA-RNA杂交检测特定的DNA片段的方法,称为Southern blotting。

之后,James Alwine、David Kemp和George Stark三位教授又发明了RNA杂交检测技术,因与Southern blotting相似,故命名为Northern blotting。

George Stark这位教授在两年后又开发出类似的蛋白质检测方法。

1981年,在Neal Burnette所著的Analytical Biochemistry中,首次将单向电泳后的蛋白质分子的印迹分析称为Western blotting。

此后开发的Eastern blotting是Western blotting的变形,对双向电泳后蛋白质分子的印迹分析称为Eastern blotting。

30多年来,Western blotting技术已成为蛋白质研究中最常用的工具,用于鉴定目的蛋白是否存在(定性),目的蛋白质的表达量和不同样品之间的表达差异性(定量)。

pET系统是在大肠杆菌(Escherichia coli)中克隆表达目的基因、产生重组蛋白的经典表达系统。

目的基因被克隆到pET质粒载体上,受噬菌体T7强转录及翻译信号控制;表达由宿主细胞提供的T7 RNA 聚合酶诱导。

T7 RNA 聚合酶被充分诱导时,几乎所有的细胞资源都用于表达目的蛋白;诱导表达后仅几个小时,目的蛋白通常可以占到细胞总蛋白的50%以上。

目的蛋白可用于进一步的SDS-PAGE分析、Western blotting检测或亲和层析分离纯化。

二、实验目的利用Western Blotting技术,定性检测苦荞二氢黄酮醇4-还原酶基因(FtDFR)在E.coli BL(DE3)中的诱导表达。

生化试验-蛋白质含量的测定

生化试验-蛋白质含量的测定

〔Ⅱ〕实验部分实验一蛋白质含量测定法本实验的目的是学会各种蛋白质含量的测定方法。

了解各种测定方法的基本原理和优缺点。

蛋白质含量测定法,是生物化学研究中最常用、最基本的分析方法之一。

目前常用的有四种古老的经典方法,即定氮法,双缩尿法(Biuret法)、Folin-酚试剂法(Lowry 法)和紫外吸收法。

另外还有一种近十年才普遍使用起来的新的测定法,即考马斯亮蓝法(Bradford法)。

其中Bradford法和Lowry法灵敏度最高,比紫外吸收法灵敏10~20倍,比Biuret法灵敏100倍以上。

定氮法虽然比较复杂,但较准确,往往以定氮法测定的蛋白质作为其他方法的标准蛋白质。

值得注意的是,这后四种方法并不能在任何条件下适用于任何形式的蛋白质,因为一种蛋白质溶液用这四种方法测定,有可能得出四种不同的结果。

每种测定法都不是完美无缺的,都有其优缺点。

在选择方法时应考虑:①实验对测定所要求的灵敏度和精确度;②蛋白质的性质;③溶液中存在的干扰物质;④测定所要花费的时间。

考马斯亮蓝法(Bradford法),由于其突出的优点,正得到越来越广泛的应用。

显色后会色浅,则必须提高碳酸钠—氢氧化钠溶液的浓度1~2倍。

进行测定时,加F olin—酚试剂时要特别小心,因为该试剂仅在酸性pH条件下稳定,但上述还原反应只在pH=10的情况下发生,故当Folin一酚试剂加到碱性的铜—蛋白质溶液中时,必须立即混匀,以便在磷钼酸—磷钨酸试剂被破坏之前,还原反应即能发生。

五、考马斯亮兰法(Bradford法)(一)实验原理双缩脲法(Biuret法)和Folin—酚试剂法(Lowry法)的明显缺点和许多限制,促使科学家们去寻找更好的蛋白质溶液测定的方法。

