技術(shù)文章
Technical articles蛋白質(zhì)組的研究不僅能為生命活動(dòng)規(guī)律提供物質(zhì)基礎(chǔ),也能為眾多種疾病機(jī)理的闡明及攻克提供理論根據(jù)和解決途徑。通過對(duì)正常個(gè)體及病理個(gè)體間的蛋白質(zhì)組比較分析,我們可以找到某些“疾病特異性的蛋白質(zhì)分子”,它們可成為新藥物設(shè)計(jì)的分子靶點(diǎn),或者也會(huì)為疾病的早期診斷提供分子標(biāo)志。確實(shí),那些世界范圍內(nèi)銷路*的藥物本身是蛋白質(zhì)或其作用靶點(diǎn)為某種蛋白質(zhì)分子。因此,蛋白質(zhì)組學(xué)研究不僅是探索生命奧秘的必須工作,也能為人類健康事業(yè)帶來巨大的利益。
蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)成為現(xiàn)代生物技術(shù)快速發(fā)展的重要支撐,并將生物技術(shù)取得關(guān)鍵性的突破。為幫助生命科學(xué)領(lǐng)域的工作者全面掌握蛋白質(zhì)組學(xué)的技術(shù)與方法、實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)與關(guān)鍵點(diǎn)、研究前沿與熱點(diǎn),本技術(shù)平臺(tái)將為客戶提供蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)服務(wù),包括雙向凝膠電泳、等電聚焦、生物質(zhì)譜分析及非凝膠技術(shù)。
雙向凝膠電泳:雙向凝膠電泳的原理是di一向基于蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)不同用等電聚焦分離,第二向則按分子量的不同用SDS-PAGE分離,把復(fù)雜蛋白混合物中的蛋白質(zhì)在二維平面上分開。由于雙向電泳技術(shù)在蛋白質(zhì)組與醫(yī)學(xué)研究中所處的重要位置,它可用于蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后修飾研究,蛋白質(zhì)組的比較和蛋白質(zhì)間的相互作用,細(xì)胞分化凋亡研究,致病機(jī)制及耐藥機(jī)制的研究,療效監(jiān)測(cè),新藥開發(fā),癌癥研究,蛋白純度檢查,小量蛋白純化,新替代疫苗的研制等許多方面。近年來經(jīng)過多方面改進(jìn)已成為研究蛋白質(zhì)組的zui有使用價(jià)值的核心方法。
等電聚焦:等電聚焦是60年代中期問世的一種利用有pH梯度的介質(zhì)分離等電點(diǎn)不同的蛋白質(zhì)的電泳技術(shù)。等電聚焦凝膠電泳依據(jù)蛋白質(zhì)分子的靜電荷或等電點(diǎn)進(jìn)行分離,等電聚焦中,蛋白質(zhì)分子在含有載體兩性電解質(zhì)形成的一個(gè)連續(xù)而穩(wěn)定的線性pH梯度中電泳。載體兩性電解質(zhì)是脂肪族多氨基多羧酸,在電場(chǎng)中形成正極為酸性,負(fù)極為堿性的連續(xù)的pH梯度。蛋白質(zhì)分子在偏離其等電點(diǎn)的pH條件下帶有電荷,因此可以在電場(chǎng)中移動(dòng);當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)遷移至其等電點(diǎn)位置時(shí),其靜電荷數(shù)為零,在電場(chǎng)中不再移動(dòng),據(jù)此將蛋白質(zhì)分離。
生物質(zhì)譜:生物質(zhì)譜技術(shù)是蛋白質(zhì)組學(xué)研究中重要的鑒定技術(shù),其基本原理是樣品分子離子化后,根據(jù)不同離子之間的荷質(zhì)比(M/E)的差異來分離并確定分子量。對(duì)于經(jīng)過雙向電泳分離的目標(biāo)蛋白質(zhì)用胰蛋白酶酶解(水解Lys或Arg的-C端形成的肽鍵)成肽段,對(duì)這些肽段用質(zhì)譜進(jìn)行鑒定與分析。目前常用的質(zhì)譜包括兩種:基質(zhì)輔助激光解吸電離-飛行時(shí)間質(zhì)譜(MALDI-TOF-MS)和電噴霧質(zhì)譜(ESI- MS)。
飛行時(shí)間質(zhì)譜:MALDI 的電離方式是 Karas和Hillenkamp于1988年提出。MALDI的基本原理是將分析物分散在基質(zhì)分子(尼古丁酸及其同系物)中并形成晶體,當(dāng)用激光(337nm的氮激光)照射晶體時(shí),基質(zhì)分子吸收激光能量,樣品解吸附,基質(zhì)-樣品之間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移使樣品分子電離。它從固相標(biāo)本中產(chǎn)生離子,并在飛行管中測(cè)定其分子量,MALDI-TOF-MS一般用于肽質(zhì)量指紋圖譜,非??焖?每次分析只需3~5min),靈敏(達(dá)到fmol水平),可以精確測(cè)量肽段質(zhì)量,但是如果在分析前不修飾肽段,MALDI-TOF-MS不能給出肽片段的序列。
電噴霧質(zhì)譜:ESI- MS是利用高電場(chǎng)使質(zhì)譜進(jìn)樣端的毛細(xì)管柱流出的液滴帶電,在N2氣流的作用下,液滴溶劑蒸發(fā),表面積縮小,表面電荷密度不斷增加,直至產(chǎn)生的庫侖力與液滴表面張力達(dá)到雷利極限,液滴爆裂為帶電的子液滴,這一過程不斷重復(fù)使終的液滴非常細(xì)小呈噴霧狀,這時(shí)液滴表面的電場(chǎng)非常強(qiáng)大,使分析物離子化并以帶單電荷或多電荷的離子形式進(jìn)入質(zhì)量分析器。ESI-MS從液相中產(chǎn)生離子,一般說來,肽段的混合物經(jīng)過液相色譜分離后,經(jīng)過偶聯(lián)的與在線連接的離子阱質(zhì)譜分析,給出肽片段的精確的氨基酸序列,但是 分析時(shí)間一般較長(zhǎng)。
目前,許多實(shí)驗(yàn)室兩種質(zhì)譜方法連用,獲得有意義的蛋白質(zhì)的肽段序列,設(shè)計(jì)探針或引物來獲得有意義的基因。隨著蛋白質(zhì)組研究的深入,又有多種新型質(zhì)譜儀出現(xiàn),主要是在上述質(zhì)譜儀的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)與重新組合。
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