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元素组学

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元素组学相关的论坛

  • 共享:原子光谱分析元素特征谱线组谱图

    共享:原子光谱分析元素特征谱线组谱图

    通过元素特征谱线组,可以对未知样品中的元素进行准确快速定性分析。若未知样品存在以下特征谱线组,则该样品中肯定存在该元素。先从Al元素开始。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/03/201603201156_587498_1604844_3.jpg

  • 有作铂族元素的朋友吗?

    有作铂族元素的朋友吗?都用什么方法作?大家交流交流。本实验室用火试金或酸溶结合碱融作地质样品,Te共沉淀富集。

  • 铂族元素测定所需方法?材料及试剂

    本单位要开展铂族元素测定,大家是用什么方法,能共享一下吗。PS:目前需要购买铂族元素地球化学标准物质(测定元素钌,铑、钯、铱、 铂) 组合元素标准溶液(测定元素钌,铑、钯、铱、 铂) 四孔铁模具 铁钳 铁架子请提供供应商名称。

  • 蛋白质泛素化:基本概念、蛋白大小与泛素化蛋白组学的应用

    [font=宋体][font=宋体]泛素化是一种细胞内的蛋白质标记系统,蛋白质泛素化是指将小的蛋白质泛素共价地连接到其他蛋白质分子上的过程。泛素([/font][font=Calibri]ubiquitin[/font][font=宋体])是一种高度保守的蛋白质,其结构由[/font][font=Calibri]76[/font][font=宋体]个氨基酸残基组成。泛素连接到目标蛋白质上的过程,经历了泛素激活、泛素转移和靶蛋白接受三个主要步骤。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体]蛋白质泛素化具有多种特点,例如它是高度选择性的,不同蛋白质泛素化的位置和数量可以影响其功能;它是可逆的,通过去泛素化反应可以调控蛋白质的泛素化状态;它还是动态调控的,受到多种因素的调控,如细胞信号通路和环境刺激。[/font][b][font=宋体]泛素化蛋白大小:[/font][/b][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]蛋白泛素化是指将小蛋白颗粒泛素([/font][font=Calibri]Ubiquitin[/font][font=宋体])与其他蛋白质共价结合的修饰过程。 泛素化修饰通常会导致泛素共价连接在蛋白质的赖氨酸残基上形成多重泛素链。 这种蛋白质泛素化增加了蛋白质的分子量,因为每个泛素分子的质量大约为[/font][b][font=Calibri]8.5[/font][font=宋体]千达尔顿([/font][font=Calibri]kDa[/font][/b][font=宋体][b])[/b]。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][b][font=宋体]泛素化蛋白质组学在许多领域有重要的应用,主要包括:[/font][/b][font=宋体] [/font][font=宋体]①疾病机制研究:泛素化是一种广泛存在于细胞中的蛋白质修饰方式,参与了细胞的生长、分化、修复和调控等多个生命活动。泛素化蛋白质组学的研究可以帮助我们了解泛素化修饰的生物学功能和调控机制,为疾病发生机制和治疗策略的研究提供重要线索。例如,在癌症、代谢综合征、神经退行性疾病等疾病中,则会出现异常泛素化。[/font][font=宋体]②药物研发:通过分析药物对泛素化蛋白质的影响,可以评估药物的效力和选择性,为药物研发提供指导。[/font][font=宋体]③临床诊断:泛素化蛋白质组学鉴定与定量分析技术可以揭示细胞调控的机制,通过分析泛素化蛋白质的组学数据,可以确定泛素化修饰在细胞信号转导、蛋白质降解和细胞周期调控等过程中的重要作用。此外,通过比较病态和正常样品中泛素化蛋白质的差异,可以鉴定与疾病发生发展相关的泛素化修饰靶点,并进一步理解疾病的分子机制。因此,这些技术也可用于临床诊断。[/font][font=宋体]④蛋白质降解调控:在癌症、神经退行性疾病和免疫相关疾病等病症中,蛋白质降解调控出现异常。而泛素化蛋白组在调控蛋白质降解中发挥重要作用。通过与泛素连接,目标蛋白质被送入蛋白酶体或蛋白酶体样体中进行降解。这个过程是细胞清除异常、老化或受损蛋白质的重要途径。[/font][font=宋体]⑤高通量技术应用:高通量泛素化蛋白质组学鉴定与定量分析技术的发展包括质谱鉴定和抗体鉴定两种方法。质谱鉴定技术利用质谱仪的高灵敏度和分辨率,能够鉴定泛素化修饰的蛋白质及其泛素化位点。抗体鉴定技术则通过特异性抗体的使用,可以富集和鉴定泛素化修饰的蛋白质。这些技术为全面了解泛素化在细胞中的作用机制和调控网络提供了可能。[/font][font=宋体]总的来说,泛素化蛋白质组学在多个领域都有重要的应用价值,推动了我们对生命过程的深入理解以及疾病治疗的创新发展。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]更多详情关于[url=https://cn.sinobiological.com/resource/protein-review][b]蛋白资源[/b][/url]详情可以参看:[/font][url=https://cn.sinobiological.com/resource/protein-review][u][font=宋体][color=#0000ff][font=Calibri]https://cn.sinobiological.com/resource/protein-review[/font][/color][/font][/u][/url][b][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]义翘神州:蛋白与抗体的专业引领者,欢迎通过百度搜索[/font][font=宋体]“义翘神州”与我们取得联系。[/font][/font][/b]

