芴甲氧羰基天冬氨酸

棕色和米色脂肪是一类特殊的“产热脂肪”，能够将代谢底物氧化产生的能量转化为热能，是哺乳动物及人类新生儿在寒冷环境下维持体温的重要手段之一，在进化上具有重大意义。近年来，肥胖、糖尿病等代谢性疾病日益流行，能量过剩是此类疾病的共同特征。产热脂肪具有高代谢活性和可诱导性，同时参与维持机体的能量代谢稳态，因而受到人们的关注，产热功能的调节机制和激活信号成为重要的研究课题。糖和脂肪酸是产热脂肪的两大“燃料”，其代谢途径及信号通路已有大量报道。然而，氨基酸是否能作为代谢底物或信号分子调节产热脂肪的功能，目前尚知之甚少。2021年10月27日，复旦大学潘东宁课题组和唐惠儒课题组合作在EMBO Journal上发表了题为 Asparagine reinforces mTORC1 signaling to boost thermogenesis and glycolysis in adipose tissues的研究成果。该研究发现，天冬酰胺通过激活mTORC1信号通路，启动脂肪组织产热和糖酵解，促进白色脂肪米色化，从而提高小鼠对寒冷环境的耐受能力，在肥胖情况下改善胰岛素敏感性、缓解体重增长。天冬酰胺（Asparagine, Asn）属于非必需氨基酸。哺乳动物细胞广泛表达天冬酰胺合成酶（Asparagine synthetase, ASNS），该酶以天冬氨酸为底物，由谷氨酰胺提供氨基，合成天冬酰胺。白血病母细胞（leukemic blasts）缺乏Asns表达，无法合成天冬酰胺，依赖外源摄取。因此，临床上使用天冬酰胺酶（asparaginase, ASNase）作为急性淋巴细胞性白血病的治疗手段，通过清除循环中的天冬酰胺，使白血病细胞由于缺乏天冬酰胺而凋亡。值得注意的是，接受该疗法的患者中，分别有20%和67%出现了高血糖和高血脂。此外，循环中天冬酰胺的水平与代谢综合征、肥胖的发生呈负相关。这些现象引起了本文作者的关注：天冬酰胺是否能影响全身能量代谢？为了探究这一问题，作者改变小鼠循环中天冬酰胺的水平，观察代谢和产热指标的变化。实验发现，在饮水中添加天冬酰胺，提高循环天冬酰胺水平，小鼠在4℃冷暴露时的体温维持能力显著提高，白色脂肪中出现更多米色化细胞；全身耗氧量、产热量均显著增加。另一方面，给予天冬酰胺酶，清除循环中的天冬酰胺，则出现相反的表型。在使用高脂饮食诱导肥胖的同时，给小鼠饮水中添加天冬酰胺，天冬酰胺组肥胖小鼠对β3肾上腺素受体激动剂反应敏感，体重增长减缓，血清胰岛素和血脂水平下降，糖耐量改善。这说明，天冬酰胺确实能促进脂肪组织产热、改善全身能量代谢。天冬酰胺发挥上述作用的机制是什么呢？作者采用代谢组学与同位素标记-靶向代谢流分析手段，发现添加天冬酰胺后，细胞内糖酵解中间产物（果糖-6-磷酸，果糖-1,6-二磷酸）显著增加。与之一致地，糖酵解关键酶（己糖激酶HK2、磷酸果糖激酶PFKL、丙酮酸激酶PKM）蛋白水平显著上调。进一步研究发现，天冬酰胺可激活mTORC1信号通路，上调4E-BP1和S6K的磷酸化水平，从而促进糖酵解关键酶的翻译；天冬酰胺对产热的激活作用，则依赖于mTORC1对Pgc1α的诱导。本研究首次报道了天冬酰胺对脂肪组织产热和糖酵解的激活作用，发现口服补充天冬酰胺能有效改善全身代谢、缓解肥胖进程。这一研究成果完善了我们对氨基酸调节产热脂肪功能的认识，并为利用天冬酰胺作为营养补充来预防和缓解肥胖提供了实验基础。复旦大学基础医学院博士生徐英江和施亭为本文共同第一作者，基础医学院潘东宁研究员和生命科学学院、人类表型组研究院唐惠儒教授为本文共同通讯作者。

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G116094Fmoc-Gly-Wang resin100-200 mesh, Substitution 0.3-0.8mmol/g5g,25g L116104Fmoc-Leu-王氏树脂100-200 mesh, Substitution 0.3-0.8mmol/g5g,25g L116107Fmoc-Lys(Boc)-王氏树脂 100-200 mesh, 1%DVB,Substitution 0.3-1g,5g,25g M118256Fmoc-Met-王氏树脂100-200 mesh, 1%DVB，Substitution 0.3-0.1g,5g,25g M118275MBHA Resin0.3~0.8mmol/g, 100~200 mesh, 1% DVB1g,5g,25g P118257Fmoc-D-Phe-王氏树脂 100-200 mesh, 1%DVB，Substitution 0.3-0.5g,25g P118258Fmoc-Phe(4-Cl)-Wang resin100-200 mesh, 1%DVB1g,5g,25g P118261Fmoc-Pro-王氏树脂 100-200 mesh, 1%DVB，Substitution 0.3-0.8m5g,25g R118279Rink Amide-AM Resin 0.3~0.8mmol/g, 100~200 mesh, 1% DVB1g,5g,25g R118280聚合物键合型 Rink 酰胺 4-甲基二苯甲胺0.3~0.8mmol/g, 100~2001g,5g,25g S118282Sieber 酰胺树脂0.3~0.8mmol/g, 100~200 mesh, 1% DVB5g,25g,100g T118264Fmoc-Thr(tBu)-王氏树脂100-200 mesh, 1%DVB，Substitution 0.31g,5g,25g T118267Fmoc-Tyr(tBu)-Wang resin100-200 mesh, 1%DVB，Substitution 0.5g,25g T118281Fmoc-Threoninol(tBu) DHP HM Resin 0.3~0.8mmol/g, 100~200 mes5g,25g V118268Fmoc-Val-Wang resin100-200 mesh, 1%DVB，Substitution 0.3-0.85g,25gN-保护试剂氨基保护是合成化学和肽合成中必须部分，有效的保护基团可以从合成的化合物易于添加和除去。货号品名规格cas号包装 B105737氯甲酸苄酯 96%,含约 0.1% 碳酸钠稳定剂501-53-125g,100g,500g,2.5kg D106158二碳酸二叔丁酯 98%24424-99-525g,100g,500g,1kg D106159二碳酸二叔丁酯 99%24424-99-525g,100g,1kg D106160二碳酸二叔丁酯 96%24424-99-5100g,500g F1061739-芴甲基-N-琥珀酰亚胺基碳酸酯 98%82911-69-15g,25g,100g F113338芴甲氧羰酰胺 99%84418-43-95g,25g,100g I105738氯甲酸异丁酯 98%543-27-125g,100g,500g耦合试剂由于肽合成中较低的消旋化是固相肽合成的一个关键指标，阿拉丁为你提供各种高质量偶联试剂，包括碳化二亚胺、脲类和磷型的偶联试剂，可以快速、有效和无消旋的缩合货号品名规格cas号包装 A1133452-(7-氮杂苯并三氮唑)-N,N,N' ,N' -四甲基脲四氟硼酸盐 98%873798-09-55g,25g,100g B106161卡特缩合剂 98%56602-33-65g,25g,100g,500g B1093122-溴-1-乙基吡啶四氟硼酸盐 98%878-23-95g,25g B113336溴代三(二甲基氨基)磷鎓六氟磷酸盐 98%50296-37-21g,5g,25g B113343三吡咯烷基溴化鏻六氟磷酸盐 98%132705-51-21g C109314N,N' -羰基二咪唑 &ge 97.0% (T)530-62-12.5kg,25g,100g,500g C109315N,N' -羰基二咪唑 99%530-62-11kg C113337N,N' -羰基二(1,2,4-三氮唑) 96%41864-22-65g,25g,100g H1061761-羟基苯并三唑一水合物 &ge 97.0%123333-53-925g,100g,250g,500g H1061773-羟基-1,2,3-苯并三嗪-4(3H)-酮 98%28230-32-25g,25g,100g H106354N-羟基邻苯二甲酰亚胺 98%524-38-92.5kg,25g,100g,500g H1093281-羟基-7-偶氮苯并三氮唑 99%39968-33-75g,25g,100g,500g H109329N-羟基-5-降冰片稀-2,3-二酰亚胺 99%21715-90-210g,50g,250gH109330N-羟基琥珀酰亚胺 98%6066-82-62.5kg,25g,100g,500g H109337N-羟基硫代琥珀酰亚胺 钠盐 98%106627-54-71g,5g,25g N102772N-琥珀酰亚胺基-N-甲基氨基甲酸酯 97%18342-66-05g,25g N113351TNTU 98%125700-73-41g,5g,25g,100g C113347多肽试剂TCTU 98%330641-16-25g,25g,100g C1171602-氯-1,3-二甲基咪唑六氟磷酸盐 98%101385-69-71g,5g,25g D1028482-(2-吡啶酮-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲四氟硼酸盐 99%125700-71-21g,5g,25g D106162N,N' -二异丙基碳二酰亚胺(DIC) 98%693-13-010ml,25ml,100ml,500ml D106171N,N' -琥珀酰亚胺基碳酸酯 98%74124-79-15g,25g,100g D106284N,N-二甲基丙烯基脲(DMPU) 99%7226-23-525g,100g,500g D109331二吡咯烷基(N-琥珀酰亚氨氧基)碳六氟磷酸盐 98%207683-26-91g,5g,25g O113352TOTT 98%255825-38-85g,25g,100g P1091051-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮 99%89-25-82.5kg,100g,500g W111795伍德沃德氏试剂K 98%4156-16-51gFmoc修饰的氨基酸及氨基酸衍生物列表货号品名规格cas号包装 A107817Fmoc-L-天冬氨酸 4-烯丙酯 98%146982-24-31g,5g,25g A140203N-Fmoc-8-氨基辛酸 &ge 98.0%(HPLC)126631-93-41g,5g B116715N-Boc-N' -Fmoc-D-赖氨酸 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98%199006-54-71g,250mg F101598FMOC-L-3-甲基苯丙氨酸 98%211637-74-01g,250mg F101600FMOC-D-3-甲基苯丙氨酸 98%352351-64-51gBoc修饰的氨基酸及氨基酸衍生物列表td style="padding-left: 12px "98%货号品名规格cas号包装 B100726BOC-O-苄基-L-酪氨酸 98%2130-96-35g,25g,100g B100799Boc-L-谷氨酰胺 98%13726-85-75g,25gB101207BOC-D-3-(3-吡啶基)-丙氨酸 98%98266-33-21g,5g,250mg B101451BOC-D-丙氨酸 98%7764-95-65g,25g B101478Boc-D-酪氨酸 70642-86-31g,5g,25g,100g B101548BOC-L-4-甲基苯丙氨酸 98%80102-26-71g,5g,250mg B101595BOC-L-3-甲基苯丙氨酸 98%114873-06-21g,5g B101597BOC-D-3-甲基苯丙氨酸 98%114873-14-21g,5g B101616BOC-L-2-甲基苯丙氨酸 98%114873-05-11g B101623BOC-D-2-甲基苯丙氨酸 98%80102-29-01g B101627BOC-D-4-溴苯丙氨酸 98%79561-82-31g B101633BOC-L-2-溴苯丙氨酸 98%261165-02-0500mg B101661BOC-L-3,4-二氯苯丙氨酸 98%80741-39-51g,5g,250mg B101686BOC-L-2-氯苯丙氨酸 98%114873-02-81g,5g B101696BOC-D-2-氯苯丙氨酸 98%80102-23-45g B102424Boc-L-脯氨酸酰胺 97%35150-07-31g,5g B102427N-BOC-L-苯丙氨醛 97%72155-45-41g,250mg B102428Boc-L-脯氨醛 97%69610-41-91g,5g B1024361-(Boc-氨基)环戊烷羧酸 98%35264-09-61g,5g B102447N(&alpha )-Boc-L-2,3-二氨丙酸 97%73259-81-11g,5g B102996BOC-L-异亮氨酸 99%13139-16-75g,25g,100g B103072N-Boc-N' -Cbz-L-赖氨酸 98%2389-45-95g,25g,100g B103084N-Boc-4-氧-L-脯氨酸甲酯 97%102195-80-21g,5g,250mg B103160(S)-N-BOC-4-溴苯丙氨酸 98%62129-39-91g,5g,25g更多产品请访问阿拉丁官网

瓜氨酸化是影响蛋白质结构和功能的关键的翻译后修饰。尽管它与各种生物过程和疾病发病紧密相关，但由于缺乏有效的方法来富集、检测和定位该翻译后修饰，其潜在机制仍然知之甚少。近期，威斯康星大学麦迪逊分校李灵军教授课题组报道了生物素硫醇标签的设计和开发，该标签能够通过质谱法对瓜氨酸化进行衍生化、富集来实现可靠的鉴定。作者对小鼠组织的瓜氨酸化蛋白质组进行了全局分析并且从432种瓜氨酸化蛋白质中识别出691个修饰位点，这是迄今为止最大的瓜氨酸化数据集。作者发现并阐述了这个翻译后修饰的新的分布和功能并且表示该方法有希望为进一步破译瓜氨酸化的生理和病理作用奠定基础。这项工作以“Enabling Global Analysis Of Protein Citrullination Via Biotin Thiol Tag-Assisted Mass Spectrometry”为题发表在国际化学权威杂志Analytical Chemistry上 (https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c03844)，文章作者为Yatao Shi#, Zihui Li#, Bin Wang#，Xudong Shi , Hui Ye, Daniel G. Delafield, Langlang Lv, Zhengqing Ye, Zhengwei Chen, Fengfei Ma，Lingjun Li*。此外，李灵军教授课题组进一步拓展了此方法的实用性。作者通过应用二甲基化亮氨酸(DiLeu)等重标记策略第一次实现了瓜氨酸化的高通量定量研究，并利用这一方法揭示了瓜氨酸化在人体细胞DNA损伤及修复过程中的重要作用。相关成果以“12-Plex DiLeu Isobaric Labeling Enabled High-Throughput Investigation of Citrullination Alterations in the DNA Damage Response”为题同样发表在Analytical Chemistry上(https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c04073)，文章作者为Zihui Li, Bin Wang, Qinying Yu, Yatao Shi, Lingjun Li*。　　研究的主要内容　　作者设计了一种生物素硫醇标签，它可以很容易的以低成本合成并且可以与瓜氨酸残基和2,3-丁二酮发生特异性反应(图 1a)。这种衍生化不仅增加了质量转移以允许更可靠的鉴定，而且还引入了生物素部分，使修饰分子的后续富集成为可能。该生物素硫醇标签设计具有紧凑的结构，在高能碰撞解离 (HCD) 期间仅产生两个碎片/诊断离子(图 1b)。 因此，肽主链可以保持良好的裂解效率，并在 HCD 或电子转移解离 (ETD) 期间分别产生丰富的b/y或c/z离子系列。在 HCD(图 1c)、ETD或电子转移/高能碰撞解离(EThcD)碎裂下，衍生化肽标准品的序列收集质谱图几乎完全覆盖相应的肽序列。实验结果表明生物素硫醇标签衍生的瓜氨酸化肽可以产生用于解析及标注的高质量的串联质谱图，并且与各种裂解技术相结合时可以提高瓜氨酸化位点的识别可信度。　　图1|用于瓜氨酸化分析的生物素硫醇标签设计。a，使用生物素硫醇标签和 2,3-丁二酮对瓜氨酸肽进行衍生化。 b，HCD、ETD 或 EThcD 片段化后生物素硫醇标签衍生的瓜氨酸化肽的片段化位点。c，HCD裂解后生物素硫醇标签衍生的瓜氨酸肽标准品 SAVRACitSSVPGVR 的串联质谱图。　　在接下来的实验中作者使用该生物素硫醇标签和基于质谱的自下而上的蛋白质组学方法对瓜氨酸化进行分析(图2a)。作者在体外利用 PAD(一种可以催化瓜氨酸化的酶)催化的人组蛋白 H3 蛋白来验证这个过程。作为未被PAD催化的阴性对照，未发现组蛋白的肽段被鉴定为瓜氨酸化，证明了生物素标签反应的高特异性(图 2b)。在体外 PAD 处理后，作者 发现许多精氨酸残基被催化为瓜氨酸，并且大量的位点被高可信度的鉴定为瓜氨酸化位点(图 2c)，进一步表明该方法的高效性。在 HCD 碎裂后，其产生了一系列丰富的 b/y 离子，可以帮助准确的表征在同一肽段上单个(图 2d)以及多个(图 2e)瓜氨酸化位点。　　图2|使用生物素硫醇标签进行体外瓜氨酸化分析。a，使用生物素硫醇标签进行蛋白质瓜氨酸化分析的实验工作流程。b、c，在体外 PAD 处理之前 (b) 和之后 (c) 组蛋白 H3 蛋白的瓜氨酸化分析。 已识别的瓜氨酸化位点在序列中以蓝色字母突出显示。 序列下方的红色矩形表示鉴定的瓜氨酸化肽，而瓜氨酸化位点以蓝色显示。 d，PAD处理的组蛋白 H3 (R64Cit) 的已鉴定瓜氨酸化肽的串联质谱图示例。 e，PAD 处理的组蛋白 H3 的同一肽上鉴定的两个瓜氨酸化位点(R70Cit 和 R73Cit)的串联质谱图示例。　　接下来，作者们尝试利用所开发的方法对复杂的生物样本中的瓜氨酸化进行全局分析，并希望能够以此提供阐明生物体中瓜氨酸化调节机制的依据。首先，作者对小鼠的六个身体器官和五个大脑区域进行了深入的瓜氨酸组分析，生成了第一个小鼠瓜氨酸组组织特异性数据库。作者从432种瓜氨酸化蛋白质中以高置信度的方式鉴定了691个瓜氨酸化位点(图 3a)。更重要的是，这些蛋白质中约有 60% 未曾在UniProt 数据库检索并被报道，这一结果极大地扩展了对瓜氨酸化以及这些底物蛋白质如何受到瓜氨酸化影响的理解。作者发现结果中与 UniProt 数据库的已知的瓜氨酸位点重叠部分较少(图 3b)，这可能是因为 UniProt 中描述的近 40% 的瓜氨酸化位点是基于相似性外推理论而没有实际的实验证据。此外，许多报道的位点位于组蛋白上，尤其是蛋白质末端，可能会逃过自下而上质谱策略的检测(图 3b)。图 3c 展示了单位点瓜氨酸化和多位点瓜氨酸化蛋白质分布情况，其中 70% 的已鉴定蛋白质仅有一个瓜氨酸化位点被检测到。　　这个新发现的瓜氨酸化蛋白质组为推测瓜氨酸化的调控机制提供了宝贵的资源。例如，作者在髓鞘碱性蛋白(MBP)上鉴定到了九个瓜氨酸化位点，而在 UniProt 数据库中只有四个(图3d)。作者的结果提供了高质量的串联质谱图，不仅证实了已知修饰位点的存在(图3e)，而且还高可信度的识别了未知的位点(图 3f)。然后作者进行了瓜氨酸化肽段的序列分析，发现在鉴定的瓜氨酸化位点两侧并没有高度保守的氨基酸序列模式(图3g)，但是谷氨酸残基更频繁地出现在瓜氨酸的N末端侧附近。这与Fert-Bober 等人报道的小鼠瓜氨酸组分析结论一致。另一方面，Tanikawa 等人发现在人体组织和血浆中大约五分之一的 PAD4 底物含有 RG/RGG 基序。同样，Lee 等人及相关研究人员观察到天冬氨酸和甘氨酸残基在瓜氨酸化位点出现频率偏高。值得注意的是，这些研究使用了不同的人源细胞系或组织，因此作者的结果可能表明在不同物种之间瓜氨酸化位点周围的序列模式是不同的。为了更好地辨别瓜氨酸化蛋白质所涉及的功能，作者展示了基因本体论(GO)富集分析的热图，其显示了二十个最显著富集的细胞成分(图3h)以及KEGG途径(图3i)。作者发现小鼠大脑组织和身体器官之间存在明显差异，而瓜氨酸蛋白更多地参与大脑功能。具体来说瓜氨酸化蛋白质集中在轴突、髓鞘、核周体和突触中，因此在中枢神经系统中可能发挥着重要的作用。　　图3|不同小鼠组织的大规模瓜氨酸组分析。a，不同小鼠组织中已鉴定的瓜氨酸化蛋白和瓜氨酸化位点的数量。 b，本研究中鉴定的瓜氨酸化位点与 UniProt 数据库中报告的位点比较。 c，每个鉴定的瓜氨酸化蛋白质的瓜氨酸化位点数量分布。d，本研究中确定的瓜氨酸化位点与 UniProt 数据库中关于髓鞘碱性蛋白的瓜氨酸化位点的比较。e、f，在髓磷脂碱性蛋白 R157Cit (e) 和 R228Cit (f) 上鉴定的两个瓜氨酸化位点的示例串联质谱图。g，鉴定的瓜氨酸化肽的序列。瓜氨酸化位点位于中间的“0”位置。字母的高度表示每个氨基酸在特定位置的相对频率。 h,i，使用 Metascape 生成的热图显示不同小鼠组织中显着丰富的(p 值 0.01)细胞成分 (h) (KEGG) 通路 (i)。　　为了进一步拓展该方法的实用性，作者应用了二甲基化亮氨酸(DiLeu)等重标记策略，第一次实现了对瓜氨酸化进行高通量的定量研究。作者首先使用瓜氨酸化标准肽段进行测试，证明在优化反应条件下DiLeu标记和生物素硫醇标记反应可以分步进行而不互相干扰(图 4B，4C)。同时，将标准肽段按照已知比例进行4-plex DiLeu标记并混合，再进行生物素硫醇标记和瓜氨酸化分析，结果显示了非常好的定量准确性(图5)。作者进一步优化了运用该方法在复杂生物样品中进行定量分析的实验方法，并且证明此方法依然可以实现极佳的定量准确度和精确度(图6)。　　图4|瓜氨酸化标准肽段测试DiLeu标记和生物素硫醇标记分步反应的特异性和效率　　图5|瓜氨酸化标准肽段测试DiLeu标记和生物素硫醇标记定量分析的准确性　　图6|复杂生物样品测试DiLeu标记和生物素硫醇标记定量分析的准确度和精确度　　作者接下来应用该方法对DNA损伤中瓜氨酸化的作用进行了研究。作者在MCF7细胞中用三种方法造成了DNA损伤，并定量分析了蛋白质瓜氨酸化的变化。作者一共鉴定到63种瓜氨酸化蛋白以及其包含的78个瓜氨酸化位点，并发现三个实验组中的瓜氨酸化表达相比于对照组呈现出非常不同的趋势(图7A)，这一结果表明瓜氨酸化在不同类型的DNA损伤模型中具有差异性的作用。通过对实验组中显著变化的瓜氨酸化蛋白进行生物过程网络分析，作者发现瓜氨酸化主要对DNA代谢，蛋白结构变化，翻译以及DNA修复等过程进行调控(图 7B，7C)。该实验结果表明蛋白瓜氨酸化对DNA损伤以及相关发病机理具有非常重要的作用。　　图7|高通量定量分析研究瓜氨酸化在DNA损伤中的变化及作用(来源：Anal. Chem.)　　小结　　本文章介绍了一种生物素硫醇标签的设计和开发，该标签可与瓜氨酸化肽段发生特异性反应并极大地提高了瓜氨酸化的富集和检测效率。在使用标准肽和重组蛋白证明该方法的有效性后，作者进一步优化了从复杂生物样品中检测瓜氨酸化的实验过程。通过此方法对小鼠五个大脑区域和六个身体器官的蛋白质瓜氨酸化进行分析，作者鉴定出432个瓜氨酸化蛋白以及691个瓜氨酸化位点，这是迄今为止最大的数据集。该研究揭示了这种翻译后修饰可能在神经系统中发挥的关键作用，并表明它们在包括呼吸和糖酵解在内的许多代谢过程中也可能发挥着重要作用。总的来说，实验结果表明蛋白质瓜氨酸化在不同组织中具有广泛分布并参与各种生物过程，这扩展了目前对蛋白质瓜氨酸化生理作用的认知和理解。此外，作者进一步拓展了此方法的实用性，通过应用DiLeu等重标记策略第一次实现了瓜氨酸化的高通量定量研究，并利用这一方法揭示了瓜氨酸化在人体细胞DNA损伤及修复过程中的重要作用。更重要的是，该方法可以提供一种普适、简单而强大的检测方法来明确鉴定蛋白质瓜氨酸化，这也将启发和有益于未来对这种翻译后修饰在生理和病理条件下的功能作用的研究。　　相关研究成果近期发表在Analytical Chemistry上的两篇文章中, 通过生物素硫醇标签辅助质谱法对蛋白质瓜氨酸化进行全局分析文章的共同第一作者是威斯康星大学麦迪逊分校博士生石亚涛，李子辉，王斌，并与中国药科大学叶慧教授课题组合作 应用二甲基化亮氨酸等重标记策略进行蛋白质瓜氨酸化高通量定量研究文章的第一作者是威斯康星大学麦迪逊分校博士生李子辉，两篇文章通讯作者为李灵军教授。更多关于李灵军教授研究团队的最新研究进展欢迎登陆课题组网站：https://www.lilabs.org/