1976年由Bradford建立的考马斯亮兰法(Bradford法),是根据蛋白质与染料相结合的原理设计的。

这种蛋白质测定法具有超过其他几种方法的突出优点,因而正在得到广泛的应用。

这一方法是目前灵敏度最高的蛋白质测定法。

生化蛋白质复习笔记

生化蛋白质复习笔记

第四章蛋白质化学蛋白质是生命的物质基础,存在于所有的细胞及细胞的所有部位。

所有的生命活动都离不开蛋白质。

第一节蛋白质的分子组成蛋白质结构复杂,它的结构单位——氨基酸很简单。

所有的蛋白质都是由20种氨基酸合成的,区别只是蛋白质分子中每一种氨基酸的含量及其连接关系各不相同。

一、一、氨基酸的结构氨基酸是由C、H、O、N等主要元素组成的含氨基的有机酸。

用于合成蛋白质的20种氨基酸称为标准氨基酸。

标准氨基酸都是α-氨基酸,它们有一个氨基和一个羧基结合在α-碳原子上,区别在于其R基团的结构、大小、电荷以及对氨基酸水溶性的影响。

在标准氨基酸中,除了甘氨酸之外,其他氨基酸的α-碳原子都结合了4个不同的原子或基团:羧基、氨基、R基团和一个氢原子(甘氨酸的R基团是一个氢原子)。

所以α-碳原子是手性碳原子,氨基酸是手性分子。

天然蛋白质中的氨基酸为L-构型,甘氨酸不含手性碳原子,但我们习惯上还是称它L-氨基酸。

苏氨酸、异亮氨酸各含两个手性碳原子。

其余标准氨基酸只含一个手性碳原子。

二、氨基酸的分类根据R基团的结构可以分为脂肪族、芳香族、杂环氨基酸;根据R基团的酸碱性可以分为酸性、碱性、中性氨基酸;根据人体内能否自己合成可以分为必需、非必需氨基酸;根据分解产物的进一步转化可以分为生糖、生酮、生糖兼生酮氨基酸;根据是否用于合成蛋白质(或有无遗传密码)可以分为标准(或编码)、非标准(或非编码)氨基酸。

(一)含非极性疏水R基团的氨基酸这类氨基酸的侧链是非极性疏水的。

其中包括丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甘氨酸、甲硫氨酸(蛋氨酸)、脯氨酸。

(二)含极性不带电荷R基团的氨基酸这类氨基酸包括丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、酪氨酸,其侧链具亲水性,可与水形成氢键(半胱氨酸除外),所以与非极性氨基酸相比,较易溶于水。

(三)碱性氨基酸pH7.0时侧链带正电荷的氨基酸包括赖氨酸、精氨酸、组氨酸——含咪唑基。

(四)酸性氨基酸包括天冬氨酸、谷氨酸四、氨基酸的理化性质(一)两性电离与等电点所有的氨基酸都含有氨基,可以结合质子而带正电荷;又含有羧基,可以给出质子而带负电荷,氨基酸的这种电离特性称为两性电离。

生物化学-蛋白质

生物化学-蛋白质

For Example
pI
• Glycine


• Glutamate
算:
• Histidine
pI = (pK1+pK2)/2
An acidic amino acid pI=(pK1+pKR)/2
A basic amino acid pI=(pKR+pK2)/2
(二)含共轭双键的氨基酸具有紫外吸收性质
二、氨基酸可根据侧链结构和理化性质 进行分类
➢ 非极性脂肪族氨基酸 ➢ 极性中性氨基酸 ➢ 芳香族氨基酸 ➢ 酸性氨基酸 ➢ 碱性氨基酸
* 20种氨基酸的英文名称、缩写符号及分类如下:
(一)侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族 氨基酸
(二)侧链有极性但不带电荷的氨基酸是极性 中性氨基酸
(三)侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸
肽链中的氨基酸分子因为脱水缩合而基团 不全,被称为氨基酸残基(residue)。
多肽链(polypeptide chain)是指许多氨 基酸之间以肽键连接而成的一种结构。
多肽链有两端: N 末端:多肽链中有游离α-氨基的一端 C 末端:多肽链中有游离α-羧基的一端
多肽链
多肽链
N末端
C末端
牛核糖核酸酶
H OH
甘氨酸
O NH-CH-C
H H OH
甘氨酸
-HOH
O
O
NH2-CH-C-N-CH-C
H H H OH
肽键
甘氨酰甘氨酸
肽是由氨基酸通过肽键缩合而形成的化 合物。
两分子氨基酸缩合形成二肽,三分子氨基 酸缩合则形成三肽……
由十个以内氨基酸相连而成的肽称为寡肽 (oligopeptide),由更多的氨基酸相连形成的肽 称多肽(polypeptide)。