  • 代谢组学简介

    欢迎大家一起交流讨论~代谢组学是继基因组学和蛋白质组学之后新近发展起来的一门学科,是系统生物学的重要组成部分。基因组学和蛋白质组学分别从和蛋白质层面探寻生命的活动,而实际上细胞内许多生命活动是与代谢物相关的,如细胞信号(cell signaling),能量传递等都是受代谢物调控的。代谢组学正是研究代谢组(metabolome)——在某一时刻细胞内所有代谢物的集合——的一门学科。基因与蛋白质的表达紧密相连,而代谢物则更多地反映了细胞所处的环境,这又与细胞的营养状态,药物和环境污染物的作用,以及其它外界因素的影响密切相关。因此有人认为,基因组学和蛋白质组学能够说明可能发生的事件,而代谢组学则反映确实已经发生了的事情。新陈代谢网络是十分复杂的网络,特别是人体的代谢网络,一直被认为是最复杂的代谢网络。现在多数信号通路的研究都是集中在代谢网络的一个很小的领域。基因组学、蛋白组学研究已经揭示了部分调节通路,但是和代谢网络直接相关的是代谢产物。但是从茫茫多的代谢产物中选取研究对象,无疑是大海捞针。代谢组学研究通过一定的手段能够帮助研究员从代谢产物海中跳出来,提供一个“航拍”的视角,一目了然地发现差异性代谢产物。然后通过已知的代谢通路逆推找出调节酶和基因,完成疾病发病机制、药物治疗机制等方面的研究。代谢组学主要研究的是作为各种代谢路径的底物和产物的小分子代谢物(MW1000)。其样品主要是尿液,血浆或血清,唾液,以及细胞和组织的提取液。主要技术手段是核磁共振(NMR ),液-质联用(LC-MS),气-质联用(GC-MS),色谱(HPLC,GC)等。通过检测一系列样品的谱图,再结合化学模式识别方法,可以判断出生物体的病理生理状态,基因的功能,药物的毒性和药效等,并有可能找出与之相关的生物标志物(biomarker)。代谢组学在新药的安全性评价,毒理学,生理学,重大疾病的早期诊断,个性化治疗,功能基因组学,中医药现代化,环境评价,营养学等科学领域中都有着极其广泛和重要的应用前景,是一门充满朝气的学科。 从近年来发表的相关SCI论文的数量可以看出代谢组学研究呈一个蓬勃发展的局面。从近年来国家拨付的相关研究基金也可以看出国家对代谢组学相关研究的重视。

  • 【分享】元素周期表家族再添两"新丁" 超重元素114和116

    据美国《连线》杂志网站6月6日报道,元素周期表家族再添两名“新丁”:超重元素114和116,原子量分别为289和292。它们现在是元素周期表中最重的元素,取代了以前的“霸主”——原子量为285的第112号元素“鎶”和原子量为272的第111号元素“錀”。  这两种新元素的放射性极强,会在不到一秒的时间内衰减成更轻的原子,116号元素会快速衰减为114号元素,紧接着又会转变为更轻的元素鎶。  几年前,科学家就宣称发现了这两种元素,例如,1999年,俄罗斯物理学家用高能粒子钙-48冲击钚-244,产生了一个很快衰变的第114号元素的原子。  第116号元素于2000年被科学家发现。经过长达10年的进一步研究以及长达3年的审查,国际纯粹化学和应用化学联合会(IUPAC)于6月1日正式将这两种新元素添加到元素周期表中。  目前这两种元素还没有正式的名称,此前有科学家建议将第114号元素命名为flerovium,以纪念苏联原子物理学家乔治·弗洛伊洛夫;将第116号元素命名为moscovium,以莫斯科为名。(科技日报)

  • 【求助】用ICP测乙腈相中的铂族元素

    请问各位,我需要测乙腈相中的铂族元素,可以直接用ICP吗?我们对有机物特殊的进样系统。具体参数是不是还需要改动?还有就是标准品和测水相的标准品是一样的吗?xiexie !

  • 微量元素-铁

    铁是人体必须的微量元素,对我们人体是相当重要。铁是人体造血合成血红蛋白最重要的元素,它是构成血肌红蛋白、红蛋白、细胞色素的主要成分。铁缺乏的后果首先是贫血,其次对免疫系统、行为与智力的影响。另外还有一些症状,包括皮肤苍白,舌部发痛,疲劳或无力,食欲不振以及恶心。日常生活避免铁流失;忌过量饮茶及咖啡,因为茶叶中的鞣酸和咖啡中的多酚类物质可以与铁形成难以溶解的盐类,抑制铁质吸收。因此,饮用咖啡和茶应该适可而止;用铁锅炒菜易于铁的吸收,少用铝锅,因为铝能阻止铁的吸收;