中国医学科学院北京协和医学院药物研究所贺玖明研究员团队以封底文章在《药学学报》英文刊（APSB）2022年第8期（IF：14.903）发表了题为“A temporo-spatial pharmacometabolomics method to characterize pharmacokinetics and pharmacodynamics in the brain microregions by using ambient mass spectrometry imaging”的研究论文，建立了一种时空分辨的代谢组学方法（基于AFADESI-MSI的时空药物代谢组学），可全景式描绘脑中药物代谢和效应的时空特征，为中枢神经系统作用新药研发提供了一种有力的可视化工具和新的视角。　　封底图 | 表征鼠脑中中枢神经药物的微区域药代动力学和药效学的时空代谢组学方法策略和工作流程　　研究背景　　中枢神经系统（CNS）具有复杂而脆弱的结构，在大脑的许多微区域之间具有高度的互连性和相互作用。大脑是人体复杂的器官，可以细分为许多微区域。脑中多种内源性功能代谢物在不同的微区分布不均匀。脑微区的代谢酶、受体、配体、蛋白和血流的功能差异也会导致药物的空间分布和疗效差异。大脑是中枢神经系统疾病的靶点，大多数中枢神经系统药品只有在进入大脑后才会发挥作用。因此了解药物及相关内源代谢物在大脑中的原位分布的信息对于评估药物疗效、毒理学和药代动力学具有重要意义。　　目前研究大脑的常用功能性脑成像技术（包括组织化学标记、免疫荧光、MRI、PET、全身放射自显影等），仅提供脑组织结构的图像，不能在分子水平上进行分析，可监测的物质种类也有限。另一方面，脑内药物分析通常使用的基于组织匀浆或微透析采样的高效液相色谱-质谱（HPLC-MS）技术获得的结果仅能反映采样微区的平均代谢水平，而缺乏分子在整个大脑中的空间分布的信息。质谱成像技术（MSI）不需要复杂的预处理和特殊的化学标记，具有高通量、高灵敏度和高分辨率的特点，可检测已知或未知小分子代谢物的定性、定量和空间分布信息。　　本研究使用AFADESI-MSI空间代谢组学研究表征了临床中枢神经系统药物奥氮平（OLZ）和大鼠脑内内源性代谢物，并进行了给药期间的时空变化以及脑微区药物动力学和药效学研究，成功地展示了OLZ及其作用相关代谢物的时空特征，并为中枢神经系统药物作用的分子机制提供了新的见解。　　研究思路　　研究方法　　1. 实验分组/研究材料：饲养一周的雄性 Sprague-Dawley 大鼠　　（1） 实验组：4组（3只/组），口服OLZ溶液（50mg/mL）后 20 分钟、50 分钟、3 小时和 12 小时用高浓度乙醚。　　（2） 对照组：1组，3只/组　　2.技术路线　　2.1. 鼠脑的微区划分：15个微区，包括尾状壳核（CP）、大脑皮质（CTX）、海马（HP）、下丘脑（HY）、丘脑（TH）、小脑皮质（CBC）、小脑髓质(CM)、髓质 (MD)、脑桥 (PN)、大脑导水管 (CA)、中脑 (MB)、穹窿 (FN)、梨状皮质 (PC)、嗅球 (OB) 和胼胝体 (CC)。　　2.2 质谱成像：AFADESI-MSI分析（全扫描及MS2扫描）　　2.3代谢物定性：人类代谢组数据库 (www.hmdb.ca)、Metlin、MassBank和LIPID MAPS　　研究结果　　1.通过AFADESI-MSI绘制大鼠大脑中的内源性代谢物和药物图谱　　无论是正离子模式还是负离子模式，使用AFADESI-MSI空间代谢组学均可从治疗组和对照组脑组织切片中获得内源性代谢物信息。在100-500 Da的低质量范围内，可以检测到氨基酸、核苷、核苷酸、有机酸、脂肪酸等极性小分子代谢物和γ-氨基丁酸 (GABA)、肌酸、肉碱、乙酰肉碱和磷脂酰胆碱等神经递质类代谢物；在500-1000 Da的高质量范围内，可以检测到一些脂质，包括鞘磷脂（SM）、磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰胆碱（PC）、溶血磷脂酰胆碱（LysoPC）和磷脂酰肌醇 (PI) 等。原型药物 OLZ 及其代谢物 2-羟甲基 OLZ 在正离子模式下被检测，结果如图1C1和D1所示。这些结果表明，非靶向质谱成像的方法可以在一次实验中同时绘制外源性药物和内源性代谢物的图谱，并可以获得它们的空间分布特征和微区域丰度变化。　　图1 | 使用 AFADESI-MSI 从脑组织切片获得的外源性药物和内源性代谢物的质谱成像结果　　2.鼠脑中奥氮平（OLZ）及其代谢物的时空变化　　OLZ是一种用治疗精神分裂症的药物，大脑是其主要靶器官。本实验为探究给药时间药物在大脑各功能微区的分布情况，分别在给药后20 min、50 min、3 h和12 h收集治疗组和对照组大鼠脑组织进行MSI分析。OLZ 及其代谢物 2-羟甲基 OLZ 的在鼠脑分布结果如图2A所示。　　这些结果表明，OLZ 可以很容易地穿透脑血屏障，主要分散在脑室和脑实质组织中，但并不是均匀分布在大脑的所有微区域中。给药后20分钟发现OLZ主要分布在大脑皮质中。50分钟后，OLZ的水平显著增加。随着时间的推移，大脑中的药物信号迅速下降到成像检测限以下。同时作者发现，2-羟甲基OLZ主要分布在穹窿中，其在各个微区的分布格局与OLZ不同。　　这些结果表明，OLZ药物的吸收、分布和代谢的速率在大脑的不同微区不同，表明微区对药代动力学有影响。它还证明了所提出的基于AFADESI-MSI 的时空药物代谢组学方法能够同时说明药物及其代谢物在大脑复杂微区域中的水平和空间分布的变化。　　图2 | 脑微区OLZ和其代谢产物2-羟甲基OLZ的时空变化　　3.OLZ 对神经递质类代谢物的的微区调控　　OLZ药物治疗精神分裂的作用机制是阻断多巴胺 D2 受体或血清素 2A 受体调节神经递质类代谢物（NTs）。然而OLZ的微区效应和分子作用机制仍不清楚。因此作者分析了与OLZ生理活动密切相关的NTs的时空变化，包括GABA、Glu、谷氨酰胺 (Gln) 和腺苷。NTs的AUC变化率如图3B1-B7所示。　　GABA（γ-氨基丁酸）是中枢神经中的一种神经递质，可抑制神经中枢。空间代谢组检测结果显示GABA（m/z 104.0706）主要分布在下丘脑中，药物干预后下丘脑的 GABA 受到轻微调节。但同时在梨状皮质和嗅球中观察到药物干预后GABA显著上调。Glu 是中枢神经中的一种主要神经递质，对神经细胞具有兴奋作用。在药物干预后，Glu及其代谢物Gln的时空动态模式在脑部微区中呈现出相对一致的变化趋势。腺苷广泛分布在中枢神经系统中，是大脑中的一种兴奋性和抑制性神经递质，并在脑中不均匀分布。并且在给药3小时后海马和下丘脑中的高水平腺苷显著增加，表明当药物积累时腺苷的上调会更加明显。组胺、乙酰胆碱（Ach）、牛磺酸等神经递质类物质都有各自特征的微区分布，以及在给药后具有上调的趋势。　　上述神经递质类物质的靶向成像分析结果表明，该方法可以检测到与中枢神经药物作用机制相关的大量原型药物及其代谢物和内源性代谢物的空间分布和变化。这对于阐明中枢神经系统药物的作用机制和了解精神分裂症及相关疾病具有重要意义。　　　图3 | 药物对脑内NTs分布和AUC变化率的影响　　4. OLZ 药物干预的微区代谢调控　　组织和器官的内源性代谢变化可以反映药物刺激的效果。为探索药物干预后的微区代谢效应，通过药物代谢组学测试研究了内源性代谢物的分子谱及其动态变化的分布信息。分别在OLZ和生理盐水给药后 50分钟采集每组治疗和对照大鼠的三个脑组织样本进行微区域分析。　　OPLS-DA结果表明，基于正离子模式和负离子模式下脑微区的定量分析，对照组和治疗组分别明显分开。总共筛选和鉴定了 90 种差异内源性代谢物，作为药物作用相关效应物,它们在大脑微区域中发挥了巨大作用。其中81种被MS2鉴定，9 种被同位素模式鉴定。差异代谢物包含了很多种类型的代谢物，包括氨基酸、脂肪酸、甘油磷脂、有机酸、多胺和酰基肉碱。　　经过分析确定了治疗组和对照组之间显著差异的七种代谢途径，包括丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢、牛磺酸和亚牛磺酸代谢、淀粉和蔗糖代谢、甘油磷脂代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、精氨酸生物合成、嘌呤代谢和柠檬酸循环（TCA循环）。下面对影响较大的丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和甘油磷脂代谢的异常代谢途径进行重点分析。　　图4 | 对照组和治疗组中鉴定的差异代谢物的层次聚类分析 (HCA)　　4.1 丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢紊乱　　异常的Glu-Gln循环在精神分裂症的病理生理过程中起重要作用。丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢途径代谢物在老鼠脑的时空分布如图5所示。柠檬酸在大脑大部分微区分布均匀；与对照组相比，表达显著提高，结果提示药物干预加速了TCA循环的代谢，为机体提供了更多能量。Glu也均匀分布在各个微区，药物干预后呈下调趋势。它的代谢物Gln 和 GABA，主要在下丘脑和的多个微区中上调。　　根据通路分析和代谢谷氨酸脱羧酶（GAD）酶反应，推测OLZ直接激活GAD促进GABA合成。GABA可增加糖酵解中己糖激酶的活性，从而加速葡萄糖的代谢。空间分布结果表明葡萄糖分布在大脑的所有微区，但给药后主要分布在梨状皮质和嗅球中，给药后20分钟血糖水平显著升高。　　图5 | 丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢途径代谢物的时空分布　　4.2.甘油磷脂代谢途径的紊乱　　甘油磷脂有助于控制肝脏脂质代谢，促进记忆力，增强免疫力，延缓衰老。甘油磷脂代谢途径代谢物的时空分布如图6。这项研究的结果表明，在给药后，大多数脂质在大多数微区域中显示出上调。OLZ在临床应用中具有代谢副作用，如体重增加、血脂异常、高甘油三酯血症和胰岛素抵抗。实验结果证明，脂质代谢的上调可能导致OLZ治疗期间的副作用。　　图6 | 甘油磷脂代谢途径代谢物的时空分布　　相关讨论　　作者开发的时空药物代谢组学方法，使用质谱成像技术MSI来表征大脑中枢神经药物的药代动力学和药效学。结果表明，该方法可有效识别与药物作用相关的内源性分子效应物。评估OLZ药物对脑组织的微区域效应，并证明其穿过血脑屏障后的微区域药代动力学和药效学方面的有效性。该方法清楚地展示了原型药物及其代谢物 2-羟甲基OLZ在大鼠大脑不同微区的药代动力学。也在脑部微区现一些神经递质类物质和其它小分子极性代谢物，并显示出与药物干预相关的多种代谢途径。发现天冬氨酸、谷氨酸和甘油磷脂代谢途径的调节可能与 OLZ 临床使用观察到的治疗和不良反应有关，为了解其作用的分子机制提供了关键信息。　　小鹿　　与基于LC-MS的常规药物代谢组学分析手段相比，基于AFADESI-MSI的时空药物代谢组学技术具有同时检测内源性和外源性物质的静态水平变化，并提供大脑不同微区的动态时间依赖性趋势和空间分布信息的优势，能够非常准确地呈现原位和微区域分子变化规律。在此基础上将药代动力学和药效学与代谢途径相关联，有利于获得关键信息，从而更深入地了解药物作用的分子机制。基于AFADESI-MSI 的时空药物代谢组学技术不仅是阐述中枢神经系统药物的原位药代动力学和药效学全面有效的工具，也可为脑组织内源性代谢物的变化以及其它动物组织的原位代谢研究提供重要信息。　　该研究工作，药物所2017级硕士研究生刘丹为作者，贺玖明研究员为独立通讯作者。工作得到国家自然科学基金和医科院创新工程项目的资金资助。

乳清蛋白是采用先进工艺从牛奶中分离提取出来的珍贵蛋白质，以其具有高生物价、高消化率、高蛋白质功效比和高利用率等优点，被誉为“蛋白zhi王”，是公认的人体优质蛋白质补充剂之一。其含量的高低决定了婴幼儿奶粉的品质，相关国标通过酸水解以后的氨基酸来评价乳清蛋白的含量，月旭科技推出的检测方法检测更加快捷可靠。样品前处理称取0.1g试样（含蛋白质7.5mg-25mg的样品），于水解管中，在冰水浴中冷却 30min后加入2mL已经冷却的过甲酸溶液，盖好瓶塞后置于0℃±1℃冰箱中，冰浴16h。向各水解管中加入0.3mL氢溴酸，振摇后冰浴 30min，在60℃±2℃氮吹仪上浓缩至干。向水解管内加入6moL/L盐酸10mL，冲入氮气1min 后，拧紧螺丝盖，将水解管放在110℃±1℃的恒温干燥箱内水解24h后取出冷却至室温。将水解液用超纯水转移并定容至25mL容量瓶中，混匀，滤纸过滤。吸取滤液1mL于60℃±2℃氮吹仪上浓缩至干，残留物用1mL超纯水溶解，待衍生。标准品溶液用超纯水配置磺基丙氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸标准品溶液1μmoL/mL，待衍生。衍生方法分别将月旭科技氨基酸衍生方法包中 A、B两种衍生试剂用稀释剂稀释至原来浓度的 1/5；精密量取混标溶液及样品溶液各160μL，加入稀释后的衍生溶液 A、B 各100μL，混匀，室温反应60min；然后加入正己烷溶液 400μL，旋紧盖子后振摇10s，室温静置分层，取下层液200μL，加入800μL水中，混匀；再移取200μL加入到800μL水中，混匀，用0.45μm 有机滤膜过滤，即得。色谱条件色谱柱：月旭Ultimate® AQ-C18（4.6×250mm，3μm）。柱温：40℃；紫外检测器：254nm； 流速：1.0mL/min； 进样量：5μL。谱图和数据1. 磺基丙氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸标准品溶液1μmoL/mL。2. 样品水解结论用月旭Ultimate® AQ-C18（4.6×250mm，3μm）色谱柱，在该色谱条件下测定，能满足实验需求。