生化第3章_蛋白质_2

生化第3章_蛋白质_2
3000 ~ 80000D), G-100 (分级范围 4000 ~ 150000D)。
• 测得几种标准蛋白质的洗脱体积〔Ve〕 • 以相对分子质量对数(logM)对Ve作图,得标准曲线 • 再测出未知样品洗脱体积〔Ve〕 • 从标准曲线上可查出样品蛋白质的相对分子质量
4. SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法 (SDS-PAGE)
1. 球状蛋白质(globular protein): 外形接近球形或椭圆形, 溶解性较好,能形成结晶,多数蛋白质属于这一类。 2. 纤维状蛋白质 (fibrous protein): 分子类似纤维或细棒, 又可分为可溶性纤维状蛋白质和不溶性纤维状蛋白质。
二. 依据蛋白质的组成分类 按照蛋白质的组成,可以分为简单蛋白和结合蛋白。
×100% = 55.8/0.335 ×100 = 16700
2. 蛋白质的沉降分析: 利用超离心法 (ultracentrifuge)测定蛋白质及其它 生物大分子的分子量,有两种方法:沉降速度法和沉
降平衡法。
1)沉降速度法 (sedimentation velocity):

在 60 000~80 000 rpm 的高速离心力作用下,蛋白质 分子会沿旋转中心向外周方向移动,形成沉降界面, 界面的移动速度代表蛋白质分子的沉降速度。
★ 蛋白质沉淀的几种方法:
1.可逆沉淀: 在沉淀过程中,结构和性质都没有发生变化,在适当 的条件下,可以重新溶解形成溶液,称为可逆沉淀或非变性沉淀。 可逆沉淀是分离和纯化蛋白质的基本方法。 1)pI 沉淀法:在温和条件下,通过改变溶液的 pH 或电荷状 况,使 pr 从胶体溶液中沉淀分离。
2)盐析法:加入大量中性盐(NaCl、(NH4)2SO4、Na2SO4)使 pr
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摘要:蛋白质组学是后基因组时代的新兴学科,是当今生命科学领域新的增长点,本文就蛋白质组学中的分离和鉴定技术包括双向凝胶电泳、色谱和质谱等技术近几年的发展状况及最新研究进展进行综述。

关键词:蛋白质组学;双向凝胶电泳;色谱;质谱;生物信息学Abstract:Proteomics which is the new discipline in the time of the post-genomics develops rapidly in the life science.The present paper has documented the current situation and new development of the techniques of separation and identification in this area,including 2·dimensional gel- electro·phoresis,chromatography an d mass spectrometry.Key words:Proteomics;2-Dimensional gel electrophoresis;Chromatography;Mass spectrometry;Bioinformatics1、概念及相关内容随着人类基因组测序计划的完成,生命科学的重心开始转移到对基因的功能性产物即蛋白质的研究,并产生了一门新的学科———蛋白质组学(proteomics) 。

“蛋白质组(proteome) ”一词是1995 年由澳大利亚科学家Marc Wilkins 和Keith Wil2liams[ 1 ] 最早提出的,是由蛋白质(protein) 和基因组(genome) 派生而来。

被定义为“一个细胞或组织所表达的所有蛋白质产物或某一特定时期内所表达的所有蛋白质产物”。

蛋白质组研究与以往的蛋白质化学研究不同,它着重于全面性和整体性,研究的对象不是单一或少数的蛋白质,而是从细胞整体水平上对蛋白质的结构和功能进行研究,包括蛋白质在细胞内的表达水平、位置、功能和调节以及翻译后的修饰、剪接等加工信息。