  • 【原创大赛】[聊聊合金检测]一种用化学计量学的方法测定轻稀土元素

    一种化学计量学的方法测定轻稀土元素 由于稀土元素在各个行业的广泛应用,稀土元素的准确分析一直是分析化学领域的一个难点和热点。ICP-AES是一种快速准确分析多元素的有效手段,但由于稀土元素间的谱线干扰严重,在多种稀土共存的情况下进行分析时,往往必须进行预分离,这导致分析周期长,分析误差大。为克服它们之间的光谱干扰,采用了基体匹配,校正因子,计算机模拟等方法。本实验将化学计量学的K矩阵方法用于稀土元素间谱线干扰的校正,建立数学模型,实现未经分离,ICP-AES直接测定稀土元素。在建立数学模型的基础之上,进行稀土样品、钢铁样品、铝合金样品等实际样品中稀土的定量分析,达到稀土元素的快速、准确检测。 采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)定量分析轻稀土元素(LREEs)La、Ce、Pr、Nd、Sm,研究了轻稀土元素谱线干扰的校正。在实验波长下,构造了5种轻稀土元素的K矩阵模型。分别利用K矩阵校正测定稀土富渣、稀土混合物和铝合金样品,样品平行测定的相对标准偏差在0.17%~2.58%之间,回收率实验结果为93.00%~110.00%。本实验利用K矩阵校正稀土元素谱线干扰,无需对稀土元素进行分离,实现了稀土元素的快速、准确测定。 本实验工作,正在将得到的K矩阵模型编成软件,该软件只要将稀土元素在ICP-AES上得到的强度值输入,就可以自动扣除其它稀土元素的干扰,得到准确值,大大节省了人力物力。

  • iCMS2014—蛋白质组学/代谢组学专场(上)开始报名啦

    http://img3.17img.cn/bbs/upfile/images/20100518/201005181701392921.gifiCMS2014 质谱网络会议——蛋白质组学/代谢组学专场会议时间:2014年11月20日 09:30—17:00【简介】 仪器信息网将于2014年11月18-21日举办"第五届质谱网络会议(iConference on Mass Spectrometry,iCMS2014)",本届会议将与中国化学会质谱分析专业委员会合作举办,旨在通过网络会议平台给国内质谱科学家提供一个全新的沟通交流平台,提高质谱科学研究和应用水平。 本届网络会议为期四天,将开设质谱新技术专场、地质能源专场、药物分析专场(上)、药物分析专场(下)、蛋白质组学/代谢组学专场(上)、蛋白质组学/代谢组学专场(下)、环境专场、食品专场共8个主题,每个主题为1个分会场,时长为半天或一天,大会将提醒近30名著名质谱专家就不同的主题做精彩的报告并同期与大家进行交流。成功报名并准时参会的用户均可获得一份iCMS历届会议的精选光盘(2张),并有机会获赠100元手机充值卡和Kindle Paperwhite电子书阅读器(4GB)。 iCMS2014—蛋白质组学/代谢组学专场(上)1)蛋白质泛素化的定量蛋白质组学研究——李衍常 博士 北京蛋白质组研究中心2)Protein complex research approach based on protein immunoprecipitation in coupling with mass spectroemtry (基于蛋白免疫沉淀-质谱分析的蛋白质复合物研究) ——胡克平 教授 中国医学科学院药用植物研究所报名地址:http://www.instrument.com.cn/webinar/meeting/meetingInsidePage/1078 iCMS2014—蛋白质组学/代谢组学专场(下)1)细胞间信号传导的蛋白质组学方法探究——田瑞军 南方科技大学化学系2)Ion Mobility Derived Collision Cross Sections to Support Metabolomics and Lipidomics——Giuseppe Astarita Georgetown University Washington D.C. U.S.A.3)基于GC/Tof的代谢组学技术在基础及临床医学研究中的应用——王晓艳 上海交通大学系统生物医学研究院报名地址:http://www.instrument.com.cn/webinar/meeting/meetingInsidePage/1079-------------------------------------------------------------------------------1、报名条件:只要您是仪器网注册用户均可报名参加。2、报名及参会咨询:QQ群—231246773

  • 分析蛋白質與血漿內Se元素背景過高

    分析蛋白質與血漿內Se元素背景過高

    各位老師您好我用的儀器是賽曼背景校正的AA分析蛋白質與血漿內Se元素目前遇到問題,背景值一直都很高不知道是改進劑還是升溫條件有問題請各位老師可以給點意見 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/04/201204120918_360806_2232331_3.jpg

  • 何谓元素的“块基比”呢

    喀斯特地区烟田土壤有效态微量元素的空间变异特征——以贵州省毕节地区为例以典型的喀斯特地区——贵州省毕节地区为研究区域,采用地统计学和地理信息系统(GIS)相结合的方法,对烟田土壤中有效态微量元素Cu、Zn、Fe、Mn、B和Mo含量的空间变异特征进行研究。结果表明,烟田土壤中各微量元素的变异系数在45.75%~82.45%,均属于中等变异。半方差函数分析表明,烟田土壤微量元素中Cu、Zn、Fe的最适模型是线性模型,而Mn、B和Mo的最适模型为指数模型;各微量元素的块基比〔C0/(C0+C)〕均在25%~75%,表现为中等空间相关性,其空间变异受结构性因素(土壤母质、地形地貌、气候)和随机性因素(施肥、耕作措施、工业污染等)的共同影响。烟田土壤微量元素的空间分布表明,除有效铁含量分布呈现连续空间分布特点外,其他几种微量元素的空间分布并未呈现明显的分布规律。http://www.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?QueryID=5&CurRec=15&dbcode=CJFQ&dbname=CJFD2012&filename=HNNY201210020&urlid=&yx=&uid=WEEvREcwSlJHSldTTEYzUVB0NGQydERkM2FmSDdDTmV1THp4dEhGQUxmaFM4cVlTRDBUNnc3Um9uaXd3bmMrQVlBPT0=$9A4hF_YAuvQ5obgVAqNKPCYcEjKensW4IQMovwHtwkF4VYPoHbKxJw!!&v=MTY1NDFyQ1VSTCtmWWVacUZ5L2tVTDNLTFNQRmQ3RzRIOVBOcjQ5SFpJUjhlWDFMdXhZUzdEaDFUM3FUcldNMUY=

  • 化学元素表之三元素组和八音律!