今日，曼哈格和博莱克联合研发生产的蛋白质氨基酸/神经递质/儿茶酚胺检测试剂盒（液相色谱-串联质谱法）隆重推出。本次推出的3套kit是建立在高效液相色谱质谱平台上，可针对实验动物和人体血样、尿样中的20种蛋白质氨基酸、12种神经递质和6种儿茶酚胺进行精准定量检测。检测试剂盒检测指标▣ 20种蛋白质氨基酸Asparagine天冬酰胺proline脯氨酸Histidine组氨酸Tyrosine酪氨酸Serine丝氨酸Methionine甲硫氨酸Glycine甘氨酸Lysine赖氨酸Glutamine谷氨酰胺Valine缬氨酸Arginine精氨酸Isoleucine异亮氨酸Aspartic acid天冬氨酸Leucine亮氨酸Glutamic acid谷氨酸Phenylalanine苯丙氨酸Threonine苏氨酸Tryptophan色氨酸Alanine丙氨酸Cysteine半胱氨酸▣ 12种神经递质Norepinephrine去甲肾上腺素γ-Aminobutyricacid4-氨基丁酸Metanephrine甲氧基肾上腺素Octopamine章鱼胺Epinephrine肾上腺素Tyramine酪胺Dopamine多巴胺Agmatine胍丁胺Serotonin5-羟色胺Methoxytyramine甲氧酩胺Tryptamine色胺Histamine组胺▣ 6种儿茶酚胺Normetanephrine甲氧基去甲肾上腺素Epinephrine肾上腺素Norepinephrine去甲肾上腺素Dopamine多巴胺Metanephrine甲氧基肾上腺素Methoxytyramine甲氧酪胺产品优势

根据《中华人民共和国食品安全法》规定，审评机构组织专家对假肠膜明串珠菌申请新食品原料、聚天冬氨酸钾等16种物质申请食品添加剂新品种、环己胺封端的1,1'-亚甲基二（4-异氰酸基环己烷）均聚物等11种物质申请食品相关产品新品种的安全性评估材料进行审查并通过。特此公告。附件： 假肠膜明串珠菌等28种“三新食品”的公告文本.pdf国家卫生健康委2023年2月7日附件 1新食品原料假肠膜明串珠菌 假肠膜明串珠菌中文名称假肠膜明串珠菌拉丁名称Leuconostoc pseudomesenteroides其他需要说 明的情况1. 批准列入《可用于食品的菌种名单》，使用 范围包括发酵乳、风味发酵乳、干酪、发酵 型含乳饮料和乳酸菌饮料 ( 非固体饮料)，不包括婴幼儿食品。2. 食品安全指标须符合以下规定：铅(Pb，干基计)，mg/kg ≤1总砷(As，干基计)，mg/kg ≤1.5沙门氏菌，/25 g ( mL)0金黄色葡萄球菌，/25 g ( mL)0单核细胞增生李斯特氏菌，/25 g ( mL)0附件 2 聚天冬氨酸钾等 16 种食品添加剂新品种一、食品添加剂新品种序号名称功能食品分类号食品名称最大使用量 (g/L )备注1聚天冬氨酸钾PotassiumPolyaspartate稳定剂和凝固剂15.03.01葡萄酒0.3—二、食品工业用酶制剂新品种序号酶来源供体1氨基肽酶Aminopeptidase米曲霉 Aspergillus oryzae米曲霉 Aspergillus oryzae2蛋白酶 Protease李氏木霉 Trichoderma reesei樟绒枝霉 Malbranchea sulfurea3磷脂酶 A2Phospholipase A2李氏木霉 Trichoderma reesei烟曲霉Aspergillusfumigatus4麦芽糖淀粉酶 Maltogenic amylase酿酒酵母Saccharomycescerevisiae嗜热脂解地芽孢杆菌Geobacillusstearothermophilus5木聚糖酶 Xylanase地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis地衣芽孢杆菌 Bacillus licheniformis6乳糖酶 (β-半乳糖苷 酶 ) Lactase(beta-galactosidase )Papiliotrematerrestris—7羧肽酶Carboxypeptidase米曲霉 Aspergillus oryzae米曲霉 Aspergillus oryzae8脱氨酶 Deaminase米曲霉 Aspergillus oryzae—三、食品用香料新品种序 号名称功能食品分类号食品名称最大使用量备 注12- 己基吡啶 2-Hexylpyridine食品用香料—配制成食品用香精应用于各类食品中( GB 2760-2014 表 B. 1食品类别除外)按生产需要适量使用—

大家好，本周为大家分享一篇在Analytical Chemistry上发表的文章：Hydrogen−Deuterium Exchange Epitope Mapping of Glycosylated Epitopes Enabled by Online Immobilized Glycosidase[1]，文章的通讯作者是来自弗罗里达大学的Patrick R. Griffin教授。　　氢氘交换质谱(HDX-MS)是一种常用的抗体表位定位方法。在典型的HDX-MS实验中，目标蛋白在D2O缓冲液中孵育，使氢与氘在设定的时间内交换。随后通过添加低pH“猝灭”缓冲液，在低温(0 ̊C)并保持pH接近2.7的情况下猝灭氘代反应， 使得氘化酰胺氢的回交速率最低。蛋白质结构的不同特征可以影响氘交换速率，其贡献因素包括溶剂可及性和酰胺骨架的氢键。蛋白质被耐受低pH慢交换条件的蛋白酶消化，所得肽通过液相色谱联用质谱(LC-MS)分析。通过比较氘代肽段与未暴露于D2O的对照肽的同位素分布的m/z位移，用质谱法监测肽水平上的氘交换程度。　　蛋白糖基化可导致HDX-MS中肽覆盖范围的减少，这是由于多糖对肽的异质修饰。为了获得可以通过质谱监测的确定的糖肽质量，在HDX-MS实验之前，必须首先通过专门的糖蛋白组学方法解决糖肽的结构。此外，糖基化氨基酸通常在每个位点被多个糖型修饰，这可能导致糖肽的质谱信号被稀释。聚糖酰胺基团也可能参与交换和影响氘摄取测量，这个问题很明显，特别是对于病毒刺突蛋白，它们已经进化到通过N-聚糖的广泛修饰来逃避免疫检测。在许多涉及SARS-CoV-2的HDX-MS研究中，特别是当快速结果至关重要时，糖基化位点从分析中被省略。SARS-CoV-2 RBD(受体结合区域)含有N331和N343两个N-聚糖，几个靶向RBD并且识别包括N343在内的表位的中和单抗(例如S309、SW186、SP1-77和C144)的对应信息在HDX-MS中均无法被识别。　　酶解后去除氘代肽段上的N-聚糖是一种很有前途的方法，可以避免与糖基化相关的问题。最近发现了从PNGase A和PNGase H+到高活性的PNGase Dj和PNGase Rc，并应用于HDX的一系列有活性的耐酸酶。这些酶通常用于糖肽溶液中进行去糖基化。本文中作者将PNGase Dj固定在醛修饰的聚合物树脂上，并封装在HPLC保护柱中，该柱可直接并入典型的HDX平台。并应用该系统获得了S蛋白RBD的全序列覆盖，并显示了mAb S309的广泛作用位点，包括RBD的N343聚糖位点。　　作者首先在大肠杆菌32中表达PNGase Dj，并将其固定在POROS树脂上，这是一种具有大表面积的聚合物树脂，HDX实验室通常使用这种树脂固定胃蛋白酶和其他蛋白酶。POROS 20 Al是一种醛修饰树脂，可以通过席夫碱形成和随后的氰硼氢化物还原与赖氨酸侧链偶联。虽然猪胃蛋白酶A通常固定在POROS树脂上，但它只含有1个赖氨酸，必须在pH 5.0固定，这低于偶联反应的最佳pH。作者认为含有7个赖氨酸且在中性pH下稳定的PNGase Dj可能更有效地与树脂偶联。在pH为6.5的条件下固定化树脂，洗涤后的树脂装入微孔保护柱中，然后PNGase Dj在树脂上的活性用酶解糖基化比色法测定。1 mg树脂对PNGase Dj的活性为0.79 μg [95% CI: 0.66, 0.92]。作者探究了不同的缓冲体系对于色谱柱活性的影响(图1)。固定化酶最容易受到胍HCl的抑制，并对还原剂TCEP表现出抗性。　　图1. 固定化PNGase Dj的糖肽脱糖基化研究。(A)不同缓冲液中糖肽的去糖基化。x轴上的数字对应于去糖基化条件的列表。(B)在PNGase Dj处理的样品中，去糖基化肽的信号大大增强。(C)图中每对柱状图显示了chaotrope/TCEP注射后分别注射了参考缓冲液。(D)糖肽在50 mM NaH2PO4和25 mM TCEP中在12°C下的代表性EICs。强度根据每个地块进行缩放。　　在确认PNGase Dj的活性后，作者评估了三种糖蛋白的去糖基化柱:HRP(horse radish peroxidase)，牛胎蛋白A和AGP(α-1-acid glycoprotein)。由于糖肽的去糖基化速度比完整的蛋白质快，作者采用了双柱设置，蛋白质首先通过胃蛋白酶柱，然后进入去糖苷酶柱。为了简化设置，还使用了混合柱，其中单柱含有9:1的胃蛋白酶和PNGase Dj树脂混合物。与胃蛋白酶和PNGase Dj混合柱也可能促进蛋白质水解，去糖基化使胃蛋白酶进一步进入裂解位点。可以观察到N-聚糖位点的覆盖(图2)，而这些位点在单独用胃蛋白酶消化时缺乏覆盖。用PNGase Dj处理的样品显示N-聚糖天冬酰胺脱酰胺，而单独用胃蛋白酶处理的样品未检测到脱酰胺肽。在所有情况下，PNGase Dj的加入提高了覆盖率，混合床的结果与双柱的结果相当。混合柱系统还显示末端靠近N-聚糖位点的肽，表明去糖基化可能允许胃蛋白酶在聚糖位点附近进一步切割。　　图2. 糖蛋白AGP、胎蛋白A和HRP的LC - MS/MS肽覆盖。(A) AGP肽覆盖图。n -聚糖位点用箭头标记。(B)检测到的脱酰胺肽数。(C)每个糖蛋白序列的覆盖率百分比。　　接下来，作者使用HDX-MS分析SARS-CoV-2 RBD序列与单克隆抗体的相互作用。S309是从先前感染SARS-CoV-1的患者的B细胞中分离出来的抗体，与SARSCoV-2交叉反应。S309与S三聚体之间的相互作用通过低温电子显微镜(cryo-EM)进行了表征，结果显示S309能够识别靠近N343聚糖的RBD上的一个表位，包括与聚糖本身的接触。作者用混合床胃蛋白酶/ PNGase Dj柱对RBD-Fc融合蛋白进行酶切，并与胃蛋白酶柱进行比较。发现混合柱可以完全覆盖RBD序列，而胃蛋白酶柱在N331和N343聚糖区域缺乏覆盖(图3)。　　图3. 与单独使用胃蛋白酶相比，胃蛋白酶/PNGase Dj混合床的SARS-CoV-2 RBD肽覆盖率。多肽的Mascot ionscore≥20。胃蛋白酶消化在N331和N343聚糖附近没有覆盖。RBD-Fc蛋白的RBD区域如图所示。　　随着RBD序列的全面覆盖，作者进行了差分HDX-MS实验，评估在存在和不存在S309的情况下RBD上的氘代情况。HDX-MS结果显示，在序列上的所有N-聚糖位点都检测到去糖基化肽，并且N343和N630两个位置都显示有多个重叠的去糖基化肽。S309的结合使得氘交换减少，这种保护作用最大程度的集中在N343聚糖周围，从残基338到350。ACE2受体结合基序(RBM，由438~506残基组成)边界上的434~441残基也有被保护效应。RBD以Fc融合蛋白的形式存在，但在Fc标签中没有观察到显著的HDX差异。这些结果与通过冷冻电镜鉴定的表位一致。该工作的作者鉴定出RBD残基337~344、356~361和440~444是S309的表位，此外，还观察到RBD的C端附近残基516~533的氘交换减少。虽然该序列不直接与S309相互作用，但RBD上的2个残基521~527与358~364广泛接触，这可能引起了S309结合后的变构变化。　　总的来说，作者认为PNGase Dj固定在POROS树脂上提供了一种增加序列覆盖的直接方法，使得HDX-MS分析糖蛋白时，允许氢氘交换后去糖基化。这里采用的固定方法可能也适用于其他体系，例如PNGase Rc。此外，研究的结果显示，将PNGase Dj与胃蛋白酶混合使用的序列覆盖率要高于单独使用胃蛋白酶。PNGase Dj可以识别RBD中与S309结合的的糖基化表位，并且结果与冷冻电镜结构密切一致。　　撰稿：李孟效　　编辑：李惠琳　　文章引用：Hydrogen−Deuterium Exchange Epitope Mapping of Glycosylated Epitopes Enabled by Online Immobilized Glycosidase　　参考文献　　1. O'Leary, T.R.R., Balasubramaniam, D., Hughes, K., et al. Hydrogen-deuterium exchange epitope mapping of glycosylated epitopes enabled by online immobilized glycosidase. Analytical Chemistry，2023.

关键词：生物制药、实用分析方法、深度分享 上海中科新生命（中国科学院上海生命科学研究所蛋白质组研究分析中心）赛默飞世尔科技中国有限公司联 合 主 办 近年，生物药发展迅速，针对目前国内生物药企业在蛋白类药物分析经验不足的情况，上海中科新生命与赛默飞联合主办“符合CFDA申报要求的生物药物特性分析与结构确证”系列技术研讨班。研讨班将在北京、武汉、深圳三地展开。作为国内最早开展生物药物分析服务的第三方平台之一，上海中科新生命（简称APT）已经积累了十余年蛋白质专业分析经验，并已为国内超过300家生物制药企业提供分析服务。积累了极为丰富的分析和申报经验。中科新生命将在本次研讨班中分享其多年积累的实用分析方法和宝贵经验。作为全球最大科学服务领域领导者之一，赛默飞提供的Orbitrap质谱系列产品，已经成为蛋白质分析领域中最普遍使用的一类超高分辨质谱。每年，全球各地区应用科学家，开发出大量基于Orbitrap的生物制药分析应用方法，成为蛋白药物分析的宝藏。赛默飞将在本次研讨班中分享高分辨质谱在蛋白质药物分析中的最新应用案例。 本次研讨班，在国内生物制药领域，开创了国际质谱产品领导企业与国内分析服务方的深度合作模式，不但体现了相互间技术实力的认同，更是为了将双方多年在生物制药领域深厚的应用实践经验相乘后，与国内制药企业分享。相信通过双方多年来的实战经验讲授，可以帮助国内企业更加顺利地掌握、越过蛋白质药物分析难点。 会议地点： 会议主要内容：1、生物药结构表征综合解决方案 (抗体、重组蛋白、多肽、疫苗等药物)2、蛋白药物质谱分析难点及应对方法 (二硫键、天冬氨酸异构、O-糖基化、溶出物、ADC位点)3、翻译后修饰分析4、HCP相关分析 (抗体专属性验证、基于2D LC-MS/MS的HCP定性与定量分析)5、PEG位点确证和杂质分析 (PEG理论位点确证、PEG修饰异构体比例与修饰位点分析)6、多肽类药物结构确证难点 (环肽、非标氨基酸、二硫键)7、组学技术在蛋白药物开发中的应用 (未知抗体序列鉴定)8、蛋白质和代谢组学在药理学与生产工艺研究中的应用 (药理作用与机制解析、杂质鉴定与定量、细胞发酵监控) 讲师简介：阮宏强：APT技术服务部负责人毕业于浙江大学，中国科学院蛋白质组学分析研究中心研究员，从事蛋白质组学及蛋白质化学研究十多年，积累了丰富的仪器分析检测和复杂项目研究的实战经验。擅长质谱分析技术、高效液相分析技术、电泳技术等蛋白质组学及生物药物分析常用技术。参与编写《蛋白质电泳技术指南》、《蛋白质化学与蛋白质组学》等专业书籍。孙晓斌：APT技术支持毕业于上海大学分子生物学系，多年来主要从事蛋白质表征及蛋白质质量控制方面的研发工作。擅长蛋白质及多肽的质谱/色谱相关分离和分析方法的建立和优化。对于PEG修饰蛋白类药物具有丰富的表征及理化分析经验。严峻：APT技术支持中国药科大学博士，从事蛋白质结构表征、蛋白质组学、代谢组学的售前支持工作，负责质谱技术的应用推广与实验方案设计。对质谱技术在蛋白质结构表征、药物生产质量控制、生理与病理研究、临床诊断研究等领域的应用有着丰富的认识与研究经验。贾伟：赛默飞质谱部生物制药应用开发经理10余年大分子液质分析经验。中国科学院生物物理所、北京蛋白质组研究中心联合培养博士。在MCP、AC等学术期刊以第一作者发表研究论文；曾担任国家自然科学基金青年基金课题负责人，并曾参与863、973、国家自然科学基金重点等项目工作。 报名方式：请将报名回执(见后)发送至:林江 marketing@sibs.ac.cn 贾伟 jerry.jia@thermofisher.com 报名费用：北京、武汉6月10日前，深圳6月30日前，报名并付费为800元/人，同一公司2人及以上参加600元/人。现场报名付费：1000元/人。报名费含午餐；交通费自理，若需住宿请自行安排。现场领取参会发票。 支付账户信息：帐 号：033908-00040007818上海中科新生命生物科技有限公司农行漕河泾开发区支行营业部*注意事项：请务必在汇款时注明“2016研讨班”，方便信息核对。