蛋白质组研究使人们对生命系统与活动分子机制的认识由间接的基因、核酸层次深入到生命的直接执行者———蛋白质水平。

蛋白质组研究已成为后基因组时代的主要任务[ 2,3 ]。

2、蛋白质组研究的主要技术相对于基因组的研究,蛋白质组的研究相对滞后,主要原因是缺乏像基因组研究那样成熟的技术。

当前蛋白质组研究的主要技术可分为两大类,一类是蛋白质组的分离技术,包括双向电泳、双向高效柱层析等;另一类是蛋白质组的鉴定技术,包括质谱技术、生物信息技术等。

2.1 蛋白质组的分离技术2.11 双向凝胶电泳技术(2-DE)双向凝胶电泳技术是目前应用最为广泛的研究蛋白质组学的方法之一。

这项技术是O′far2rell 、Klose 和Scheele 等[4 ,5 ]于1975发明的。

双向凝胶电泳技术利用蛋白质的等电点和分子量差别将各种蛋白质区分开来。

虽然二维凝胶电泳难以辨别低丰度蛋白,对操作要求也较高,但其通量高、分辨率和重复性好以及可与质谱联用的特点,使其成为目前最流行、可靠的蛋白质组研究手段。

双向凝胶电泳技术及质谱基础的蛋白质组学研究程序为样品制备→等电聚焦→聚丙烯酰胺凝胶电泳→凝胶染色→挖取感兴趣的蛋白质点→胶内酶切→质谱分析确定肽指纹图谱或部分氨基酸序列→利用数据库确定蛋白。

蛋白质组研究要求有高分辨率的蛋白质分离及准确、灵敏的质谱鉴定技术。

凝胶电泳中蛋白质的着色不仅影响蛋白质分离的分辨率,同时也影响后续的质谱鉴定。

蛋白质的染色可分为有机试剂染色、银染、荧光染色及同位素显色四类。

Unlu 等提出了一种荧光差异显示双向电泳(F-2D-DIGE)的定量蛋白质组学分析方法。

差异凝胶电泳(DIGE)是对2-DE 在技术上的改进,结合了多重荧光分析的方法,在同一块胶上共同分离多个分别由不同荧光标记的样品,并第一次引入了内标的概念。

两种样品中的蛋白质采用不同的荧光标记后混合,进行2-DE,用来检测蛋白质在两种样品中表达情况,极大地提高了结果的准确性、可靠性和可重复性。

在DIGE技术中,每个蛋白点都有它自己的内标,并且软件可全自动根据每个蛋白点的内标对其表达量进行校准,保证所检测到的蛋白丰度变化是真实的。

DIGE 技术已经在各种样品中得到应用。

2.12 双向高效柱层析其基本原理是先进行一次分子筛柱层析,按蛋白质分子量大小进行第一次分离,从柱上流出的蛋白峰自动进入第二向层析进一步分离,第二向层析通常是利用蛋白质表面疏水性质进行的反相柱层析。

和双向电泳相比,双向高效柱层析的优点是可以适当放大,分离得到较多的蛋白质以供鉴定;可以和质谱技术联用实现蛋白质分析技术的自动化,同时流出的蛋白峰直接进入质谱进行鉴定,可减少印迹的步骤和因此引起的缺点。

2.13 色谱分离技术近年来,色谱技术的发展为蛋白质和多肽或亚基的分离分析提供了新的手段。

色谱技术是利用各种物质在固定相和流动相之间不同的分配系数,使其在相对运动着的两相间经反复多次分配,以不同速度移动,从而获得分离的方法。

按两相状态来分类,有气相色谱法(gas chrom- atography,GC)和液相色谱法(1iquid chromatography,LC)两种,而其中的LC是蛋白质组学非凝胶蛋白分离技术中最常用的方法。

单一的液相分离技术常不能满足复杂蛋白质复合物分离的需要,多维液相分离系统则在技术上弥补了单一的液相分离技术的不足。

多维液相分离系统是两种或两种以上具有不同分离原理特性的液相分离方法的优化和组合,它有效地提高了系统对样本的分辨率和峰容量。

此外,多维液相分离系统还具有快速、高通量、自动化、重复性好等优点[6]。

常见的多维液相分离系统有二维液相(two.Dimensio- nal liquid chromatography,2D—LC)、二维毛细管(two·dimensional capillary eleetrophoresis.2D—CE)、液相色谱一毛细管电泳(LC —CE)等。

色谱技术除了直接对蛋白分离分析外,常与质谱技术联用。

如Opiteck等[7]。

首次报道多维色谱整合质谱技术(MS)分析蛋白质混合物,Washurn等[8]在多维LC—MS/MS的基础上,提出MudPIT(multidimensional protein identification technology)方法,成功分离和鉴定了酵母中1484种蛋白质,这其中还包括一些低丰度的调控性蛋白激酶。

Nielsen等[9]应用LC—MS/MS技术成功分离鉴定了海马组织中的1 685种蛋白质。

毛细管电泳(CE)作为一种最新的色谱分离技术,将经典电泳技术与现代微柱分离有机结合,目前已广泛应用于蛋白质的高效分离分析。

与经典电泳相比,CE由于其侧面截面积大,散热快,能克服由于焦耳热引起的谱带展宽,且可承受高电压,因此分离效率提高,柱效可达几百万乃至几千万理论塔板数/m以上[10]。