    在门捷列夫发现元素周期律以前, 化学这门学科已经诞生了200 年以上.在这段时间里, 这门学科虽然有了很大进展, 但是, 它只是积累了很多零散的知识而已.这些知识之间的内在联系如何, 怎样才能把它们系统起来, 还是没有解决的问题.因此, 这时的化学学科, 就像个管理不好的库房一样, 虽然各种材料很多, 但是东一摊、西一摊, 放得个乱七八糟, 毫无规律.  当时学校里的化学老帅, 包括大学里专门教化学的教授在内, 在这一大堆乱七八糟、漫无秩序的材料面前, 对於如何组织教学, 谁也拿不出好主意来, 只能各行其是.有的人先从氢讲起, 因为它最轻;有的先讲氧, 因为它分布最广;有的先讲铁, 因为它是最常见的金属;……  化学家们实在不能继续容忍这种混乱的状态了! 大家都在想, 怎样才能找到一个规律, 把这些各种各样的元素有系统的排列起来, 把这些杂乱无章的化学现象和化学知识系统化起来.

  • 原子荧光分析砷 锑等元素时,加入抗坏血酸的作用是啥呢

    单位以前做水样的砷 锑的时候,加入不加入抗坏血酸结果没有多大差异。 最近用王水在微波上消解土壤样品分析锑的时候,没有加入抗坏血酸,其结果明显比标样高(仪器的曲线线性 水样的质控结果分析的都没有啥问题)。 因此,想咨询大家抗坏血酸在分析砷、锑等元素的时候的作用。大家在分析土壤中锑的时候,是否出现过结果偏高,如何解决了呢? 谢谢

  • [推荐]:核磁共振技术与新药安全性评价(药物代谢组学与代谢物组学)

    1.前言 随着科学与技术的发展,新药研发的速度正在日益加快,使得新药安全性评价工作的压力也变得越来越大。在新药研究开发过程中,因为安全性问题而被淘汰的候选药物占相当大的比例。一旦潜在的药物分子通过了初步的生物学筛选过程,就应该尽量减少这些候选药物分子在产品研发过程中的流失,以免造成巨大的资金和时间的浪费。因此,人们努力寻找新的分析方法,以便从功效和安全性两方面使得先导化合物的筛选更有效,从而尽可能地减少这种浪费。目前的生物分析手段主要利用基因组和蛋白质组方法,分别从基因水平和细胞蛋白质表达水平上测量生物体系对药物的反应。这两种方法都较昂贵,且劳动强度较大,然而却可能是研究在不同水平上对生物异源物质的生物应答的有力工具。但是,基因组学和蛋白质组学都不能提供可以了解生物体中整体细胞功能的信息,因为两者都忽略了整体器官中动态的代谢状态。因此,Nicholson等人提出了一种基于核磁共振的新方法,叫做metabonomics,我们暂且称之为代谢组学,以便与由代谢物组(metabolome)衍生而来的metabolomics相区别。Metabolomics研究的是一个细胞或细胞类型中所有的小分子成分,而metabonomics则是通过分析生物体液和组织来对完整的生物体(而不是单个细胞)中随时间改变的代谢物进行检测、确定、定量和分类;然后将这些***代谢轨迹与病生理过程中的生物学事件关联起。从药物研究和毒理学评价的角度来看,基因组学方法是观察给药后基因表达的改变,主要采用基因芯片技术。然而,基因调节/表达与系统的整体功能之间的关系在目前还很不清楚,主要是因为决大部分DNA是非编码的,而编码蛋白质的基因不能孤立地发挥作用,而是需要与其邻近的基因和非编码DNA一起才能发挥其功能。正式由于这个原因,人们才发展了蛋白质组学。蛋白质组学方法可以对由给药或其它病生理过程引起的细胞蛋白质组成变化进行半定量的测量。蛋白质组方法所采用的技术主要包括双向凝胶电泳和质谱技术。与基因组方法相比,蛋白质组方法较慢,且劳动强度较大。需要强调的是,虽然这些方法能够在很大程度上揭示毒理学机理,并且给出与疾病相关的新的生物标记物,却很难将这些发现与经典的毒理学指标相关联。原因很简单,因为目前的技术和方法不能对给药后反应的整个进程进行测量,也不能对生物整体的应答进行测量。因此需要发展一种新的方法来实时给出多器官生物整体的在体信息。基于NMR的代谢组学(metabonomics)方法可以满足这样的要求。2.Metabonomics在药物毒理学研究中的应用 代谢组学的目的是要扩展和补充由基因组学和蛋白质组学方法得到的对生物异源物质应答的信息。其任务是定量测量生物体对病生理刺激或基因改变的动态多参数代谢反应,是研究药物毒性和基因功能的技术平台。这个概念是根据Nicholson小组近二十年来利用1H NMR技术研究生物体液、细胞和组织中多组分代谢组成的工作而提出的。在这些研究中,还利用了模式识别,专家系统和相关的生物信息学工具。在许多情况下,药物通过与遗传物质直接作用而产生毒性,或通过诱导系统合成与药物代谢有关的酶,从而产生有毒的产物。在这种情况下,用基因组和蛋白质组学方法来评价毒性是有用的。然而,在生物异源物质有可能只在药理学水平上产生作用,因而可能不会影响基因的调节和表达。再者,显著的毒理学效应可能与基因的改变和蛋白质的合成完全不相关。因此,在许多情况下,从基因组和蛋白质组角度考虑到的反应可能不能预测药物毒性。但是,所有的由药物引起的病生理紊乱都会由于直接的化学反应,或通过与控制代谢的酶或核酸相结合而引起内源生化物质在比例、浓度、代谢通量等方面的失调。如果这种变化足够大的话,就会影响整个生物体的功能。生物体液中的代谢物是与细胞和组织中的代谢物处于动态平衡,因此,生物体中由于中毒或代谢损害而引起的细胞功能异常一定会反映在生物体液成分的变化中。要检测血浆、尿液、胆汁等生物基质中的一些具有特殊意义的微量物质,选择合适的分析方法致关重要。高分辨1H NMR波谱就非常适合用来检测生物体液中的成分异常,因为该方法可以同时对所有的代谢物进行定量分析,而且不需要样品前期准备,对任何成分一样灵敏。虽然也可以采用如质谱等其它方法,但对不同成分离子化程度的差别会影响定量和检测的可靠性。NMR方法还可以有效地用来从组织萃取物或细胞悬液中找出异常的代谢物。还可以利用高分辨魔角旋转(HR-MAS)探头来检测完整组织中的代谢物组成。由1H NMR谱检测到的生物体液中的内源性代谢物模式完全依赖于动物体内的毒素的类型。每一种类型的毒物都会在生物体液中产生特征的内源代谢物浓度和模式变化,这种特征给我们提供了毒性作用的机理和毒性位置的信息。右图所示为一系列尿样的1H NMR谱图,是大鼠经不同的毒物处理后得到的。每一张谱图只需几分钟的时间,是非常有效的。可以看出,不同毒素引起的代谢物变化是有特征性的。因为几乎所有的代谢物都有其特征的NMR谱,因而可以作为毒物引起的代谢变化的指纹图谱。利用NMR方法,人们已经成功地发现了许多新的器官特异相关毒性的代谢标记物。作为分析生物化学技术,NMR正是在这种探索性的工作上具有优势。