2021年4月，中国医学科学院药物研究所天然药物活性物质与功能国家重点实验室再帕尔阿不力孜、贺玖明团队在分析化学一区《Analytical Chemistry》期刊发表封面文章，题为“Mapping metabolic networks in the brain by using ambient mass spectrometry imaging and metabolomics”的研究成果，采用自主研发的质谱成像空间代谢组学技术，全面绘制了大鼠脑代谢网络，深入解析了东莨菪碱致大鼠记忆功能障碍模型脑的代谢变化。　　封面文章　　研究背景　　大脑是结构最复杂的器官之一，主要功能与其微区的分子相互作用密切相关。大脑的小分子调节机制对理解中枢神经功能、精神疾病机理和药物研发有很大的帮助。动物的认知过程和行为控制均依赖于脑部强大的中枢神经网络——神经连接体。科学家进行了很多研究，但是对脑部小分子网络的研究仍有不足。　　分子成像技术是研究大脑中DNA、RNA、蛋白质和代谢产物的强大工具。质谱成像技术(MSI)是一种检测大脑中蛋白质、代谢物和脂质物质的高灵敏度和高通量分子成像技术，在肿瘤边缘诊断、肿瘤生物标志物发现、药物分布和机理阐述等领域有广泛的应用。　　本文作者开发了一种基于敞开式空气动力辅助解吸电喷雾离子化质谱成像(AFADESI-MSI)技术的代谢网络映射方法，对大鼠脑不同极性的小分子代谢物(m/z 50-500 Da)进行微区分布研究，不仅鉴定出脑部几乎所有重要的代谢物，还绘制了包含神经递质、嘌呤，有机酸，多胺，胆碱、碳水化合物和脂类等20条通路的代谢网络，并使用这种代谢网络映射质谱成像方法解析了东莨菪碱致大鼠记忆功能障碍模型脑的代谢变化，为中枢神经系统疾病的治疗提供新的信息和见解。研究思路　　研究方法　　1.样本准备　　Sprague-Dawley大鼠模型腹腔注射东莨菪碱后被杀死(处理组，3只)，对照组大鼠(3只)也用同样方法杀死。获取大鼠整个大脑，在低温下将大脑切成连续的矢状切片(暴露出海马和纹状体)，用于Nissl 染色、H&E染色和质谱成像检测。　　2.空间代谢组实验　　使用AFADESI-MSI分析，代谢物质量数范围50-500 Da，质谱分辨率70,000。　　3.数据处理和代谢网络分析　　原始数据经过转化，再使用自建MassImager软件获取成像结果 在获取差异代谢物的高分辨率质谱信息后，使用Metaboanalys在线数据挖掘软件以褐家鼠(rattus norvegicus)为参考完成代谢物高通量定性，并输出代谢网络信息。大脑中复杂网络可视化使用Cyctoscope软件完成。　　4.统计分析　　两组大脑样本选择相同的微区，并将组织学和特征离子图像叠加进行确认。数据处理结果使用t检验(n = 3)进一步验证。大脑微区包括松果体、中脑导水管、脑桥、梨状皮质、延髓、丘脑、纹状体、海马、胼胝体、嗅球、大脑皮层、小脑皮层、穹窿、小脑延髓和丘脑。　　研究结果　　1.AFADESI-MSI用于大脑中极性代谢物的定位　　如图1所示，将大鼠大脑连续矢状切面通过ESI探针对逐个像素进行扫描，并将解吸的代谢物离子传输到高分辨率质量分析仪进行分析。图1E是大鼠脑部某个像素点的一个代表性质谱图，在该图中可以观察到数千个代谢物的峰。AFADESI-MSI图像还表明脑部不同功能性区域中代谢物浓度的变化。图1A-D显示了代表性代谢产物图像，在松果体、纹状体、海马、胼胝体和嗅球等亚区域具有特定分布。这些异质代谢分布与大鼠脑的功能和结构复杂性高度一致。　　实验结果表明，AFADESI-MSI的空间分辨率小于100μm，代谢物质量最大差异为0.001Da，同一物质的检测动态范围高达1000倍。如图1所示，通过AFADESI-MSI可在大鼠脑部检测到一些呈特征性分布有代表性的极性代谢物，其强度范围从0到104甚至到106。　　图1 (A-E)使用AFADESI-MSI获得的用于构建大鼠大脑代谢网络图的代表性极性内源性代谢物 　　(F)AFADESI-MSI数据采集过程 　　2.在大鼠脑绘制特定区域分布的极性代谢物图谱　　使用AFADESI-MSI在正离子和负离子模式下分别获得298个和372个微区轮廓清晰的代谢物离子图像。使用精确分子量并结合同位素丰度，通过人类代谢组数据库(HMDB)对离子图像进行识别，鉴定出多种内源极性代谢物，包括氨基酸、核苷酸或核苷、碳水化合物、脂肪酸和神经递质等。　　中枢神经系统(CNS)的特定功能和特定解剖区域相关。例如，乙酰胆碱在大脑皮层中高度表达 γ-氨基丁酸是一种抑制性神经递质，其在大脑皮层的信号强度较低，在中脑、嗅球和下丘脑中的浓度较高 多巴胺在纹状体含量较高 组胺(一种兴奋性神经递质)主要分布于丘脑和下丘脑。松果体在睡眠和光周期调节中起着重要的作用，并且由于其体积小容易被忽视。在松果体区域中，作者检测到106种极性代谢物，例如吲哚乙醛、吲哚、5' -甲硫基腺苷和褪黑激素，它们在该微结构的表达最高。褪黑激素由松果体分泌，起到调节昼夜节律的作用。质谱成像结果表明褪黑激素只能在松果体检测到。褪黑激素的上游代谢物血清素(5-HT)在松果体中也有特定的分布。此外一些未知的代谢物也仅在大鼠大脑的某个很小但特定的区域中。以上结果表明，AFADESI-MSI方法可以直接检测极性代谢产物，并具有高特异性，能呈现其在大脑微区分布的图像。　　3.在大鼠脑中绘制微区代谢网络图　　要了解大脑的结构区域发生的复杂代谢过程，不仅应准确表征代谢物，还要研究其相关性。从大鼠脑微区中提取代谢谱进行代谢网络重建。从15个微区提取的MSI数据进行峰挑选和峰对齐(图1F)，包括松果体、中脑导水管、脑桥、梨状皮质、延髓、丘脑、纹状体、海马、胼胝体、嗅球、大脑皮层、小脑皮层、穹窿、小脑延髓和丘脑，然后使用基于KEGG数据库的Metaboanalyst软件进行代谢网络分析。共找到20条KEGG代谢通路，包含126个具有微区信息的代谢物，图2显示了涉及丙氨酸-天冬氨酸和谷氨酸代谢、花生四烯酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、肌酸途径、GABA能突触、葡萄糖代谢、谷胱甘肽代谢、甘油磷脂代谢、甘氨酸-丝氨酸和苏氨酸的代谢、组氨酸代谢、赖氨酸代谢、苯丙氨酸代谢、多胺代谢途径、嘌呤代谢、嘧啶代谢和TCA循环、色氨酸代谢、酪氨酸代谢、缬氨酸-亮氨酸和异亮氨酸代谢和类固醇激素合成途径。质谱成像方法提供了一种直接获取代谢网络信息的途径，以系统地深入了解大脑的代谢活动。　　图2 通过AFADESI-MSI和Metaboanalyst获得的大鼠脑中的代谢网络　　图3A展示了嘌呤代谢的分布和代谢途径，共包含17个核苷酸及相关代谢产物，饼图代表了某种代谢物在不同大脑微区的相对含量和分布，图3A中显示出不同代谢物的不同局部特征。例如腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)和鸟苷酸(GMP)在大脑皮层和松果体中高表达，但在胼胝体和穹窿中含量较低。图3B显示了大脑不同区域的AMP分布，AMP在大脑皮层和松果体中含量很高，而在胼胝体和穹窿中含量较低。这些结果表明，大脑中代谢物分布呈现出功能性区域的差异性。这些空间和代谢途径的上游-下游转换过程为大脑局部代谢活动提供丰富信息。也证明质谱成像方法能够提供直接获取代谢网络信息的方法。　　图3 (A)通过AFADESI-MSI获得的大鼠脑中嘌呤代谢途径和相关代谢产物分布 　　(B)腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)在大鼠脑不同区域的分布 　　4.神经递质的代谢网络解析　　神经递质在大脑不同区域具有极为复杂的代谢调节网络，使这些区域的中枢神经能够从事复杂的活动。作者分析了关键神经递质的代谢调控网络，分别为多巴胺、γ-氨基丁酸、腺苷、组胺、乙酰胆碱、5-羟色胺、谷氨酸和谷氨酰胺。图4A显示了神经递质以及相关代谢产物在大鼠脑的分布特征，它们联系非常紧密(图4B)，这些神经元彼此相互作用并形成复杂的调节网络。　　图4 |(A)大鼠脑中神经递质及其相关代谢产物的分布 　　(B)神经递质调节和代谢网络 　　5.从大鼠脑的代谢网络映射中发掘空间变化　　东莨菪碱治疗的大鼠是一种学习和记忆障碍模型，通常用于研究抗遗忘药疗效。本文作者使用AFADESI-MSI分析了对照组和东莨菪碱治疗的大鼠矢状脑切片，将发现的代谢物全面映射代谢网络，并通过代谢组学分析发现空间代谢变化。不仅可以对药物准确定量，还可以检测代谢网络相关的数百种内源性代谢物在大脑特定区域的分布。图5显示了代谢网络中检测到的各种代谢物，以及在不同大脑微区代谢物的明显改变。如图5A所示，找到三种代谢物(N-甲酰基尿氨酸、L-色氨酸和5-羟色氨酸)，属于色氨酸代谢途径，意味着东莨菪碱会干扰色氨酸的代谢过程。作者分析了东莨菪碱治疗组大鼠脑的十个微区，发现脑桥中有16种表达异常的代谢产物，而在大脑皮层中发现了7种。表明在东莨菪碱治疗下，脑桥和大脑皮层可能是受影响最严重的区域。　　图5 东莨菪碱模型大脑中极性代谢网络的变化　　图6显示了其中几种异常表达的代谢产物的分布，例如腺嘌呤在小脑皮层被下调 组胺在中脑导水管中下调 桥脑中的磷酸乙醇胺、大脑皮层中的2-氧戊二酸、纹状体中的多巴胺、胼胝体中的抗坏血酸、下丘脑中的谷胱甘肽、小脑皮层中的L-天冬氨酸和L-天冬氨酸也有所变化，这些代谢物的质谱成像结果(图6A-H)和相对定量结果(图6I1-18)进一步表明，大脑中药物作用后代谢物的多样性和区域特异性。这些代谢物不分区分析、含量进行全脑平均后，代谢物的微区含量差异很容易被削减。在空间上的代谢变化表明，在东莨菪碱治疗后，大鼠脑微区的代谢网络发生紊乱。但是代谢物和代谢酶是代谢网络的关键因素，基于空间分辨的代谢组学信息为发现酶或基因异常提供了线索，但若要完成完整的代谢网络分析必须进一步验证蛋白质和基因表达水平。　　图6 在东莨菪碱治疗后大鼠模型的脑部质谱成像结果和代谢产物的统计结果　　研究结论　　本文作者开发了一种空间分辨代谢网络作图方法，通过无需衍生化、特定标记或复杂样品预处理的高通量AFADESI-MSI方法和代谢组学策略，在具有复杂结构化脑组织中发现代谢分子变化。能检测出多种极性内源性代谢物，并绘制相关代谢网络，提供组织微区分布的图谱。还将多种功能性小分子(例如核苷酸、多胺、肌酸、神经酰胺代谢物)含量分布可视化。这些代谢物构成大鼠脑关键代谢网络，为理解大鼠脑的作用机制和功能探索提供新的见解。在本文中，该方法被用于东莨菪碱处理的大鼠模型脑部的代谢研究。结合微区统计数据，该方法可以绘制代谢网络图、发现某些途径代谢产物的明显失调，而且还能描绘与神经疾病直接相关微区中发生的代谢变化。

离子交换层析填料广泛用于生物制药和生物工程下游蛋白质、核酸及多肽的分离纯化。主要包括强酸性阳离子交换层析填料、弱酸性阳离子交换层析填料、强碱性阴离子交换层析填料和弱碱性阴离子交换层析填料四种。蛋白质之所以能够在离子交换层析填料上发生吸附是由于其表面带有电荷。蛋白质分子中的带电基团来源有两种：一种来自于特定的氨基酸；另一种是蛋白质在修饰过程中引入的。蛋白质由氨基酸组成。组成蛋白质时，氨基酸的α-氨基和α-羧基形成肽键而不再发生解离。但很多氨基酸的侧链带有可解离基团，其中有的能进行酸性解离而带上负电荷，如天冬氨酸和谷氨酸的侧链羧基、酪氨酸的酚羟基、半胱氨酸的巯基；有的能进行碱性解离而带上正电荷，如赖氨酸的侧链氨基、精氨酸的胍基、组氨酸的咪唑基。此外，在肽链的N末端还有一个游离氨基，C末端还有一个游离羧基，两者都能发生解离反应。这些基团的pK’值与游离氨基酸中的pK’值是不完全相同的，一般来说，它们比游离氨基酸中的pK’值向靠近中性的方向偏移 。此外，侧链可解离基团在蛋白质三级结构中的位置在很大程度上也会影响到pK’值。如果是结合蛋白质，则辅基中可能也含有可解离基团。月旭DEAE Tanrose 6FF是一种弱阴离子交换层析填料，离子交换基团是二乙基氨基乙基。基本参数应用实例

拥有300多年历史的默克公司，作为较早进入色谱产品研究和生产的厂家，从1969年推出色谱柱产品以来，一直不断推陈出新。不仅如此，随着对Sigma-Aldrich的收购，两大品牌强强联手，默克现拥有丰富的液相色谱柱产品，每个系列色谱柱各具特色。 Supelco液相色谱柱全产线 Supel™ Carbon系列是一款新型石墨化碳基质的色谱柱，填充单分散全多孔石墨化碳填料，采用石墨极性保留效应（PREG）机理，允许反相条件下，提高极性和带电化合物的保留，有助于几何异构体分离。色谱柱粒径2.7 µm，孔径200 Å，比表面积155 m2/g，可与任意溶剂兼容，pH耐受范围宽1-14，耐温上限250摄氏度，耐压上限700bar，适于U/HPLC分析。此前，我们分享了如何采用Supel™ Carbon液相色谱柱对维生素D2/D3代谢物和 苯甲酸异构体进行分析。那除此之外，Supel™ Carbon还能分析哪些化合物呢？本期就为大家揭晓其在核苷、氨基酸分析中的广泛应用。 应用案例1：非衍生法检测12种核苷类化合物核苷类化合物是核酸的组成部分、抗逆转录病毒药物的活性药物成分、某些疾病的生物标记物，结构相近，极性非常大，在常规反相色谱柱上很难保留，给检测带来很大挑战。在非衍生条件下，采用新型石墨化碳基质的Supel™ Carbon系列色谱柱可同时识别12种核苷化合物，为客户提供更好的分析方法。 序号化合物名保留时间 (min) 1ß-假尿苷 (25 µg/mL)5.34623-甲基胞苷甲基硫酸酯 (100 µg/mL)5.7913胞嘧啶核苷 (50 µg/mL)5.9824尿嘧啶核苷 (25 µg/mL)7.32852' -O-甲氧基胞苷 (20 µg/mL)8.28365-甲基胞苷 (100 µg/mL)9.30771-甲基腺苷 (25 µg/mL)9.53085-甲基尿苷 (50 µg/mL)11.6419肌苷 (25 µg/mL)12.130107-甲基鸟苷 (25 µg/mL)12.725112-硫代胞苷 (10 µg/mL)13.57112鸟苷 (25 µg/mL)14.203 应用案例2：非衍生法检测17种氨基酸：氨基酸在常规反相色谱柱上很难保留，分子中大部分取代基团无紫外吸收，因此对氨基酸分析存在巨大挑战。常用的分析方法是将氨基酸衍生后进行分离，但检测结果受衍生过程、样品基质影响较大。采用新型石墨化碳基质的Supel™ Carbon系列色谱柱，在非衍生条件下，可同时识别17种氨基酸，提高柱寿命，降低客户分析成本。 分析物：1甘氨酸 (GLY)、2丝氨酸 (SER)、3丙氨酸 (ALA)、4苏氨酸 (THR)、5天冬酰胺 (ASN)、6半胱氨酸 (CYS)、7天冬氨酸 (ASP)、8脯氨酸 (PRO)、9谷氨酰胺 (GLN)、10谷氨酸 (GLU)、11缬氨酸 (VAL)、12赖氨酸 (LYS)、13亮氨酸 (LEU)、14甲硫氨酸 (MET)、15异亮氨酸 (ILE)、16组氨酸 (HIS)、17精氨酸 (ARG) 产品列表产品规格货号Supel™ Carbon分析柱2.1mm*50mm59984-USupel™ Carbon分析柱2.1mm*100mm59986-USupel™ Carbon分析柱2.1mm*150mm59987-USupel™ Carbon分析柱3.0mm*50mm59991-USupel™ Carbon分析柱 3.0mm*100mm59993-USupel™ Carbon分析柱 3.0mm*150mm59994-USupel™ Carbon分析柱4.6mm*50mm59997-USupel™ Carbon分析柱4.6mm*100mm59998-USupel™ Carbon保护柱套装2.1mm*20mm59982-USupel™ Carbon保护柱套装3.0mm*20mm59989-USupel™ Carbon保护柱套装 4.0mm*20mm59996-USupel™ Carbon保护柱芯2.1mm*20mm59981-USupel™ Carbon保护柱芯3.0mm*20mm59988-USupel™ Carbon保护柱芯4.0mm*20mm59995-USupel™ Carbon保护柱套/59999-U了解更多Supel™ Carbon色谱柱

一、摘要：1型糖尿病是一种会导致胰腺β细胞破坏的自身免疫性疾病，需要终身胰岛素治疗。胰岛移植提供了一个很有前途的解决方案，但也面临着诸如可用性有限和需要免疫抑制等挑战。诱导多能干细胞（iPSCs）为功能性β细胞提供了一个潜在的替代来源，并具有大规模生产的能力。然而，目前的分化方案，主要是在混合或2D环境中进行的，缺乏可延展性和悬浮培养的最佳条件。我们研究了一系列可能影响分化过程的生物反应器放大过程参数。该研究采用了一种优化的HD-DoE协议，该协议设计具有可扩展性，并在0.5L（PBS-0.5 Mini）垂直轮式生物反应器中实现。我们开发了一种三阶段的悬浮生长过程，从贴壁培养过渡到悬浮培养，TB2培养基在规模化过程中支持iPSC的生长。阶段性优化方法和延长分化时间用于增强iPSC衍生的胰岛样簇的标记物表达和成熟。连续的生物反应器运行被用于研究营养和生长的限制以及对分化的影响。将连续生物反应器与对照培养基变化生物反应器进行比较，显示出代谢变化和更类似b细胞的分化谱。从试验中收集的低温保存的聚集物被恢复，恢复后显示出活力和胰岛素分泌能力得到维持，这表明它们具有存储和未来移植治疗的潜力。本研究表明，阶段时间的增加或限制培养基补充以减少乳酸积累可以增加在大规模悬浮环境中培养的胰岛素合成细胞的分化能力。二、实验内容节选：营养消耗和代谢物的分析 为了检测细胞潜在的替代碳源和氮源，我们分析了对照组和连续生物反应器在整个培养过程中的氨基酸代谢（图S5A-B）。使用快速培养基氨基酸维生素分析仪Rebel（908 Devices）来分析氨基酸浓度。必需氨基酸，如组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸在整个培养期间都保持不变。然而，一些氨基酸在两种培养基中都完全耗尽，包括5天后的L-天冬氨酸和16天后的L-谷氨酸。氨基酸代谢对正常的胰腺β细胞功能至关重要，丙氨酸和谷氨酰胺以其调节β细胞功能和胰岛素分泌的作用而闻名。在培养结束时，谷氨酰胺和丙氨酸的浓度高于新鲜培养基，表明它们不限制生长（图S5A-B）。然而，它们增加的来源仍然未知，不像之前的观察而将它们的增加归因于GlutaMAX&trade 添加剂。与起始培养基相比，丙氨酸和谷氨酰胺水平的升高在对照组生物反应器中没有观察到，后者在不同阶段之间和整个延长的内分泌诱导阶段都有频繁的培养基变化。两种生物反应器之间无其他显著性差异。如前所述，限制培养基补充的生物反应器比对照培养基变化的生物反应器具有更好的分化能力。氨基酸浓度调节和血清缺乏与促进来自人类干细胞的胰腺β细胞的发育有关。 此外，使用FLEX2（Nova Biomedical）对两种培养结果进行评估，分析两种反应器的整个培养期间Gln、Glu、NH4+、Na+、K+、Ca++、pH、PCO2和PO2（图S6A-B）。在连续生物反应器中，培养基的渗透压稳定增加，但保持在280-320mOsm/kg范围内。这种增加可以归因于由营养物质代谢和其他废物产生的溶质的积累。相比之下，对照培养基的渗透压变化的生物反应器随着培养基在细胞分化过程的不同阶段被补充而波动。谷氨酰胺和谷氨酸水平也进行了评估，两者都显示随着时间的推移而消耗。这与使用Rebel分析仪进行的测量结果一致。两种生物反应器在生物分化上具有可比性，除了在连续生物反应器中pH的持续下降和预期的耗氧速率方面的主要差异。在反应液中测量的气体可能会受到收集和测量之间时间的影响，但是，对所有样品的总体影响是相同的。总体数据显示，在培养10天或PP诱导分化阶段后，PO2水平开始稳步下降。尽管反应液与两个生物反应器顶空内的气体体积相同(500毫升），但与控制培养基补充变化生物反应器相比，进入反应液的氧气通量可能不足以补充0.5L连续容器中增加的耗氧量。文献来源：doi.org/10.21203

a) SERS-CIP检测策略示意图；b)含SERS标记物的SERS-CIP玻璃毛细管照片，识别区域用红色圆圈表示；c)在SERS-CIP上实现手性氨基酸识别检测原理 课题组供图近日，中国科学院烟台海岸带研究所研究员陈令新团队在手性印迹表面增强拉曼散射（SERS）检测技术领域取得重要进展，研究成果“基于手性分子印迹的表面增强拉曼散射检测策略用于绝对对映体区分”发表在最新一期的《自然—通讯》。手性是自然界中普遍存在的现象。手性分子是与其镜像不能重合的分子，对映异构体间很多理化性质相同，但生理活性往往有很大的差别，因而，对单个对映体的选择性识别与检测在生命科学、环境监测和食品安全等领域至关重要。然而，单个对映体的识别存在很多挑战。首先，理想的手性区分策略需要外消旋体中的绝对对映体识别方法和高灵敏度的传感器件，并且保证对多种手性分子广泛适用，如何抑制对映体在手性区分传感器上的非特异性结合是关键。其次，对映体间具有相同的分子大小和官能团，仅结构呈现镜像对称，因此，不能根据一般传感器上的主-客体相互作用结果一概而论。此外，大多数手性识别策略高度依赖手性分子的细微结构特征，无法适用于复杂多样的手性化合物。海岸带是关乎人类社会发展的地球关键带。人类活动通过多种途径影响海岸带生态，使其被开发利用的同时，也造成了生态脆弱、灾害较多等问题，发展海洋生态固碳、保护生态环境是海岸带可持续发展的关键之一。氨基酸是海洋有机碳和有机氮的重要组成部分，氨基酸的手性转化是海洋微生物固碳的重要过程，了解手性氨基酸的结构和功能对于海洋固碳机制研究非常重要。然而，海岸带区域环境中的手性氨基酸含量很低、赋存介质复杂，因此亟需发展能够进行分离富集、降低和消除基质干扰的高灵敏手性分子检测技术。基于上述挑战，陈令新团队创新性发展了基于手性分子印迹的表面增强拉曼散射（SERS-CIP）检测策略，成功实现了对海水中精氨酸、组氨酸、天冬氨酸等8种氨基酸手性对映体的高选择性和高灵敏分析检测。手性分子印迹聚合物（CIP）具有在形状、大小和官能团三方面与目标氨基酸分子互补的空腔，能够高特异性结合目标手性分子，在手性氨基酸识别方面表现出了独特的优势。由于聚合物框架和手性分子的官能团之间的相互作用，不可避免的非特异性结合参与手性识别问题一直是挑战。研究发现，可以通过发展先进的CIP识别机制并通过抑制非特异性结合提高CIP对映体识别特异性。在利用SERS对CIP非特异性结合来源进行详细研究后，团队开发了一种检测识别机制来探索CIP的空间状态，并借此区分特异性结合和非特异性结合的氨基酸对映体分子。通过对映选择性测试、外消旋混合物分析以及在复杂实际样品中的手性识别表明，这种机制能够满足理想的手性识别策略的要求，并具有良好的实用性。该研究成果得到了国家自然科学基金和中科院国际博士后项目等项目的支持。文章的第一作者为助理研究员Maryam Arabi，文章通讯作者为研究员王运庆和陈令新。