CE在蛋白质组分析中用于蛋白质肽图的建立与蛋白质鉴定、物化常数分析、蛋白质动力学研究、样品定性定量检测与微量制备等方面。

CE在蛋白质组分析中用于蛋白质肽图的建立与蛋白质鉴定、物化常数分析、蛋白质动力学研究、样品定性定量检测与微量制备等方面。

CE有很多灵敏的检测技术,如紫外检测、荧光检测、化学发光检测等。

应用于蛋白质组研究中的CE技术主要包括毛细管区带电泳(capilary zone electro—phoresis,CZE)、毛细管等电聚焦电泳(capilary iso.eletriefocusing,CIEF)、毛细管凝胶电泳(capilarygel eleetrophoresis,CGE)和胶束电动毛细管层析(mieelar eleetrokinetie eleetrophor- esis ehromatogra·phy,MECC)等。

2.14 同位素包被亲和标记(ICAT)ICAT是用同位素标记帮助蛋白质组定量研究的技术,基本原理是将某一状态的蛋白混合物标记后作为内标准,与另一状态的蛋白混合物混合酶解,消化后的复杂多肽混合物通过亲和标签用生物素亲和层析柱将标记的多肽分离,最后分离的样品可以用LC-MC分析或用LC-MC/MC直接由蛋白序列信息来确定蛋白。

这一技术克服了2DGE的缺点,能全自动化,可以用于高通量蛋白质组"可以精确检测疏水的膜蛋白、PI和分子量偏大或偏小的蛋白,同时还能够测定其中蛋白质序列[11]使它的分析范围远大于2DEG。

有人用这一方法精确鉴定了体外和自然状态下分化的人HL60细胞微粒体片段中491个蛋白及其相对量,其中大部分是膜或膜相关蛋白。

ICAT在定量及差异表达检测上有巨大的优势,但也面临一些问题。

ICAT最大的挑战在于样品高度复杂,质谱分析获得数据的能力与这种复杂性相比显得不足。

但随着ICAT技术的不断进步与完善,它仍将是蛋白质组差异表达研究中的主要技术之一。

2.2蛋白质组鉴定技术2.21质谱技术其原理是对2DE所产生的上千个蛋白用传统的方法如Edman降解法等进行分析将是一个很艰巨的任务。

质谱技术的发展解决了这一难题。

它需要三个步骤,首先通过离子化装置将分子转化为气态离子,接着通过质谱分析器按照质荷比(m/z)的不同进行分离,最后转化到离子检测装置[ 12 ]。

目前,用来分析蛋白质和肽的样品离子化技术主要包括基质辅助激光解吸收离子化质谱(MALDI)和电子喷射离子化质谱(ESI)。

MALDI通常与飞行时间质谱(TOF)相结合。

TOF主要用来测量分析物飞过固定的路径所需的时间。

另一种鉴别蛋白质的方法是串联质谱(MS/MS)。

在这种情况下,经质谱分析的肽段进一步断裂并再次进行质谱分析,这样可得到肽序列的部分信息。

质谱技术能清楚地鉴定蛋白质并能准确地测量肽和蛋白质的分子量、氨基酸序列及翻译后的修饰。

目前MS/MS是唯一能够迅速测序N 末端封闭或共价修饰肽段的方法[1 ]。

质谱技术很灵活,能与多种蛋白分离、捕获技术联用,对普通的缓冲液成分相对耐受[15],能快速鉴定大量蛋白质点,而且很灵敏[14],在一些情况下,仅需10-15 fmol的蛋白[14,16,13], 这在只能得到极少量蛋白的情况下鉴别蛋白是很有用的。

在实际工作中可将几种技术结合应用,如串联质谱与Edeman微测序技术相结合[15],MALDI质谱与纳米电子喷射质谱相结合,这些技术相互互补,为分析2DE所分离的大量蛋白质提供了有效的手段。

2.22表面等离子共振技术(SPR)SPR是研究蛋白质相互作用的新技术,其原理是利用平面单色偏振光与金属膜内表面电子发生等离子共振时反射光强度最小时的入射角SPR角[17]。

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