  • 【原创】生物对环境元素和稳定同位素的选择性及研究实例

    利用现代生物学最新研究成果和研究模式,对生物及其生活环境中的元素和稳定同位素之间存在的对应关系进行总结和分析认为,生物因生理、地化环境、元素形态及其利用原则等内外因子而对其生活环境中的元素和稳定同位素存在不同程度的选择性吸收、利用和富集,具体的选择性利用机制均可以从生物的形态构造直至分子水平上加以解释。当环境中元素、同位素含量发生变化时,生物因其对各元素生态幅和耐受限度的差异而并不完全对环境中化学因子的变化产生一致性的响应,分别表现为时代效应、耐受限度效应和生态幅重叠等效应等。部分生物壳体“第二层”与其围岩碳、氧同位素比值及其变化趋势保持着较好的一致性。上述认识不同程度地在泥盆纪腕足类Rhynchospirifer属和Stringocephalus属为代表的生物壳体“第二层”及其围岩的研究中得到验证。[[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=141288]生物对环境元素和稳定同位素的选择性及研究实例[/url]

  • 蛋白组学----ITRAQ技术简述

    1994年,Marc Wilkins在Siena双向凝胶电泳(two-dimensional electrophoresis,2-DE)会议上最早提出了蛋白质组(proteome)概念,并于1995年7月的Electrophoresis杂志上发表。随着高通量、高灵敏度、高分辨率生物质谱技术的出现,蛋白质组学技术取得飞速发展,人们不再满足于对一个细胞或组织的蛋白质进行定性研究,而是着眼于蛋白质量的研究,于是蛋白质组学概念就被提出,并得到了广泛的应用。蛋白质组学(Proteomics)是蛋白质(protein)与 基因组学(genomics)两个词的组合体,表示“一种基因组所表达的全套蛋白质”,即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。蛋白质组学研究,就是要把一个基因组表达的绝大多数蛋白质或一个复杂的混合体系中绝大多数蛋白质进行精确的定量和鉴定。蛋白质组本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征,包括蛋白质的表达水平,翻译后的修饰,蛋白与蛋白相互作用等,由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生,细胞代谢等过程的整体而全面的认识。蛋白质组学是一门以全面的蛋白质性质研究为基础,在蛋白质水平对疾病机理、细胞模式、功能联系等方面进行探索的科学。目前最新的iTRAQ蛋白定量分析技术在此基础上被提出,并被得到广泛应用。仅仅知道蛋白质的身份并不足以对蛋白质给出最终定论,因为蛋白质的浓度对于实现其在细胞中的功能来说极其重要,一种特殊蛋白质在浓度上的变化,就能预示细胞的突变过程。因此,科学家能够对蛋白质的相对和绝对浓度进行测量,是很重要的事情。过去,科学家通常先进行二维(2D)凝较电泳,切断条带,再用质谱方法测量条带中的蛋白质。可是,这种方法不是很理想:既不是非常敏感,也不是非常精确。新泽西医学及牙科大学的蛋白组学研究中心主任Hong Li说:“当我们开始蛋白组学研究时,就采用2D凝胶技术,但得出的信息量却让大伙很失望,因为许多蛋白质已经改变了自身的代谢过程,如热休克蛋白或者是管家蛋白。”蛋白组学中的方法一直在不断提高。基于高度敏感性和精确性的串联质谱方法,不需要凝胶,就可以获得相对和绝对定量的蛋白质结果。iTRAQ和iCAT是这些新进展中的两大主力,但是,新技术也有不尽如人意的地方,需要不断改进。