国信证券 (002736 )发布研究报告称，“双碳”背景下合成生物学有望在未来5-10年保持高速增长，看好合成生物学在低成本替代现有材料及制备新材料的潜力，具备技术及成本优势的合成生物学企业竞争优势明显。合成生物学是一门发展迅速的前沿交叉学科，被誉为第三次生物技术革命，其下游应用广泛，需求正在不断扩张。合成生物学是一门融合了生物学、信息学、基因组学、 化学等多学科的交叉学科，在学习自然生命系统的基础上建立出人工生物，并制造出满足人类需求产品。合成生物学通过设计和构建细胞工厂，能够使细胞以淀粉、纤维素、CO2等可再生碳为原料，生产重要的化工产品、天然药物、食品、生物能源等产品，合成生物学相可以实现更高的转化效率、更低的成本，更友好的路线。我国大品种氨基酸产能充沛，小品种氨基酸如丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、等亟需扩大产能、降低成本，通过合成生物学的手段，可有效降低小品种氨基酸生产成本。丙氨酸在食品、医药日化等领域具有广泛应用，丙氨酸生产的化工流程温度高、压力大、酸碱强，环境污染严重。目前，工业化生产丙氨酸采用发酵法和微生物酶法代替了原有的化学合成法丙氨酸，华恒生物利用合成生物方法改造微生物突破厌氧发酵技术，使丙氨酸的生产成本较酶法降低50% 缬氨酸可以改善母猪生产性能，提高动物免疫力，在饲料行业的需求快速增长，由于缬氨酸的合成途径属于丙氨酸衍生物类型，华恒生物在具备丙氨酸厌氧发酵技术后又突破了低成本缬氨酸生物发酵技术 通过人工合成酶对丙烯酸定向加氨形成了β-丙氨酸，较传统天冬氨酸脱羧法极大的降低了产品成本。全球丙氨酸市场自2016年3.5万吨增长至2019年5万吨，年化复合增长率为13%，预计丙氨酸市场在未来四年内继续保持稳定增长，在2023年将达到8万吨，同比2019年5.1万吨增长57% 近年来全球缬氨酸市场规模保持着迅猛增长态势，全球需求量从2016年的0.73万吨增长到2019年的3.25万吨，年复合增长率高达65%。尼龙66重要上游原材料己二腈等目前国内化率仍在提升中，生物基戊二胺可实现替代法生产，长链尼龙作为具有优异的耐磨性和耐低温性，其重要的上游原材长链二元酸(DC12及DC10)可通过合成生物学实现低成本制备。PA66主要应用领域为工程塑料和工业纤维，在汽车轻量化的趋势下其市场潜力较大，但PA66的上游原材料己二腈生产技术壁垒很高，差能由欧、美、日控制，国内仅能实现小部分生产，且成本高昂。合成生物学可通过利用赖氨酸脱羧的方式生产戊二胺，通过尼龙56对尼龙66实现替代。长链尼龙的重要原料长链双元脂肪酸传统合成方法为化学合成法或由蓖麻油分解制备，凯赛生物通过合成生物学利用简单的烷烃经过发酵即可廉价制备DC12及DC10，在全球市场占据了较高份额。营养素市场空间广阔，合成生物学大有可为。长链不饱和脂肪酸DHA及ARA对婴幼儿记忆力、思维能力及视网膜发育具有重要作用，广泛应用与婴幼儿配方奶粉及保健品，随着人们健康意识的提高，对DHA及ARA的需求不断增加。DHA的主要生产来源为深海鱼类，但随着海洋污染加剧，鱼油DHA存在食品安全风险，且鱼油含有大量EPA，限制了其使用范围，通过生物发酵法生产的DHA有效规避了这些分险，在DHA市场中的市占率不断提高。

2012年10月22日，农业部1849号公告，公布了《饲料生产企业许可条件》和《混合型饲料添加剂生产企业许可条件》。两许可条件自2012年12月1日起施行。该许可条件规定必须设有饲料检测实验室，规定检测实验室中必须配备的仪器，其中包括原子吸收分光光度计、高效液相色谱仪等相关检测仪器。通微公司依托自身强大的应用研发团队，利用EasySepTM-1020 HPLC系统联用紫外检测器和蒸发光散射检测器产品平台，为广大饲料企业第一时间开发了专业饲料检测用高效液相色谱仪、耗材及应用方法包，应用于饲料中的氨基酸、维生素、三聚氰胺、抗生素等添加剂的检测；同时，我们将不断为您推出饲料中各种添加剂的专用检测方法包。通微公司的唯一的国产蒸发光散射检测仪，是国家“十五攻关”的重大科技成果，获得2007年BCEIA金奖。该检测仪液相色谱联用检测氨基酸，可以省去劳师费时的样品衍生步骤，直接检测。 EasySepTM-1020 HPLC系统平台 国产首台蒸发光散射检测仪ELSD 5000 部分检测范例如下： 1、水溶性维生素检测 仪器型号: EasySepTM-1020 HPLC 检测器类型: UV 柱 温(℃): 室温 检测波长(nm): 270 nm流动相：甲醇/0.1%磷酸溶液=55/45色谱柱：Globalsil C18，5μm，4.6 mm×150 mm进 样 量: 20 µ L 流量：1.5 mL/min 2、三聚氰胺检测 仪器型号: EasySepTM-1020 HPLC 检测器类型:UV 检测波长：240 nm色谱柱：Globalsil C18，5 μm， 4.6 mm×150 mm； 柱 温(℃): 40℃流动相：离子对试剂缓冲液-乙腈（90：10）；流速：1.0 mL/min； 进样量：20 ul 3、氨基酸分析 仪器型号: EasySepTM-1020 HPLC 检测器类型：ELSD 色谱柱：Globalsil C18，5 μm，4.6 mm×250 mm 柱温：35 ℃ 流动相：溶剂A，七氟丁酸：三氟乙酸：水=1.0：0.5：500；溶剂B，甲醇；流速：0.8 mL/min；梯度洗脱： 时间（min） 0 8 11 21 30 40 A% 100 100 78 73 45 45 B% 0 0 22 27 55 55 蒸发温度：40 ℃；载气流量：2.5 L/min（推荐使用氮气） 进样体积：10 μL 1、甘氨酸（Gly），2、丝氨酸、（Ser），3、天冬氨酸（Asp），4、谷氨酰胺（Gln），5、苏氨酸（Thr），6丙氨酸、（Ala），7、谷氨酸（Glu），8、半胱氨酸（Cys），9、胱氨酸（Cys），10、脯氨酸（Pro），11、赖氨酸（Lys），12、组氨酸（His），13、缬氨酸（Val），14、精氨酸（Arg），15、甲硫氨酸（Met），16、酪氨酸（Tyr），17、异亮氨酸（Ile），18、亮氨酸（Leu），19、苯丙氨酸（Phe），20、色氨酸（Trp）。 通微公司简介上海通微分析技术有限公司（www.unimicrotech.com.cn）成立于2002年，是总部设在美国硅谷的美国通微技术股份有限公司 （Unimicro Technologies, Inc.，以下简称通微公司）在上海浦东张江高科技园区内创立的子公司；为了业务发展的需要，通微公司分别在2007年、2011年成立的两家全资子公司-苏州环球色谱有限责任公司、无锡通微检测技术有限公司，目前，通微公司北京办事处、西安办事处、广州办事处等全国销售网络相继建成。通微公司，致力于打造国际一流的微分离领域色谱仪器和耗材基地，一直专注于色谱仪器及相关耗材产品的研制与开发；借助美国通微技术股份有限公司雄厚的技术开发实力，致力于中国市场的拓展，为中国的科研单位和科研工作者提供全新、优质的产品和一流服务。通微公司设有中国分析仪器行业首家企业博士后工作站，在毛细管电色谱系统开发及产业化方面取得了重大开创性成果，推动了电色谱技术的进步；先后承担国家科学仪器重大专项、国家 “九五”、“十五” 科技攻关重大项目，国家发改委高科技产业化专项、国家自然科学基金，中国与美国以及中国与比利时等国际合作项目，科技部中小企业创新基金以及上海市的科技攻关项目等30余项，在色谱领域共发表180余篇学术及应用论文，申请和获得30多项国际和中国专利。

细胞培养基是生物制药的重要原料，影响生物药的产量和质量，更是规模化生产成本控制的重要环节。 长期以来，国内无血清培养基主要依赖进口，易受国际形势和贸易政策的影响，尤其是2020年以来新冠疫情爆发，国内各单位和企业都在加速推进疫苗和生物药生产的进度，因此对培养基的需求也日益增大，为了保证培养基安全和持续供应，国产培养基迅速发展。 但要与占主导地位的进口培养基竞争，需要优越的产品性能和良好的批次间质量稳定性作为保证。因此，对细胞培养基中糖类、氨基酸、维生素、核苷酸、脂类、代谢物等有机组分，以及钠、镁、钾、钙等无机元素组分进行监测和质控至关重要。 但是目前常用的细胞培养基和培养上清液的检测技术存在以下问题：▷ 检测指标少，仅分析葡萄糖、谷氨酰胺和乳酸等少数化合物；▷ 无同时分析方案，一种培养基需要多种仪器多种方法完成检测；▷ 耗时费力，一种培养基大致需3天的时间才能完成检测。 为解决上述问题，岛津开发了细胞培养上清液多组分同时分析技术，可快速检测细胞培养上清液中有机组分和无机元素的含量。 岛津自首次在业内推出细胞培养上清液分析技术以来，紧贴用户需求，深入研究，目前已形成以下解决方案： ★ 有机组分分析解决方案，包括细胞培养上清液LC-MS/MS分析方法包，可以分析糖类、氨基酸、维生素、核苷酸和细胞代谢物等125种有机组分；以及脂质介质LC-MS/MS分析方法包，可以分析196种脂类及其代谢物；★ 无机元素分析解决方案，可以同时分析多种无机元素。 以上解决方案，助您揭开细胞培养上清液组分及其在培养过程中变化趋势的神秘面纱。 该技术真的如此神奇吗？接下来为您细细道来。 1有机组分分析解决方案 大家已知晓细胞培养上清液分析方法包的大致轮廓，接下来让我们认识它丰富的内涵： ★ 岛津专利技术（申请号：201610888146.3，申请日：2016.10.11）；★17分钟内，同时分析125种培养基组分及代谢物；★专属数据处理软件，快速绘制化合物含量变化 趋势图；★ 内置液相分离条件、质谱参数和前处理方法，即装即用，无需优化；★ 化合物种类全，包括糖类、核苷酸、氨基酸、有机酸、抗生素等，支持自行扩展。 该方法包不仅囊括了您所关注的各类组分，而且分析时间短、分析参数无需优化… … 就连前处理也是简单到没朋友呢！只需要简单蛋白沉淀和离心，即可上机分析。 下面给大家分享两个细胞培养上清液分析方法包的应用案例： 抗体药物生产用三种不同培养基组分含量差异对比 部分分析结果展示如下： 上图中纵坐标为目标物和内标物的峰面积比，横坐标代表三种不同的培养基。结果显示1#和2#培养基各组分的含量相近，而3#培养基各组分的含量与1#和2#培养基相差较大。 由此可见，该技术既可用于培养基组分检测，也可用于不同品牌和不同批次培养基组分含量差异检测，更好地进行培养基质量控制。 融合蛋白药物补料工艺优化 该药物生产过程中需要在第3、5和8天添加补料。每天取样后添加补料，含量变化在补料后一天体现。连续14天取样，采用本方法进行分析，并绘制含量变化趋势图。部分结果如下所示。 三个代表化合物的含量均在第4、6和9天有明显提升，与补料工艺相符。通过添加补料，葡萄糖含量在整个培养过程中较为稳定。胱氨酸含量需酌情增加。天冬氨酸含量可酌情减少。可见，该技术可以指导补料工艺优化，也可以用于培养基配方优化，助力药物表达量的提高，同时更好地进行培养基成本控制。 除上述“细胞培养上清液分析方法包”包含的糖类、氨基酸、核苷酸和维生素等物质外，脂类物质也是细胞培养基常见添加物质。 对细胞培养来说，脂类化合物是一类水不溶性的、与生物合成相关的脂肪酸及其衍生物的总称。这类化合物可作为能量储存，也可作为细胞膜的结构组分，还可以在运输和信号系统中起作用。 因此，越来越多的客户开始关注细胞培养上清液中脂类化合物的分析。《岛津脂质介质LC-MS/MS分析方法包》，包含花生四烯酸、DHA、EPA、乙酰醇胺和其他脂肪酸及它们的代谢物，共196种脂质介质化合物，可用于细胞培养上清液中脂类物质的分析，揭示其在培养过程中的含量变化趋势，从而助力培养工艺优化。 2无机组分分析解决方案 细胞培养液中除了含有糖类、氨基酸、维生素等有机营养成分，还含有微量和痕量的无机元素，它们对细胞培养又有什么作用呢？ ▷钠、钾、镁、钙、铁等微量元素，可以维持细胞渗透压平衡；▷钴、铜、铅、镉等痕量元素，影响代谢途径、某些酶和信号分子的活性；▷ 额外补充的Zn2+、Cu2+、Mn2+等，还可以提高产率和改善蛋白质量。 可以说这些微量和痕量元素，对细胞培养可是少而精，万万不可缺少的呢！ 岛津公司作为细胞培养上清液分析领域的领军者，率先推出了元素分析解决方案，开发了ICPMS-2030 测定细胞培养液中多种元素含量的分析方法。 应用该技术测定了市售某细胞培养液中钠、镁、钾、钙等多种元素含量。样品平行处理6份，测定结果的RSD3%，加标回收率在94%~109%之间。 本方法操作快速简便，样品前处理简单，可以满足细胞培养液中多元素含量的测定要求。 基于岛津LC-MS/MS和ICPMS开发的细胞培养上清液分析平台，可以用于细胞培养基组分含量测定，也可以用于培养基配方优化，还可以用于培养基批间质量稳定性监控。该技术可以实现多组分同时检测，方法简单、快速、易上手。助力国产培养基研发和质控，迈上新台阶，迎来新发展，创造新奇迹！

酿酒行业对于葡萄的质量有很高的的要求。根据小编调研，非侵入式的红外光谱技术应用于葡萄质量监测已行之有年，能够定量分析一些指标成分例如花青素、酚类、天冬氨酸、谷氨酸等。一项由德国政府资助的项目创新结合了中红外光谱分析技术和人工智能，将为葡萄栽培或其他农业领域的生产者提供实用的数字化工具。德国弗劳恩霍夫过程工程和包装研究所（Fraunhofer Institute for Process Engineering and Packaging IVV）近期启动了一个智能葡萄（SmartGrape）项目，结合使用红外光谱分析和人工智能（AI）来确认葡萄质量和成熟度。项目由德国联邦农业和食品办公室（BLE）和德国联邦食品和农业部（BMEL）资助，并与IRPC Infrared-Process Control GmbH、LiquoSystems GmbH、QuoData GmbH和 Weincampus Neustadt等公司合作进行。与所有农产品一样，葡萄的质量差异很大。许多外部因素，包括气候、土壤条件和收获时间，对葡萄的成分和葡萄酒的质量都有重大影响。正因为这些葡萄栽培中的多样性，最终产生了具有不同特色的各种葡萄酒。为了确保葡萄酒的原材料质量，需要根据选定的质量参数对葡萄进行监测。这个监测方法应该在不损害葡萄的前提下易于实施，并尽可能对葡萄成分提供大量信息。红外光谱正好满足了这些要求。红外光谱分析技术是一种非侵入式的光学技术，该方法利用目标分子对红外的吸收光谱来分析样品中的成分。该研究所表示，这使得红外光谱成为一种理想的媒介，可以用于认定是否当季葡萄符合酿造优质葡萄酒的要求。SmartGrape联合项目的目的是开发一种紧凑型测量系统，利用中红外范围的光谱分析达到快速、无损的葡萄质量检测。相较于过去其他利用红外光谱对葡萄质量的检测工作，SmartGrape使用了中红外波段（介于波长 2500 和 50,000 纳米之间）来检验葡萄的质量，而不是近红外波长（介于 780 和 2500 纳米之间）。该研究所指出，“中红外范围内的信息含量明显高于近红外，可以提供更完整、精确的信息。”中红外光谱分析技术生成的所有数据和伴随的化学分析需要复杂的计算与评估。在SmartGrape项目中，AI被用来记录和评估这些高维数据集。AI的好处是能够考虑非线性相关性和交互效应，比使用传统的数学和统计方法能够节省大量的时间。同时，这样的一个数据库系统可以允许多个用户的访问，透过一个友善的界面系统便可以助力葡萄栽培产业更大程度的数字化。将数据数字化还可以将数据用于更广泛的用途，SmartGrape所开发的系统提供的数字化平台将使得一些新方法和措施成为可能。例如，数据可以在德国联邦经济事务和能源部（BMWi）开发的数字生态系统中使用，这有助于整个产业链和价值链上的信息共享，包含农学家、农业机械行业到研究机构。这反过来又为流程优化创造了机会，以保护环境资源并确保农业部门的效率，尤其是考虑到气候变化带来的新挑战。举例来说，研究人员可以根据多个收获年份的葡萄质量变化记录，探讨外部影响因素（例如气候、土壤质量）的相关性及对葡萄成分的影响、并最终导致葡萄酒的质量变化。

应第十一届中国国际多肽学术会议主办方的邀请，美国CEM公司的多肽产品经理Giorgio Marini博士于2010年7月5日~8日在兰州大学参加了此次兰州多肽会议并做了学术演讲。 Grace在会上提出十年前，微波照射已经解决传统SPPS合成中片段不完整、合成缓慢的这些常见问题！近年来对于如消旋体、天冬氨酸的构型这些问题，微波技术已经可以应用设置好的序程轻易的控制，而这一点也已经被证实。CEM最近的研究集中在了微波辅助多肽改进合成。这样的修改包括N端、C端修饰，环化、非天然氨基酸融入。在微波环境下合成这些多肽只用很少的时间，而且不需要特别的试剂，得到产物纯度高，并且可以自动的完成大量产物的生产。 Grace的发言引起了在场老师的关注，老师们都觉得CEM公司的微波多肽合成仪给多肽合成方面提供了新的工具。为合成更高难度的多肽成为可能。更短的合成时间为多肽合成节约了时间。全自动化的合成方法使得科研工作者得以解放。CEM的微波多肽合成仪为科研工作提供了一个良好的平台。 在会议期间老师们还特意参观了CEM公司设在会场的展位。纷纷表示了对微波多肽合成仪的兴趣。 美国CEM全自动流动多肽合成系统(全自动微波多肽合成仪) 更多详情，请联系培安公司： 电话：北京：010-65528800 上海：021-51086600 成都：028-85127107 广州：020-89609288 Email: sales@pynnco.com 网站：www.pynnco.com

在阿尔茨海默病（AD）进展中，存在beta淀粉样蛋白（β-Amyloid，Aβ）的积累。Aβ在受影响的脑组织区域形成病理性聚集，被认为与AD的发生、进展和表型密切相关。多种翻译后修饰（如磷酸化、硝基化、糖基化等）对Aβ的病理性聚集及体内生物活性具有重要且不同的调控作用。在AD患者脑内，多种病理相关蛋白的糖基化位点、数量和水平都发生了显著性改变，表明了糖基化修饰在AD发生和发展中的重要意义。2011年，科学家对AD病人脑脊液中的Aβ片段进行鉴定，检测到之前未在哺乳动物中发现的酪氨酸O-糖基化修饰，然而由于天然来源的翻译后修饰蛋白丰度低、微观不均一等困难，Aβ糖基化修饰的生物学功能及在疾病中的作用尚未能得以阐释。　　近日，中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心刘聪课题组与北京大学药学院董甦伟课题组合作，在J. Am. Chem. Soc.上发表题为O-Glycosylation Induces Amyloid-β to Form New Fibril Polymorphs Vulnerable for Degradation的研究论文，利用化学合成策略构建了一系列含不同O-糖基化修饰的均一结构Aβ，并系统研究了糖基化修饰对Aβ病理性聚集的调控作用及其构效关系。　　该研究中，研究人员首先合成了三种O-糖修饰的酪氨酸砌块，糖基分别是α-GalNAc, Galβ1-3GalNAc和Neuα2,3Galβ1-3GalNAc。然后，通过固相多肽合成策略将上述三种酪氨酸砌块制备相应的Aβ糖肽。然而，Aβ含有较多大位阻氨基酸，且自身疏水性强、容易聚集，再加上糖基的引入，给Aβ糖肽的合成带来了不少困难。为了克服这些合成难题，研究人员利用微波辅助的合成策略以及多赖氨酸亲水标签等方法，以较高效率获得了结构均一、含有不同O-糖修饰的Aβ糖肽。他们进一步对三种Aβ糖肽和不含糖链的Aβ多肽进行性质表征，发现糖基化修饰能够显著抑制Aβ的聚集，并且抑制效果与糖链结构相关。通过对Aβ聚集/解聚动力学的进一步研究，表明糖基修饰可以降低纤维结构的稳定性。在酶解实验中，糖基修饰的Aβ纤维表现出了更差的酶解稳定性。　　为进一步阐述糖基化修饰降低Aβ纤维稳定性的分子机理，研究人员通过冷冻电镜技术（Cryo-EM），获得了Galβ1-3GalNAc糖型Aβ纤维的3.1埃近原子级分辨率结构。糖基修饰的Aβ组装形成了一种全新的淀粉样纤维结构，其纤维核心由6-42位氨基酸残基组成，并且在Tyr10残基侧链附近可以观察到修饰糖基的电子密度。通过与未修饰的Aβ纤维核心结构进行比较，研究发现Tyr10的糖基化会增大其与相邻氨基酸残基的空间位阻，从而导致整个Aβ纤维核心结构的重排。相较而言，糖基化Aβ纤维的结构具有更小的原纤维间交互界面，且仅由两对盐桥（Asp23和相邻原纤维的Lys28）所维持。这为糖基化修饰降低Aβ纤维稳定性提供了分子层面的解释。　　该工作首次发现糖基化修饰在动态调控Aβ病理性聚集方面的重要功能，为后续研究不同糖基修饰对神经退行性疾病病理蛋白聚集的生物活性及病理毒性的调控作用，提供了有利的研究工具及新的研究思路。该工作得到了国家自然科学基金委、北京市自然科学基金委和中科院稳定支持基础研究领域青年团队计划的资助。　　论文链接

近几年，人类食品安全质量问题层出不穷，成为国内外关注焦点。跟食品安全息息相关的饲料行业也成为重点管控对象。2012年，一系列的饲料、畜牧法规条例相继出台，标志着将对畜牧产品质量安全、饲料行业行为将更加规范。 　　2012年5月1日生效的国务院令第609号《饲料和饲料添加剂管理条例》明确规定： 饲料、饲料添加剂生产企业应当按照国务院农业行政主管部门的规定和有关标准，对采购的饲料原料、单一饲料、饲料添加剂、药物饲料添加剂、添加剂预 混合饲料和用于饲料添加剂生产的原料进行查验或者检验。 　　2012年10月22日，农业部1849号公告，公布了《饲料生产企业许可条件》和《混合型饲料添加剂生产企业许可条件》。两许可条件自2012年12月1日起施行。该许可条件规定必须没有饮料检测实验室，规定检测实验室中必须配备的仪器，其中包括原子吸收分光光度计、高效液相色谱仪等相关检测仪器。 　　上海通微分析技术有限公司依托自身强大的研发团队，利用EasySepTM-1020高性能自动化液相色谱系统为饲料行业开发出多套饲料添加剂检测专用高效解决方案。检测项目包括： 　　饲料中20种氨基酸的检测：牛磺酸(2-aminoethanesulfonic acid)、甘氨酸(Gly)、丝氨酸(Ser)、天冬氨酸(Asp)、谷氨酰胺(Gln)、苏氨酸(Thr)、丙氨酸(Ala)、半胱氨酸(Cys)、脯氨酸(Pro)、胱氨酸(Cys)、赖氨酸(Lys)、组氨酸(His)、缬氨酸(Val)、甲硫氨酸(Met)、精氨酸(Arg)、酪氨酸(Tyr)、异亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、苯丙氨酸(Phe)、色氨酸(Trp) 　　饲料中维生素的检测：烟酸、维生素B5、维生素B6、维生素B1、叶酸、维生素B12、维生素B2、维生素K3、维生素A、乙酸酯、维生素D3、维生素E 　　饲料中其他添加剂的检测：苏丹红、三聚氰胺 　　上海通微分析技术有限公司独创未衍生氨基酸的直接测定分析法，比传统的衍生检测法更快速、简便、成本低、准确度高。 　　详情，请咨询上海通微分析技术有限公司http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100522/office.asp 　　上海通微公司实力 　　留美博士阎超教授2002年创办，总部位于美国硅谷的美国通微技术股份有限公司。 　　中国分析仪器行业内唯一一家经国家批准的企业博士后科研工作站。 　　通微自主研发生产的产品获得国家和行业内无数奖项，也是取得国内外专利最多的科技型企机构 　　与国内多所著名研究所和高校联合，设有联合实验室，在行业解决方案方面提供强有力的技术支持 　 上海通微分析技术有限公司是国内一流的集色谱仪器研发、生产、销售为一体高新技术企业，下设有苏州环球色谱有限责任公司、无锡通微检测技术有限公司两个全资子公司。

CellRes. | 突破!黄超兰与高福团队描绘新冠刺突蛋白糖基化图谱,揭示“O-Follow-N”糖基化新规律　　蛋白质糖基化修饰是生物体内最重要的翻译后修饰之一，发生在细胞50%-70%的蛋白上。病毒囊膜蛋白的糖基化修饰具有广泛的功能，包括调控蛋白质稳定性、病毒的趋向性、和保护潜在的抗原表位免受免疫监视等。深入了解新型冠状病毒(SARS-CoV-2)刺突蛋白(Spike, S)的糖基化修饰对于新型冠状病毒肺炎(COVID-19)发病机制的探索，疫苗和治疗药物的设计开发，以及检测试剂盒的生产具有重要意义。此前研究者在体外纯化表达的S蛋白胞外域和从病毒颗粒中提取的S蛋白中共鉴定到了22个N-糖基化修饰位点1,2。而由于技术和样本来源的限制，已有研究仅在纯化的S蛋白上鉴定到了一些O-糖基化修饰位点，截止目前，尚未进行病毒颗粒上S蛋白的O-糖基化修饰的研究。近日，北大-清华生命科学联合中心黄超兰团队，和中国科学院院士高福团队，中国科学院天津工业生物技术研究所高峰团队等开展合作研究，采用基于质谱的糖基化鉴定技术，首次揭示了病毒颗粒上提取的S蛋白O-糖基化修饰图谱，并提出了“O-Follow-N”的O糖基化修饰规律。该研究以“O-glycosylation pattern of the SARS-CoV-2 spike proteinreveals an “O-Follow-N” rule”为题于2021年8月2日线上发表在Cell Research期刊上。为获得天然状态下S蛋白的N-和O-糖基化修饰完整图谱，研究者从SARS-CoV-2病毒颗粒上获得S蛋白，用多种蛋白酶酶解成肽段，采用纳升液相色谱以及具有超高分辨率的Orbitrap Eclipse Tribrid三合一质谱联用仪，利用阶梯能量HCD (stepped collisional energy SCE)，HCD (Higher-energy collisional dissociation) 以及HCDpdEThcD三种碎裂方法进行质谱分析。本研究中，研究者不但成功鉴定到了此前已报道的22个N-糖基化修饰位点，还首次从SARS-CoV-2病毒颗粒中提取的S蛋白上鉴定到了17个O-糖基化修饰位点。值得注意的是，研究者发现在这17个位点中，有11个位点位于糖基化的天冬酰胺(Asn)附近。研究者将NxS/T共有基序内糖基化的Asn每一侧的3个氨基酸定义为“N±1-3”。分析结果显示，11个O-糖基化修饰位点分布在“N±1-3”的位置上，位点信息确定的位点数有10个，其中7个位点分布在“N+2”的位置上。研究者还通过开展定点突变实验进一步证实Asn糖基化修饰的存在是“N±1-3”的位置上出现O-糖基化修饰的先决条件。综上，研究者提出SARS-CoV-2病毒S蛋白的糖基化修饰存在O-糖基化修饰追随N-糖基化修饰发生的现象，并将这一现象命名为“O-Follow-N”规律。　　图. SARS-CoV-2病毒S蛋白的糖基化修饰遵循“O-Follow-N”规律 本研究基于前沿的质谱鉴定技术，揭示了S蛋白的O糖基化修饰谱，提出了O糖基化修饰的“O-Follow-N”规律，这一规律可能适用于其它蛋白，提示O-糖基化修饰具有潜在的新机制，特别是N-和O-糖基化修饰之间可能存在的协同作用，未来有望在极大程度上推动糖生物学领域的研究。此前，黄超兰主任领衔的多组学中心团队还与高福院士领衔的多学科团队紧密合作，揭示早期的新冠感染患者存在显著的免疫抑制，并首次提出COVID-19的发病机制或存在“两阶段”模式3。多组学中心在黄超兰教授的带领下，将继续基于临床，前沿技术和基础学科的深度交叉融合，深耕前沿技术方法开发，为推动基础生物学和临床领域的创新研究提供最有质量保证的蛋白质组和质谱技术手段。中国科学院微生物研究所高福院士，北大-清华生命科学联合中心、北京大学医学部精准医疗多组学研究中心黄超兰教授，北京大学医学部精准医疗多组学研究中心陈扬副研究员，中国科学院天津工业生物技术研究所高峰教授为本文的共同通讯作者 北京大学医学部精准医疗多组学研究中心田文敏博士，中国科学院天津工业生物技术研究所李德林博士，北京大学医学部精准医疗多组学研究中心博士研究生张楠，中国科学院天津工业生物技术研究所博士研究生白桂杰、原恺博士为本文的共同一作。 原文链接：https://www.nature.com/articles/s41422-021-00545-2

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong & nbsp 仪器信息网与中国化学会质谱分析专业委员会合作举办的第八届质谱网络会议(iConference on Mass Spectrometry，iCMS2017) 于2017年11月21日正式开幕。本届质谱网络会议为期四天(11月21日-24日)，共设质谱新技术、生物医学及生命科学、食品分析、环境分析、药物分析共五个专场。 /p p 　　生物医学及生命科学专场在11月22日举行，普渡大学教授陶纬国、安捷伦资深应用工程师 宋越、德克萨斯大学奥斯汀分校研究助理张佳玲、沃特世高级应用工程师陈熙、复旦大学副教授申华莉、中国科学院水生生物研究所高级实验师杨明坤、SCIEX高级市场发展专员刘宏伟、中国农业大学副教授李溱、中南大学教授詹显全在线上给大家分享了精彩的报告。 /p p 　　 span style=" font-size: 20px " strong 生物医学及生命科学 (上) /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 20px " /span & nbsp img title=" Andy Tao.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/a0e9ef8b-ba00-4a01-bb1b-57715ea120cd.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 报告人：普渡大学教授 陶纬国 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：血液中囊泡内磷酸化蛋白分析在癌症检测中的应用 /strong /p p 　　目前肿瘤诊断的主要方式是组织活检，那么有没有一种更好的替代诊断方式，是否可以用液体活检替代组织活检？陶纬国跟大家分享了他进行的研究成果。生物体内，蛋白的磷酸化与癌症发生有着密切联系。而肝脏分泌的磷酸酶，会将血液中的这些蛋白去磷酸化，同时还存在其他蛋白的干扰，想从血液中找到这些磷酸化蛋白极为困难。陶纬国发现胞外囊泡的存在却使这一想法成为了可能，微囊泡和外泌体中有稳定存在的磷酸蛋白。通过质谱技术对乳腺癌患者血浆内的磷酸蛋白进行鉴定研究，他发现用胞外囊泡中的磷酸蛋白进行疾病诊断是可行的，可以替代组织活检，这是一种识别疾病生物标志物的新方法。接下来，他还会就相关方向进行更加精准的乳腺癌研究、前列腺癌动物模型研究等。 /p p style=" text-align: center " img title=" Song Yue.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/ed1f2c94-eb42-484a-a054-c775c4eafdc8.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 报告人：安捷伦资深应用工程师 宋越 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：基于高分辨质谱技术的定性代谢流分析 /strong /p p 　　宋越介绍了安捷伦蛋白质组学研究平台以及基于高分辨质谱技术的定性代谢流分析的完整解决方案。代谢流机理研究的方法为稳定同位素标记法，即通过监测同位素异数体的变化来研究机理。代谢流研究已经从低分辨走向高分辨率质谱，数据采集完之后进行处理，因为 sup span style=" font-size: 12px " 13 /span /sup C天然同位素的存在会干扰计算，所以耗费较长时间，而安捷伦的Profinder软件可以直接扣除本底背景干扰，节省分析时间。另外，VistaFlux是安捷伦的独家解决方案，在创建目标代谢物列表采集数据后，可快速提取特征，同时通路可视化，可以将整个数据分析过程降低至数分钟。宋越以治疗白血病药物的代谢流分析、天冬氨酸代谢通路研究为案列，说到安捷伦可以为代谢组学研究提供稳定可靠的软硬件平台。 /p p style=" text-align: center " img title=" Zhang Jialing.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/152abcc1-46cd-457b-a41d-30f1cbe41c3d.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 报告人：德克萨斯大学奥斯汀分校研究助理 张佳玲 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：新型手持式质谱笔在癌症研究中的应用 /strong /p p 　　传统的组织学检测方法通常耗时耗力，并且癌症组织复杂的组织结构和细胞形态，使得该方法具有明显的局限性。张佳玲的报告讲的是新型手持式质谱笔在癌症研究中的应用，即一种自动化并且生物兼容的手持式质谱装置用于对人体癌症的快速且无损的分析。该装置称为质谱笔，通过对水滴的自动控制在所要分析的组织表面进行萃取，以获得生物分子信息来进行分析和诊断。张佳玲研究团队分析了20张人体的组织切片以及253个人体组织样品，包括甲状腺，肺，乳腺，以及卵巢的正常和癌症样品。在不同的人体样品中，研究人员可以检测到丰富的分子信息包括低分子量的代谢物分子，脂类以及蛋白分子。通过统计学方法对所获得质谱数据进行分析，结果显示对正常组组织和癌症组织的区分，灵敏度和专一性分别可达到96.4%和96.2，准确率为96.3%。最后，他们还对活体小鼠进行分析，实验结果显示分析过程不会对小鼠造成任何明显的损伤。 /p p style=" text-align: center " img title=" Chen Xi.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/949b061e-f84a-4c67-93b1-0a4295df080e.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 报告人：沃特世高级应用工程师 陈熙 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：使用新型质谱技术(离子淌度、非变性质谱、氢氘交换质谱)进行蛋白高级结构表征 /strong /p p 　　针对蛋白质高级结构表征研究，陈熙介绍了多种新型质谱技术，包括离子淌度高分辨质谱、非变性质谱、氢氘交换质谱技术。通过应用案例分析，她详细介绍了这些技术在生物药分析上的最新应用进展，非变性质谱通过搭配不同选择范围的四级杆可以实现大分子量蛋白的测定，使复杂糖基化蛋白的完整分子量测定成为可能 离子淌度分离技术根据化合物漂移的时间差异为常规高分辨质谱增加了更多一个维度的分离能力，有助于蛋白质药物常规结构表征如二硫键错配 氢-氘交换质谱技术在蛋白质药物高级结构、动态变化、小分子结合位点研究上发挥着重要作用。 /p p style=" text-align: center " img title=" Shen Huali.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/87407340-322c-4c4c-b957-3617f697b219.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 报告人：复旦大学副教授 申华莉 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：N-糖蛋白质组富集，鉴定和定量新方法的发展和应用 /strong /p p 　　蛋白质糖基化修饰具有重要的生物学功能，机体功能的实现主要依赖蛋白不同修饰，但糖修饰蛋白的特异识别/富集、位点/糖链结构、糖肽/糖链定量的分析方法一直滞后，是目前国际研究的热点和难点。申华莉课题组发展了一系列N-糖基化位点的富集，鉴定和定量新方法：包括N-糖基化修饰的富集新方法，N-糖基化肽段富集方法的整体优化，实现了高灵敏的N-糖基化肽段富集 发展了完整糖肽鉴定的质谱流程和搜库软件pGlyco 2.0，实现了大规模，自动化和高准确度的one-step N糖肽质谱鉴定，并获得迄今为止最大的N-糖肽数据集。她以凝集素芯片揭示阿尔兹海默病鼠脑蛋白糖链模式变化的实际案例介绍了这一流程及其在疾病研究中的应用。 /p p span style=" font-size: 20px " strong 　　生物医学及生命科学 (下) /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 20px " img title=" Ge Feng.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/3c1bd4af-a9aa-45e4-ba30-bc12f328d163.jpg" / /span /p p style=" text-align: center " strong 报告人：中国科学院水生生物研究所研究员 葛峰（ /strong strong 杨明坤代讲 /strong strong ） /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：蛋白基因组学(Proteogenomics)及其分析软件的开发和应用 /strong /p p 　　蛋白基因组学(Proteogenomics) 是基于高精度的串联质谱数据对基因组进行注释,不仅能在蛋白质水平上验证基因表达和模式，还能提供蛋白质组层面特有的信息，如翻译后修饰、信号肽等,目前已成为功能基因组学研究不可或缺的重要工具。然而，对海量质谱数据实现全面和精准的解读仍是当前蛋白基因组学研究的瓶颈，目前仍缺乏专业、高效的蛋白基因组学分析方法与软件，限制了其在生命和健康领域的应用。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp 杨明坤讲到，课题组在前期完成的模式蓝藻的蛋白基因组学分析工作的基础上，基于水生所的超级计算平台，开发了开源的针对原核生物的蛋白基因组学专业分析软件GAPP。该软件整合了多组学数据库搜索、类别错误率评估以及非限制性翻译后修饰鉴定等多种方法，可实现针对海量质谱数据的快速、精准分析。利用该软件对已发表的幽门杆菌(Helicobacter pylori)蛋白质组学数据进行了测试，重新注释了幽门杆菌的基因组，鉴定到84.9%的已注释编码基因并发现了20个新基因，同时，利用该软件还实现了幽门杆菌的蛋白质翻译后修饰的全局系统发现，为幽门杆菌基因组的深入解读及其功能分析奠定了基础，也为深入研究幽门杆菌致病的分子机制提供了新的研究方向。该软件实现了“一键式”的原核生物蛋白质基因组学快速、精准分析，使用者只需具备简单的生物信息学知识,按照软件的指令，可在24小时内完成原核生物的蛋白质基因组的精准鉴定和功能分析，该软件有望成为解读原核生物基因组及其功能分析的有力工具。 /p p style=" text-align: center " img title=" Liu Hongwei.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/360ad919-ebd9-4006-a9a4-99d59a90f6f5.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 报告人：SCIEX高级市场发展专员 刘宏伟 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：SCIEX在精准医学中的全面解决方案 /strong /p p 　　刘宏伟给大家带来了SCIEX在精准医学中的全面解决方案的报告。关于精准医学，她讲到，精准应该是对正确的病人，在正确的时间，给正确的治疗。相对于无差别治疗，更应该根据个人情况进行个性化治疗。从科研到临床，SCIEX提供一整套解决方案，用于蛋白、代谢、脂质水平的分析，从高分辨质谱到三重四极杆质谱，从生物标志物发现到验证，SCIEX提供了完整的癌症标志物研究路线。接着，她重点介绍了SWATH技术，该技术被广泛应用于差异表达分析、蛋白质相互作用、翻译后修饰、大规模临床样品定量分析。然后，刘宏伟以先天性肾上腺皮质增生症、儿茶酚胺检测两个实际案列介绍了SCIEX质谱在临床方面应用。最后，她就下一代代谢组学做了展望，并就工业代谢组学、脂质组学等做了相关介绍。 /p p style=" text-align: center " img title=" Li Zhen.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/9fc9cc4c-48d8-442a-b3fa-b81e4c7e6ee0.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 报告人：中国农业大学副教授 李溱 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：基于高分辨质谱的植物代谢组学研究 /strong /p p 　　植物代谢组学研究生物胁迫和非生物胁对植物代谢的影响以及植物产生的免疫应答反应。对不同基因型、不同生长时期的植株或植物不同部位的代谢物进行全面的定性与定量分析，发掘和鉴定未知代谢物，构建代谢途径和代谢调控网络。 /p p 　　李溱的报告以拟南芥为模式植物，使用高分辨质谱技术研究了植物在内源茉莉酸缺失和外源茉莉酸处理下代谢物的变化情况，分析了拟南芥野生型，茉莉酸合成功能缺失突变体(opr3)和经过外源茉莉酸处理不同时间的opr3的代谢组。他对检测到的超过一万个特征离子信号进行统计分析和鉴定，共鉴定到109个差异化合物。这些化合物参与硫代葡萄糖苷代谢，色氨酸/吲哚乙酸代谢，氨基酸和多肽代谢，脂质代谢等代谢通路，揭示了内源茉莉酸在植物中的重要调控功能，实验结果进一步通过定量PCR等技术进行了验证。代谢组学还可以与基因组学研究相结合，开展基于代谢组学的数量性状位点(mQTL)分析和全基因组关联分析(GWAS)。报告使用mQTL技术研究玉米的驯化过程，分析了玉米和玉米的祖先大刍草的代谢物差异，及其在驯化过程中的变化。对调控丁布类代谢物的性状位点进行了定位和功能分析。研究为筛选作物优良形状，作物育种提供指导方向。 /p p style=" text-align: center " img title=" Zhan Xianquan.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/82a8f876-1bf5-47f2-92d0-a5fb49f3e512.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 报告人：中南大学教授 詹显全 /strong /p p style=" text-align: center " strong 报告题目：质谱技术在肿瘤酪氨酸硝基化蛋白质组学中的应用 /strong /p p 　　蛋白质酪氨酸硝基化是一种化学性质稳定的氧化损害的标志物，该修饰主要由体内亚硝酸盐途径产生。硝基化产生于生理条件下、富集于病理条件下、参与氧化还原系统，并且该修饰可通过酶和非酶机制而逆转。蛋白质酪氨酸残基的硝基化就是在苯环上加了一个硝基基团，使酪氨酸残基苯环上的电子密度降低，影响酪氨酸残基的化学特性。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp 詹显全通过研究发现蛋白质酪氨酸硝基化可发生在重要的蛋白质结构域或基序部位，如发生在受体-配体及酶-底物间的相互作用区域则影响其相互作用强度，如发生在二聚化区域则影响蛋白质的二聚化，如发生在酪氨酸激酶磷酸化基序则与磷酸化竞争同一个酪氨酸位点来影响蛋白质的磷酸化调节；而且，在组织和细胞内存在脱硝基化酶来逆转硝基化过程。这样，蛋白质酪氨酸硝基化不仅是氧化应激的生物标志物，而且也通过调节和改变蛋白质的功能参与多种疾病如肿瘤的病理生理过程。质谱是探测、鉴定和定量酪氨酸硝基化蛋白质及其修饰位点的关键技术，是阐明蛋白质酪氨酸硝基化在肿瘤中作用的必须环节。此演讲将讨论蛋白质酪氨酸硝基化与肿瘤的关系，酪氨酸硝基化蛋白质组学的策略、特点及其在肿瘤研究中的应用，肿瘤硝基化蛋白质组学的现状、未来发展趋势及其质谱在其中扮演的关键作用。 /p p iCMS2017第八届质谱网络会议开幕 质谱新技术专场强势首发 /p p a style=" color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20171121/233975.shtml" span style=" color: rgb(0, 112, 192) " http://www.instrument.com.cn/news/20171121/233975.shtml /span /a /p p iCMS2017第八届质谱网络会议——食品、环境、药物分析 /p p a style=" color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20171124/234313.shtml" span style=" color: rgb(0, 112, 192) " http://www.instrument.com.cn/news/20171124/234313.shtml /span /a /p p & nbsp /p p & nbsp /p p & nbsp /p