iTRAQ技术是由美国应用生物系统公司(Applied Biosystems Incorporation,ABI)2004年开发的同位素标记相对和绝对定量(isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ)技术,是一种新的、功能强大的可同时对四种样品进行绝对和相对定量研究的方法,这种方法是建立在iTRAQ试剂的基础上。上海舜百生物公司目前所采用的就是这种iTRAQ技术。该技术的主要特点在于:1. 分离能力强、分析范围广;2. 定性分析结果可靠,可以同时给出每一个组分的分子量和丰富的结构信息;3. MS具备高灵敏度、检测限低;4. 分析时间快,分离效果好;5. 自动化程度高;6. iTRAQ技术不仅可发现胞浆蛋白,还有膜蛋白、核蛋白、胞外蛋白。iTRAQ技术可检测出低丰度蛋白、强碱性蛋白、小于10KD或大于200KD的蛋白。上海舜百生物使用的液相色谱仪的型号是日本岛津公司2D-nano-HPLC,质谱仪型号是美国ABI公司的MALDI-TOF-TOF 4700,标记试剂盒是美国ABI公司的ITRAQ标记试剂盒。舜田生物所采用的iTRAQ试剂是一种小分子同重元素化学物质,包括三部分:一端是报告部分(reporter group ),另一端是肽反应部分(peptide reactive group),中间部分是平衡部分(balance group)。 其中,reporter group:质量为114Da、115 Da、116 Da、117 Da,因此iTRAQ试剂共四种。 peptide reactive group:将reporter group与肽N端及赖氨酸侧链连接,几乎可以标记样本中所有蛋白质。 balance group:质量为31 Da、30 Da、29 Da、28 Da,使得四种iTRAQ试剂分子量均为145 Da,保证iTRAQ标记的同一肽段m/z相同。舜百生物公司iTRAQ的操作程序如下:将蛋白质裂解为肽段,然后用iTRAQ试剂进行差异标记。再将标记的样本相混合,这样就可以对其进行比较。与样本结合后,通常用MudPIT多维蛋白质鉴定技术进行下一步的操作,用2D液相色谱串联质谱进行分析。在质谱分析鉴定特殊肽离子片断结构的基础上,采用美国应用生物系统公司的软件包MASCOT和Protein Pilot对每一个肽段进行鉴定。其具体操作如下图所示: http://img.dxycdn.com/trademd/upload/userfiles/image/2013/11/A1383890263png_small.jpgiTRAQ技术对检测标本也有一定要求。舜百生物要求检测蛋白量最低不少于50 ug,浓度最低不少于5 ug/uL,否则同位素无法标记。而对蛋白提取试剂也要求使用普通的组织、细胞裂解液即可,切忌不要使用二维电泳试剂提取。iTRAQ技术区别与以往二维电泳技术具有更明显的优势,两者比较如下:1. 二维电泳所检测的发生表达变化的蛋白都位于细胞浆内,而iTRAQ可检测到蛋白有胞浆蛋白外,还有线粒体蛋白、膜蛋白和核蛋白。2. 二维电泳观察到的蛋白变化在2倍以上,而用iTRAQ计算出的蛋白变化在1.3-1.6倍之间。3. iTRAQ技术在鉴定大分子和小分子蛋白方面也有优势。4. 二维电泳是通过切断条带,再用质谱方法测量条带中的蛋白质,但该方法既不是非常敏感,也不是非常精确,获取的信息量很少。 而itraq技术是基于高度敏感性和精确性的串联质谱方法,不需要凝胶,就可以获得相对和绝对定量的蛋白质结果。5. iTRAQ可以对任何类型的蛋白质进行鉴定,包括高分子量蛋白质、酸性蛋白质和碱性蛋白质,而二维电泳对这些蛋白质都束手无策。由此,舜百生物得出结论:iTRAQ技术比二维电泳技术能发现更多数量和种类的蛋白,但在比较胞浆蛋白及蛋白量的变化方面,二维电泳技术有一定长处,对iTRAQ的实验结果有互补作用。

  • 奥素科技完成近亿元A轮融资|启动单细胞蛋白组学领域加速键

    1月2日,佛山奥素博新科技有限公司(以下简称奥素科技)宣布完成近亿元A轮融资。本轮融资由鲁信创投领投,老股东启明创投、线性资本、同创伟业等持续加码,凯乘资本(WinX Capital)担任财务顾问。本轮融资后,奥素科技将进一步加速在单细胞蛋白组学领域的商业化推广,提供差异化的产品和服务,填补实验室样本预处理、功能发现及验证等需求的空白,力争将中国制造的先进生命科学仪器推向全球市场。奥素科技成立于2021年,具有全球领先的有源数字微流控液滴操控平台,在两年多时间内已连续获得四轮融资,股东包括诸多顶级VC及知名产业投资人。公司推出的第一款商业化产品Boxmini? SCP,是全球首款全流程微流控片上单细胞蛋白组学样本前处理工具,高效协助用户实现高通量、快速、精确的微量样本控制,一站式完成复杂的单细胞蛋白质样本前处理工作,且对无标记和TMT标记处理方案均可适配,产品推出后备受市场关注。[img=图片]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/ea05f042-359a-4e3c-a6db-2edf2fa796f0.jpg[/img]对于本次融资,[b]奥素科技创始人兼CEO马汉彬博士[/b]表示:“将消费电子半导体技术引入到生命科学领域,奥素团队已经完成了0到1的积累:特别是在单细胞蛋白质组学样本前处理应用场景,我们通过有源数字微流控微芯片上纳升样本精准操控及全流程集成能力,获得了海内外多位头部PI的认可并产生了对整个领域有促进意义的实验结果;在单细胞多组学、微生物及合成生物学等其他领域,奥素也将与不同的下游伙伴携手前行,加速新产品的开发及商业化落地。我们将在新老股东的支持下,利用产品技术优势,迅速开拓海内外市场,以单细胞蛋白质组学产品为突破点,通过开放式数字微流控共享平台打造半导体技术的生物芯片生态,让生命科学实验室及医疗检验自动化快速迈入消费电子时代。”此前,在仪器信息网[url=https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icca2023][font=arial][color=#000000]第六届细胞分析网络大会(iCCA2023)的【单细胞分析技术】专题会场中,[/color][/font][/url][url=https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icca2023]马汉彬[/url]研究员分享《[url=https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icca2023][font=arial][color=#c00000] [/color][/font][color=#c00000]基于有源数字微流控的单细胞分选和操控系统[/color][/url]》的主题报告。[url=https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icca2023][i](详情点击)[/i][/url][align=center][url=https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icca2023][img=,200,200]https://img1.17img.cn/17img/images/202308/uepic/34781884-5a9f-4e5a-b5df-03783a77c663.jpg[/img][/url][/align][align=center][url=https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icca2023]马汉彬 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 研究员[/url][/align]马汉彬研究员课题组也在2023年成功研发出了一套基于大面积薄膜晶体管开关阵列的有源数字微流控平台,在Analytical Chemistry发表并被选为当期的封面论文。[url=https://www.instrument.com.cn/news/20230817/680090.shtml][i](详情点击)[/i][/url][align=center][img=7872d6238fc05517bb5f145142a71dee_7b4ffe77-43f0-48a2-886a-b31b248d32ca.jpg,350,465]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/e362de5d-8580-4bc7-baf3-7272a8a7d52c.jpg[/img][/align]本轮领投方,[b]鲁信创投副总经理邱方[/b]表示:“鲁信创投作为国有控股的专业创投机构,一贯秉持以创业投资形式,支持我国自主的研究平台、仪器设备成果应用转化,将实现我国高水平科技自立自强的任务放在首位。奥素科技掌握有源数字微流控的核心底层技术,有潜力将实验室自动化推进到一个全新的局面,形成新的研究平台。公司推出的单细胞蛋白组学产品,为单细胞多组学等前沿研究提供先进工具,在包括鲁信已投企业在内的下游客户中引起强烈关注,体现出国产科学仪器的高水平自立自强,即将迎来新的局面。鲁信创投将支持奥素科技,打好科学仪器设备国产化攻坚战。”[b]启明创投合伙人陈侃[/b]表示:“启明创投作为上轮领投方,已连续两轮增资奥素科技。公司凭借强大的研发能力和优秀的执行力,快速的推出了单细胞领域的尖刀产品,面向一片蓝海市场。我们对公司未来充满信心,继续助力公司海外市场的商业化,期待奥素科技将“中国智造”先进科学仪器推向世界。”[b]线性资本董事总经理郑灿[/b]表示:“线性资本作为天使轮领投方,坚定认为投资要找到正确的人。我们亲眼见证了马汉彬博士从一名科研工作者向现代企业家的转变。马汉彬博士的为人、科学素养、前沿视野和企业家精神令我们印象深刻。在他带领下,公司首先推出了具有划时代意义的单细胞蛋白质组学解决方案,为全球蛋白组学领域研究再填一把火。我们本轮继续增持,推动奥素科技向先进科学仪器标杆企业迈进。”[b]同创伟业北京医药基金合伙人郗砚彬[/b]表示:“我们始终认为,奥素科技的数字微流控芯片系统,有望成为下一代生命科学微反应器的关键载体,持续为科学研究、医药工业等提供创新解决方案。公司的单细胞蛋白组学产品,将蛋白组学研究推进到了切实可行的单细胞颗粒度,使客户能够不再受工具所限,以全新的角度验证所知和探索未知。我们本轮继续增持,期待奥素科技能够让先进技术在应用层面全面开花。”[b]凯乘资本创始合伙人邹国文[/b]表示:“凯乘资本很荣幸连续第三轮担任奥素科技融资的财务顾问,见证了奥素从初创、一路飞速发展及商业化;作为数字微流控行业头部企业,奥素能够穿越市场周期,在不到三年的时间连续获得四轮融资,充分体现了资本端对公司的高度认可。期待奥素在下游领域的进一步拓展,成为世界领先的生命科学工具企业。”[b]关于鲁信创投:[/b]鲁信创投是山东省鲁信投资控股集团有限公司控股的省内最大、国内具有重要影响力的专业创投机构,是国内资本市场首家上市的创投机构(股票代码:600783.SH)。成立20余年以来,管理运作各类基金已达40余只,基金规模约200亿元,覆盖医疗健康、军民融合、先进制造、电子信息、新能源、新材料等细分产业,境内外上市公司40余家,在医疗健康领域先后投资了思路迪、硅基仿生、中科新生命、爱博泰克、唯迈医疗、美东汇成、英赛斯、荣昌生物等一批优秀企业。[来源:仪器信息网] 未经授权不得转载[align=right][/align]