南京大学化学化工学院鞠熀先教授研究组在质谱成像分析方面取得重大进展，相关成果日前在线发表于Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201601096。该成果由14级博士生胡骏杰为第一作者，鞠熀先教授为通讯作者完成。　　质谱技术由于高通量和免标记的优势，在酶活性分析中得到广泛关注。然而，由于生物样品的成分复杂，组分丰度的分布差异大，其应用常被复杂的样品前处理所限制。为简化繁琐的样品前处理和数据分析过程，鞠熀先教授研究组发展了质谱成像分析新技术，实现了对多种酶活性的便捷可视化分析。该工作首先需攻克质谱成像分析尤其是通常MALDI-MS检测存在的难题，大幅度提高质谱信号与信噪比，从而通过逐点扫描，获得清晰的质谱图像。该课题组以磷脂分子修饰多肽底物，利用具有两亲特性的磷脂分子保证其在疏水玻片表面的有序组装，构建模拟生物膜，从而增强MALDI芯片的表面生物相容性，以使分析对象酶更易接近其底物，大幅度提高了质谱信号 同时这一设计增加了酶反应产物的分子量，可以避免基质与生物样品中杂质的干扰，改善了检测信噪比与质谱分辨能力。他们以含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶家族(Caspase-1, -2, -3和-8)为模型，将相应多肽底物分别与磷脂骨架的分子连接并组装嵌插于疏水玻片表面，制备出用于酶活性检测的阵列芯片 在目标酶的作用下，底物被剪切产生质量位移，各酶的活性通过酶切产物的质荷比进行颜色编码，实现了多种酶活性的可视化与高通量定量检测(图1)。这一方法已成功用于细胞内水解酶家族的抑制剂筛选和化疗过程癌细胞中Caspases酶活性演化的监测，为耐药性细胞鉴别及抗癌药物筛选提供了有力工具，并可方便地扩展应用于其它酶系统，为探究更多过程中酶的作用机制提供了新途径。　　质谱芯片的制备及Caspase酶活性的可视化分析原理　　鞠熀先教授研究组自2000年开始质谱研究，以解决实际问题为出发点，建立了海洛因及其代谢物的LC/MS分析方法及鼠药的GC/MS快速检测方法等。2010年后，随着生命分析化学国家重点实验室的建立与生命科学研究的需求，该研究组将纳米技术、化学衍生及化学生物学与传统质谱分析方法结合，通过功能化碳纳米角、磁性碳纳米管等纳米材料，提出低丰度生物小分子(Chem. Eur. J., 2013, 19, 102-108)与蛋白(Nanoscale, 2014, 6, 3150-3156)的选择性富集手段，建立了无需另加基质的MALDI-MS检测方法。特别是，针对阻碍MALDI-MS定量分析的瓶颈，该课题组利用分子标记实现了MALDI定量(Anal. Chem., 2014, 86, 8275-8280 Anal. Chem., 2015, 87, 4409-4414)，并用于多肽和酶活性的定量检测，创造性地改变了传统认识，扩展了这一技术的应用范围。 原文链接：MALDI-MS Patterning of Caspase Activities and Its Application in the Assessment ofDrug Resistance

当我们提到GABA（γ-氨基丁酸）的时候我们会想到什么？GABA是一种主要的抑制性神经递质，调节神经元间的通讯。在大脑之外，在肠道、脾脏、肝脏和胰腺中也检测到了GABA这种神经递质的存在【1,2】。但是GABA在免疫系统中是否会“跨界”发挥作用还不得而知。2021年11月3日，日本横滨理化研究所Sidonia Fagarasan研究组发文题为B cell-derived GABA elicits IL-10+ macrophages to limit anti-tumour immunity，发现B细胞来源的GABA诱导巨噬细胞从而限制抗肿瘤免疫反应，为免疫系统中除了细胞因子和膜蛋白之外的小分子代谢产物的免疫调节功能提供了新的见解。小分子水溶性代谢产物不仅是细胞内生物化学反应过程的重要中间产物，也是释放到细胞外环境中的“信号分子”，从而影响临近的细胞【3-5】。淋巴细胞受到多种受体和可溶性小分子代谢产物的调节，但是仍然有很多小分子代谢产物的功能尚未被了解清楚。因此，作者们希望能够找出其中发挥关键调节作用的水溶性代谢产物，该代谢产物可能作为环境线索发挥作用从而介导免疫细胞之间的相互作用。为了找出参与免疫系统的小分子水溶性物质，作者们对处于稳态以及激活状态淋巴细胞中进行水溶性代谢产物的分析。这两种淋巴细胞之间有200种左右的代谢产物存在显著的不同。其中主要涉及的代谢特征的不同是丙氨酸、天冬氨酸以及谷氨酸通路的差异，另外嘌呤和嘧啶代谢以及三羧酸环也与免疫激活密切相关。在这些代谢产物中，一个以前被广泛认为在神经系统中发挥作用的因子GABA引起了作者们的兴趣。先前并没有研究表明B细胞能够产生GABA，因此GABA在免疫系统中的作用也很不清楚。首先，作者们确认了免疫系统中的B细胞的确是GABA产生来源，并且通过对GABA合成的关键酶分析发现小鼠和人类B细胞中GAD67（Glutamate decarboxylase 67）而非GAD65的表达水平会上升。该结果说明无论是小鼠还是人类中谷氨酸的代谢的确能够刻画B细胞谱系的变化。那么B细胞中所产生的GABA是如何在免疫系统中发挥作用的呢？为此，作者们采用了MC38结肠癌模型，该模型中B细胞已经被证明通过抗原非特异性机制抑制抗肿瘤T细胞反应【6】。作者们发现B细胞缺乏的小鼠品系中肿瘤的生长比野生型的肿瘤控制的更好。另外，与接受安慰剂的小鼠相比，植入缓释GABA颗粒会导致B细胞去除的小鼠肿瘤生长显著增加。通过加入GABA受体激动剂木防己苦毒素，作者们发现会限制肿瘤的生长并提高肿瘤浸润性CD8+T细胞的细胞毒性活性。因此，作者们发现减少GABA或影响GABA受体信号通路会增强细胞毒性T细胞反应和抗肿瘤免疫，而分泌GABA使宿主对肿瘤生长产生免疫耐受。那么GABA影响免疫功能系统的细胞生物学机制是如何的呢？先前的研究表明肿瘤相关巨噬细胞（Tumour-associated macrophages，TAMs）可以抑制抗肿瘤免疫反应。作者们发现GABA影响巨噬细胞生理的过程，促进向抗炎表型极化的反应。进一步地，作者们想知道GABA如何调节巨噬细胞。研究表明TAMs起源于单核细胞（Monocytes），因此，作者们猜测GABA是通过影响单核细胞向巨噬细胞的分化来调节巨噬细胞的。为了验证这一假设，作者们将GABA加入到培养基中，发现会导致细胞数量增加、细胞存活增加同时也促进抗炎巨噬细胞特征因子FRβ（Folate receptor β）的表达。基因转录本分析也证明细胞周期相关以及叶酸代谢相关的基因出现了明显地上调。因此，作者们确认GABA促进具有抗炎特性的巨噬细胞的分化、扩张和存活。进一步地，为了确认B细胞中GABA的作用，作者们构建了特异性在B细胞中敲除GAD67的小鼠品系，发现条件性失活GAD67后会导致B细胞中GABA含量显著降低，而且发现B细胞产生的GABA会显著限制抗肿瘤T细胞反应。总的来说，该工作发现作为代谢产物以及神经递质的GABA会通过激活的B细胞被合成和分泌出来，作为细胞间相互交流的线索影响机体免疫系统的响应。该工作说明B细胞谱系产生的小分子代谢产物具有炎症调节的作用，可能会成为未来免疫反应调节的药物靶点。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-04082-1

微/纳米塑料（MNPs）在人类肝脏中被检测到，并对人类健康构成重大风险。口服暴露于不可生物降解塑料衍生的微/纳米塑料可诱导小鼠肝脏毒性，鼻腔暴露于不可生物降解塑料会导致小鼠气道生态失调。然而，食源性和空气中可降解微/纳米塑料引起的肝毒性尚不清楚。近年来，科学家在人类的肠胃、肺部以及胎盘等多个器官中发现了MNPs；去年，来自首都医科大学的研究学者竟在与外部环境没有接触的器官「心脏及其周围组织」中监测到MNPs，说明MNPs的污染已达到了人体最深的解剖结构。按照重量估计，每人每周大约吃掉5g微塑料，相当于一张银行卡的重量！还真是活到老，吃塑料到老。微塑料在人体内的分布情况 李兰娟院士团队在Environmental Science and Ecotechnology上发表的文献“Polylactic acid micro/nanoplastic-induced hepatotoxicity:Investigating food and air sources via multi-omics”揭示了生物可降解聚乳酸微/纳米塑料的肝毒性作用。 本研究通过对接触微塑料和纳米塑料的小鼠的肠道、粪便、鼻、肺、肝和血液样本的多组学分析，本研究揭示了生物可降解聚乳酸微/纳米塑料的肝毒性作用。研究结果表明，食源性和空气中的生物可降解聚乳酸微/纳米塑料都会损害肝功能，破坏血清抗氧化活性，并导致肝脏病理。食源性微/纳米塑料导致肠道微生物失调、肠道和血清的代谢改变以及肝脏转录组变化。空气传播的微/纳米塑料影响鼻和肺的微生物群，改变肺和血清代谢物，并破坏肝脏转录组。 本研究共纳入了60只雄性无特定病原体的癌症研究所小鼠，用聚乳酸（PLA）纳米塑料颗粒（NP，50纳米）和微塑料颗粒（MP，5毫米）处理小鼠：PLA NPs（50纳米）和MPs（5微米）。小鼠随机分配到六个组，即食物NP组（FQ）、食物MP组（FR）、食物对照组（FNC）、空气NP组（AQ）、空气MP组（AR）和空气对照组（ANC），每组10只。它们被饲养在22℃、光照/黑暗周期为12:12的环境中，持续7天以适应新环境。 在食源性MNP部分，FQ组、FR组和FNC组的小鼠每天分别口服100毫升含有0.2毫克NPs、0.2毫克MP和0毫克MNPs的无菌水。在麻醉小鼠以收集血液、肝脏、粪便和结肠之前，每天进行口服灌胃，持续六周。 在空气传播MNP部分，AQ组、AR组和ANC组的小鼠分别通过鼻腔给予10毫升含有0.03毫克NPs、0.03毫克MP和0毫克MNPs的无菌盐水。在麻醉小鼠以收集鼻腔组织、肺、肝脏和血液之前，每三天进行一次鼻腔暴露，持续42天。 进一步对血清转氨酶（天冬氨酸转氨酶（AST）和丙氨酸转氨酶（ALT））及抗氧化生物标志物（总抗氧化能力（T-AOC）和超氧化物歧化酶（SOD））测定、对小鼠结肠肝脏组织学分析，对小鼠粪便、鼻腔和肺部样本提取DNA及转录组分析。图1：实验组和对照组血清生化参数和组织学变化 实验结果表明，相比于对照组，接触食物或空气纳米微塑料的小鼠转氨酶明显增高，食入纳米微塑料小鼠组的血清T-AOC水平降低。食入纳入微塑料小鼠肝脏中确定存在肝细胞肿胀、点状坏死、细胞空泡化和核固缩。鼻腔注入纳米微塑料小鼠组（AQ和AR组）除肝脏观察到上述变化外，肺部还观察到出血、炎性细胞浸润和渗出物。 转录组学进一步分析提示食源性纳米微塑料改变肠道微生物群组成。食入纳米塑料组和食入微塑料组的细菌科中，毛螺菌科丰度最高，而食物对照组中最丰富的细菌科是乳杆菌科。 食物NP组（FQ）、食物MP组（FR）、食物对照组（FNC）之间的肠道代谢谱存在差异，食物NP组和食物MP组分别有752个和637个肠道代谢物发生改变。FQ组、FR组和FNC组的血清代谢谱之间食物NP组（FQ）、食物MP组（FR）、食物对照组（FNC）之间也存在差异，食物NP组和食物MP组共有832种和753种血清代谢物发生改变。图2：实验组和对照组肺微生物群的主要成分及多样性指标 食物NP组（FQ）、食物MP组（FR）和食物对照组（FNC）之间的肝脏转录组谱存在某些差异。食物NP组和食物MP组分别有307和262个肝脏差异表达基因（DEGs）发生改变。鼻腔注入纳米微塑料小鼠组（AQ、AR和ANC组）之间的肺部代谢谱存在差异。AQ和AR组分别升高了864和596种肺部代谢物。AQ、AR和ANC组之间的血清代谢谱也存在差异。AQ和AR组分别有503和664种血清代谢物发生改变。在食入纳米微塑料组中，显著上调的基因富集在炎症和氧化应激相关的通路中。而在鼻腔注入纳米微塑料小鼠组中，显著上调的基因则富集在炎症和代谢相关的通路中。

2014年6月29日，清华大学生命科学学院施一公研究组在《自然》(Nature)杂志以长文形式(Article)在线发表了题为&ldquo Three dimensional structure of human g-secretase&rdquo 的科研论文，在世界上首次报道了与阿尔兹海默症(老年痴呆症)发病直接相关的人源g-secretase的精细三维结构，为理解g-secretase的工作机制以及阿尔兹海默症(Alzheimer&rsquo s Disease, AD)的发病机理提供了重要线索。 　　阿尔兹海默症是一类神经退行性疾病，临床表现为脑组织切片中出现淀粉样斑块，神经元逐渐死亡，认知和记忆能力受损，大脑功能逐渐丧失，病人逐渐丧失独立生活能力，最后脑功能严重受损直至死亡。美国前总统里根和英国前首相撒切尔夫人都罹患该疾病。据不完全统计，我国目前大约有500万阿尔兹海默症患者，占世界发病总数的四分之一。由于缺乏特效药物，该疾病不但给病人及家属造成极大痛苦，也同时带来沉重的社会负担。 　　阿尔兹海默病的发生和大脑中淀粉样斑块的形成密切相关 　　研究证明：淀粉样斑块是由膜整合蛋白酶复合物g -secretase异常切割淀粉样前体蛋白APP (amyloid precursor protein)而产生过量易聚集的Ab42肽段所致。g -secretase是由四个膜整合蛋白组成的包含19次跨膜螺旋的复合体，包括早老素Presenilin (PS1), Aph-1, Pen-2和Nicastrin四个亚基，其中Presenilin是执行酶活功能的膜整合蛋白酶(intramembrane protease)活性亚基。目前已经在Presenilin上鉴定出一百多个与阿尔兹海默症有关联的氨基酸突变。解析g -secretase的三维结构，并在此基础上理解其正常工作及致病机理，不仅具有重大科学意义，也将对阿尔兹海默症的药物研发起到重要的指导作用。 　　施一公研究组揭示g分泌酶复合物三维结构 　　然而，膜蛋白的结构生物学研究极具挑战性。要进行结构鉴定，最关键的一步是获得纯度高、化学性质均一稳定、有活性的g -secretase复合物。施一公在清华大学建立实验室之后立即针对这个难题启动攻坚。经过大量系统的尝试，以及对表达和纯化方法的不断改造和优化，他们历经数年最终利用瞬时转染技术在哺乳动物细胞中成功过量表达并纯化出纯度好、性质均一、有活性的g -secretase复合体。通过与英国MRC分子生物学实验室合作，对获得的复合物样品进行了冷冻电镜(Cryo-EM)的分析和数据收集，最终获得了分辨率达到4.5埃的g -secretase复合物三维结构。 　　这项研究成果让人类第一次看到了g-secretase的真实形状、组成、和几乎所有的蛋白质二级结构(a-螺旋和b-折叠)。该结构显示，g -secretase膜内部分呈马蹄型，全部19个跨膜螺旋清晰可辨。在胞外区有一个分子量较大、分辨率相对更高的结构域，即负责底物识别的Nicastrin亚基的胞外结构域，其原子结构模型得到构建，并初步显示出底物结合的可能位点。 　　值得一提的是，膜整合蛋白酶主要负责蛋白质受控膜内水解(Regulated Intramembrane Proteolysis, RIP)这一重要生理过程，即跨膜肽链在磷脂双分子层中被膜整合蛋白酶水解剪切的反应。这是二十年前被发现的一个重要的细胞信号转导过程，在从细菌到人类的各种生物体内广泛存在，并参与了生物体发育、胆固醇代谢、胁迫反应等生命活动。膜整合蛋白酶包括三大类蛋白，即丝氨酸蛋白酶Rhomboid, 金属蛋白酶S2P以及天冬氨酸蛋白酶Presenilin和SPP。施一公研究组在过去十年引领着蛋白质受控膜内水解结构生物学研究领域的发展，先后解析了细菌Rhomboid同源蛋白GlpG, 古细菌S2P同源蛋白，以及古细菌Presenilin同源蛋白的晶体结构并揭示了这些膜整合蛋白酶的工作机理。此次获得的g -secretase复合物的三维结构将该领域又向前推进了重要的一步。 　　注释： 　　该论文的第一作者卢培龙是生命学院博士研究生。共同第一作者白晓晨博士曾经师从生命学院隋森芳院士，获得清华大学博士学位后在剑桥MRC分子生物学实验室Sjors H.W. Sheres课题组从事博士后研究。共同第一作者马丹也是生命学院博士研究生。此外，清华大学生命学院在读博士研究生谢田、闫创业、孙林峰、杨光辉、赵艳雨和周瑞也对本研究做出重要贡献。 　　本工作获得了科技部、自然科学基金委、清华-北大生命科学联合中心的经费支持。

近年来，医学领域的基础研究日趋系统化和多学科交叉，系统生物学的迅猛发展翻开了临床实践、药物研发的新篇章。作为国内较早涉足系统生物学研究的贾伟教授研究团队，近年来应用代谢组学技术对各种临床疾病的早期预测、诊断和预后的生物标志物进行了广泛的研究，现以结直肠癌的系列研究为例介绍我们的研究进展。　　研究团队首先采用气相色谱质谱联用、液相色谱质谱联用分析方法，结合单维统计、多维统计的代谢组学研究技术，对I-IV期的64名肠癌患者和65名健康志愿者分别进行了血清和尿液代谢标志物的筛查，并进一步在扩大的研究对象101名肠癌患者和103名健康人中对所发现的潜在代谢标志物进行了验证。　　研究结果显示，肠癌患者与健康人的血清代谢物组成具有显著差异。肠癌患者的糖酵解通路中的两个代谢产物丙酮酸和乳酸在血清中呈显著性升高，三羧酸循环中的琥珀酸、异柠檬酸、柠檬酸中间产物呈下降趋势 油胺在肠癌病人血清中的含量也有显著性降低 尿素循环代谢物精氨酸、鸟氨酸和瓜氨酸在病人血清中均显著降低，脯氨酸、羟基脯氨酸和谷氨酸也显著下降 另外，色氨酸及其相关的代谢物5-羟基色氨酸和5-羟基吲哚乙酸在肠癌组和正常组之间有显著性差异，提示与5-羟色胺的代谢相关。研究结果还显示，血清代谢产物不仅可以将肠癌Ⅱ-Ⅳ期的患者与健康人明显区分开，还能将Ⅰ期的早期肠癌患者与健康人也区分开来。我们的相关研究结果从2009年开始陆续发表在专业领域内具有较大影响力的杂志Journal of Proteome Research(2009和2013)上。　　尿液代谢组学结果同样显示，结直肠癌患者和正常人的代谢谱亦呈显著差异。结直肠癌患者中的色氨酸代谢上调，组胺和谷氨酸代谢通路、三羧酸循环和肠道菌群代谢紊乱。另外，结直肠癌病人中紊乱的代谢谱，如5-羟色氨酸代谢物、三羧酸循环代谢和肠道菌群代谢物在手术后得到明显改善。研究进而开展了二甲肼(DMH)所致结肠癌早期病变的SD大鼠模型的研究，同样发现这些代谢物的波动和紊乱。研究结果发表在Journal of Proteome Research (2010和2012)上，并得到美国ACS和TIME(时代周刊)为代表的多家权威媒体的重点报道和关注，对该研究结果和前景给予了极高的评价。　　在结直肠癌血清和尿液的代谢组学研究基础上，我们对肠癌的组织也进行了深入的研究，对组织的研究可以有效规避血清、尿研究中由于饮食差异等外界因素对体内代谢物的影响带来对研究结果的影响。研究团队首先对来自上海地区的结直肠癌和癌旁组织进行研究，发现了一组在癌和癌旁组织中具有显著性差异的代谢物。进而对来自北京、浙江和美国加州另外3个不同地区的结直肠癌和癌旁组织也进行了研究。结果显示肠癌组织中总的代谢物变化趋势在4个不同地区的样本具有很高的相似性，其中的15个代谢分子呈现出完全一致的变化趋势。进一步研究发现这些差异性代谢物的变化与所在的代谢通路上的基因表达水平的变化呈高度的一致性。这些差异代谢物包括上调的犬尿氨酸、b-丙氨酸、谷氨酸、半胱氨酸、2-氨基丁酸、棕榈油酸、焦谷氨酸、天冬氨酸、次黄嘌呤、乳酸、豆蔻酸、甘油、尿嘧啶、腐胺，以及下调的肌醇。差异表达性的基因包括LDHA、TALDO1、GOT2、MDH2、ME1、GAD1、ABAT、PANK1、DPYD、ACLY、FASN、SCD、IDO1、GPX1、GSTP1、GSR、GSS、GGCT、ANPEP、CAT、ERCC2。结合代谢物和基因表达变化发现的结直肠癌的代谢物模式和基因表达模式特点主要可以从三个方面阐释其生物特性：1)“瓦伯格效应”(Warburg Effect)：这是肿瘤细胞能量代谢的典型特征，表现在大量地摄取葡萄糖进行有氧糖酵解，生成大量的乳酸，同时为不断生长的肿瘤细胞提供生物合成原料 2)伴随着糖酵解的上升，用于大分子物质合成的代谢中间体显著上升：肿瘤细胞的代谢会产生大分子中间体来支持细胞生长，导致某些特定的游离脂肪酸(豆蔻酸、棕榈油酸)和核酸(次黄嘌呤)的浓度上升。在肿瘤细胞中，高表达的ACLY、 FASN和SCD同样提示了脂肪酸合成的增强。而b-丙氨酸在肿瘤细胞生长中明显的变化可能与脂肪酸合成中的乙酰辅酶A和丙二酸辅酶A有着密切的联系，提示这种变化可能与肠道菌群代谢有相关性 3)肿瘤细胞内维持较高的氧化应激水平：我们发现肿瘤组织内具有抗氧化活性代谢物的浓度显著上升。由于肿瘤细胞加速合成代谢而产生较高的活性氧，从而使胞内氧化应激水平上升。所发现的这些具有抗氧化活性的代谢产物在肿瘤组织中被大量的合成，提示肿瘤细胞通过改变代谢模式，用还原性的分子来平衡活性氧，从而在较高的氧化应激水平下维系其生理和代谢功能。实验中发现，氧化应激的生物标志物视晶酸、2-氨基丁酸在肿瘤细胞中上升。同时，与谷胱甘肽相关的基因包括GPX1、GSR、GGCT、GSTP1也在肿瘤组织中显著升高。该研究结果发表于国际知名的癌症研究期刊ClinicalCancer Research(2014)。　　我们相信对结直肠癌的系统性的代谢研究，对寻找和发现具有临床早期诊断和预后价值的生物标志物研究提供了极大的可能性，为未来的临床转化研究奠定了坚实的基础。　　 　　原文出处：　　1.Qiu, Y. Cai, G. Su, M. Chen,T. Zheng, X. Xu, Y. Ni, Y. Zhao, A. Xu, L. X. Cai, S. Jia, W., Serummetabolite profiling of human colorectal cancer using GC-TOFMS and UPLC-QTOFMS.Journal of Proteome Research. 2009, 8, 4844–4850.　　2.Qiu, Y. Cai, G Su, M. Chen, T. Liu, Y. Xu, Y. Ni, Y. Zhao, A. Cai, S. Xu, L. X. Jia, W.,Urinary Metabonomic Study on Colorectal Cancer. Journal of Proteome Research.2010, 9, 1627–1634.　　3.Cheng, Y., Xie, G., Chen, T., Qiu, Y., Zou,X., Zheng, M., Tan, B., Feng, B., Dong, T., He, P., Zhao, L., Zhao, A., Xu,LX., Zhan,g Y., Jia, W. Distinct urinary metabolic profile of human colorectalcancer. Journal of ProteomeResearch. 2012, 11(2):1354-63.　　4.Tan, B, Qiu,Y, Zou, X, Chen, T, Xie, G, Cheng, Y, Dong, T, Zhao, L, Feng, B, Hu, X, Xu, L.X, Zhao, A, Zhang, M, Cai, G, Cai, S, Zhou, Z, Zheng, M, Zhang, Y & Jia, W.Metabonomics identifies serum metabolite markers of colorectal cancer. Journalof Proteome Research 2013, 12, 1354?1363.　　5.Qiu, Y. Cai,G. Zhou, B. Li, D. Zhao, A. Xie, G. Li, H. Cai, S. Xie, D. Huang,C. Ge, W., Zhou,Z. Xu, L. Jia, Weiping Zheng, S. Yen, Y. Jia, W. Metabonomicsof human colorectal cancer: new approaches for early diagnosis and biomarkerdiscovery. Clinical Cancer Research.2014, 20(8):15.

你可能听说过一类食品添加剂，叫“甜味剂”，比如最常见的糖精、阿斯巴甜。但你很可能不知道它们的来历，其实是一些不遵守实验室操作规程的粗枝大叶的理科男无意中发现或发明了它们：1879年一个俄国化学家在实验室倒腾完瓶瓶罐罐，没洗手就回家吃饭，结果发现吃啥都是甜的，“糖精”被发现 1965年一个叫施莱特的化学家在合成药物的时候无意中舔了一下手指，大名鼎鼎的甜味剂“阿斯巴甜”问世。 　　甜味剂的诞生对于食品工业来说是个天大的好消息，因为它们的甜度数百倍于蔗糖，能大大降低成本。对于消费者来说，其实这也是一个好消息，因为它们提供的热量远低于蔗糖，甚至可以忽略不计，所以既可以满足你对甜食的渴望，又可以避免因能量摄入过多导致的肥胖、糖尿病等慢性疾病。 　　但是相比那些什么都敢舔的“发明家”，普通人显得谨小慎微，因为大家对“化学合成”的物质总是充满了敬畏、怀疑甚至抵触。所以各国的监管者和研究者都在不断的检验它们的安全性，确保不会对消费者的健康造成损害。当然，科学存在不确定性，科学也在不断发展，随着研究证据的积累，科学界对安全性的诠释也会与时俱进，糖精、甜蜜素、阿斯巴甜等诸多“化学合成”物质都曾在安全和不安全之间多次翻转。 　　争论其实并不是坏事，自从1976年美国FDA批准阿斯巴甜，围绕它的各种流言、阴谋论、利益绑架疑云甚至漫长的法律诉讼从来没有间断过。这通折腾也许是值得的，后来美国FDA把阿斯巴甜描述为“研究最彻底的食品添加剂之一”，其安全性“毋庸置疑”。美国疾控中心也证实，“没有流行病学证据可以验证阿斯巴甜能引起重大伤害或严重风险”。美国FDA为它制定了每公斤体重50毫克的安全摄入量。 　　当然，作为阿斯巴甜的主要生产者和推动者，美国拥有很多与之相关的专利，所以始终有人怀疑这里面有利益绑架的嫌疑。但世界各国的权威机构几乎都认可了阿斯巴甜的安全性，世界卫生组织下属的食品添加剂联合专家委员会(JECFA)两次对其安全性进行评估。在动物身上做实验证明，每公斤体重4000毫克也未出现不良反应(NOAEL)，考虑到各种不确定因素，设定100倍保险系数，最后确立每公斤体重40毫克为安全摄入水平(ADI)。有100多个国家依此批准它作为食品添加剂使用，包括历来以保守、苛刻着称的欧洲。 　　最近欧盟食品安全局(EFSA)又一次为阿斯巴甜出具了“安全证明”，之所以说“又”，因为他们在2011年的时候就已经给出结论“阿斯巴甜是安全的”。EFSA对现有证据重新进行了梳理和细致研究，最终再次认定，对于普通人群而言，每公斤体重40毫克的摄入水平是非常安全的，这相当于一个60公斤体重的成年人每天吃2.4克，吃一辈子也没事。 　　阿斯巴甜是蔗糖甜度的200倍，所以2.4克差不多可以提供1斤白糖的甜度。相对而言，每天2.4克阿斯巴甜或1斤白糖，你会选择哪一个呢?以某品牌的无糖饮料为例，355mL罐装饮料约含有阿斯巴甜180毫克，相当于每天要喝13罐，如果换成含糖饮料呢?对于这样的“吃货”，我真的觉得甜味剂是最后的救命稻草了。 　　对于网络上传说阿斯巴甜的各种“健康危害”，EFSA的评估结果都予以了否认。他们综合大量研究结果认为，阿斯巴甜不会损伤大脑和神经组织，也不会影响人的行为和认知功能，包括儿童。对于孕妇来说，在当前的安全摄入量下，阿斯巴甜不会影响胎儿的发育(有苯丙酮酸尿症的孕妇除外)。基于动物和人体的充分研究证据，EFSA也排除了阿斯巴甜的致癌可能，这与国际癌症研究中心的资料是吻合的，我没有在致癌物列表中看到它的身影。 　　对于阿斯巴甜安全性的担忧还来自于它的代谢物，它在体内会降解为苯丙氨酸、天冬氨酸和甲醇。甲醇不是有毒的吗?实际上，水果、蔬菜中也会天然含有少量甲醇，比如果汁生产中，果胶水解会生成甲醇，新鲜果汁甲醇含量可以达到每升一百多毫克，酿制的果酒中甲醇可以达到每升数百毫克甚至更多，而一升无糖饮料中的阿斯巴甜最多生成几十毫克甲醇。所以EFSA的总体结论是，阿斯巴甜的降解产物和我们每天正常吃进去的同类物质相比是“毛毛雨”。当然EFSA也指出，“苯丙酮酸尿症”患者应当避免摄入阿斯巴甜，因为苯丙氨酸的缘故。 　　我知道还会有人心存疑虑，明明有“科学证据”证明阿斯巴甜有害健康，为什么你故意视而不见?就和法国人做的“转基因玉米导致大鼠肿瘤”一样，个别研究的“惊人”结论往往出自不符合科学规范的实验设计、统计方法等，而搅动舆论的恰恰是它们。相对于个别研究，我更信任经过严格筛选的科学证据集合，比如上述的EFSA评估结果以及之前JECFA的评估。 　　阿斯巴甜的安全性经历了多年的争论，这次欧盟的评估结论或许能让争论暂时告一段落，但围绕“人造”、“化学合成”物质的安全性争论不会走远，人们对“安全”的渴望也会促使科学界不断的深入研究，去探索人类健康的奥秘。对于我个人来说，我是不担心它的安全性的，在超市选择碳酸饮料的时候还会特意选择使用甜味剂的品种。虽然我也知道平衡膳食、多运动才是王道，但还是义无反顾的选择用甜味剂去平衡我的懒。

p 　　人工智能会给生物行业带来什么变化?中国科学院微生物研究所吴边团队在该领域率先取得突破，通过智能计算技术，创造出自然界中不存在的生物催化反应类型，并 strong span style=" color: rgb(31, 73, 125) " 在世界上首次通过计算指导完成工业级菌株的构建。 /span /strong 22日，该项成果在线发表于国际著名期刊《自然· 化学生物学》。 /p p 　　“蛋白质的结构和折叠方式数据量非常大，以前只能通过实验室进行筛选，现在人工智能计算技术介入后能快速大量处理数据。”论文通讯作者、中科院微生物所研究员吴边说，2017年， strong span style=" color: rgb(31, 73, 125) " 美国化学会将人工智能设计新型蛋白质结构列为年度八大科学突破之首 /span /strong 。 /p p 　　如果把工业菌株比作一辆车，酶蛋白就是其核心发动机。研究人员在对天冬氨酸酶分子重设计后，成功获得一系列具有绝对位置选择性与立体选择性的人工β-氨基酸合成酶。随后，团队将非天然酶整合入大肠杆菌中，构建出可高效合成β-氨基酸的工程菌株。 /p p 　　“β-内酰胺抗生素、紫杉醇(抗癌药物)、西格列汀(糖尿病药物)等多种具有巨大市场销售额的明星分子， strong span style=" color: rgb(31, 73, 125) " 均需要β-氨基酸作为合成单元 /span /strong 。”吴边告诉科技日报记者， span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong β-氨基酸的合成长期以来 /strong /span span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 依赖过渡金属催化的化学途径，需要昂贵的催化剂、苛刻的反应条件等 /strong /span 。 /p p 　　吴边说，通过发酵工艺优化与转化工艺优化，该生物催化体系可在温和条件下利用廉价易得的烯酸类原料及氨水，一步实现相应β-氨基酸的合成， span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 而且成本可下降50%—90% /strong /span 。 /p p 　　据介绍，该项技术已完成中试与全尺寸生产工艺验证， span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 产品潜在市场预计超30亿元，有望在紫杉醇、度鲁特韦与马拉维若等抗癌与艾滋病治疗药物的生产过程中大幅降低生产成本 /strong /span 。 /p