  • 药物基因组学的应用前景

    药物基因组学是上世纪九十年代末发展起来,基于药理学和基因组学,将传统的药物科学与基因、蛋白、单核苷酸多态性等知识结合起来的一门科学。正因为药物基因组学是研究基因序列变异及其对药物不同反应的科学,所以它是研究高效、特效药物的重要途径,通过它为患者或者特定人群寻找合适的药物,药物基因组学强调个体化;因人制宜,有重要的理论意义和广阔的应用前景。一、促进新药研发 由于药物基因组学规模大、手段强、系统性强,开辟了医药工业研究的新领域,可以直接加速新药的发现。首先药品制造商不仅把注意力放在可能引起疾病的基因上,而且对药物效应基因产生了兴趣,这些药物效应基因为新药研究提供依据。由于新一代遗传标记物的大规模发现,以及将其迅速应用于群体,流行病遗传学也可以大大推进多基因遗传病和常见病机理的基础研究。还可以帮助制药厂商在一些与基因和疾病相关的蛋白质、酶和RNA分子等基础上开发新药,这样不仅促进了药物的发现,还有利于开发出针对某一特定疾病的药物,从而增强疗效,并减少对健康细胞的损伤。对于每一个药物来说大约都有10-40%的人没有疗效,又百分之几的或更多的人有副作用。如果制药公司利用药物基因组学理论可以实现预见结果或筛选人群的话,可以大大增加新药的通过率,也可以对未通过药检的新药重新估价,这些药物中一个经常引用的例子是第一个非典型性抗精神活性药氯氮平(clozapine),在氯氮平的使用过程中,由于1%的病人服药后出现严重的粒细胞缺乏症,因而只有当其它药物使用后无效才使用。但是在粒细胞缺乏症的药物效应基因被确定后,极大地改善了氯氮平的使用,除极少数敏感的病人不能服用此药外,对于99%的病人来说,这一药物是一线治疗药物。在新药的临床试验研究中,如果事先知道人群可能对药物反应的话,如代谢酶的基因型,可以减少参试人群,试验的时间表也可以大大缩短。对药物有效或毒性变异的预测试验中,可用于筛选病人。经过药物效应基因突变筛选的受试者,可以加强临床试验的统计学意义,可以用更少的病例数达到所需的统计学意义,这样可以大大节约时间和费用。 二、用药个体化合理用药的核心是个体化用药。药物基因组学通过对患者的基因检测,如对一些疾病相关基因的单核苷酸多态性(SNP)检测,进而对特定药物具敏感性或抵抗性的患病人群的SNP差异检测,指导临床开出适合每个个体的“基因处方”,使患者既能获得最佳治疗效果,又能避免药物不良反应,真正达到“用药个体化”的目的。 医生在疾病的首次治疗过程中,往往需要临床实验来确定适合病人的药物,而药物基因组学则可以通过分析病人的遗传组成来确定最合理的治疗药物。这样就免去了先期用于药物选择的临床过程及由此带来的可能的副作用,并缩短了病热的康复期。更准确的用药剂量 通过基因组分析可以判断药物在体内的作用效果及代谢时间,并以此来确定不同个体的用药剂量,对比依据体重和年龄的方法,其具有更好的治疗效果,降低了过量服药的可能性。一些临床上经常出现的现象,例如两患者诊断相同、一般症状相同、血药浓度相同,但疗效却大相径庭,这些用传统的药代动力学原理是无法解释的。这时应考虑到与药物作用相关的位点(如受体等)是否发生了变异?是什么水平的变异?药物作用的位点的变异可能发生在基因水平,也可能发生在转录、翻译等水平,基因水平的变异相对比较容易鉴定,研究也表明基因的变异与药物效应的差异是更具相关性。研究基因突变与药效关系的药物基因组学正是适应了这一要求,因此药物基因组学在临床合理用药中的应用前景是非常之好的。将基因功能学用于合理用药,利用药物基因组学的技术和方法增加药物的有效性和安全性,减少不良反应,实现个体化、可预测及可预防的医疗,这就称之为临床药物基因组学。药物基因组学应用到合理用药中,弥补了只根据血药浓度进行个体化给药的不足,惟以前无法解释的药效学现象找到了答案,为临床个体化给药开辟了一个新的途径。这样药物基因组学原理为特定人群设计最为有效的药物,不仅提高了药效,缩短了病程,而且减少了毒副反应和成本,真正达到了“物美价廉”的要求。目前,已经有人将药物基因组学知识应用于高血压、哮喘、高血脂、内分泌、肿瘤等的药物治疗中。如原发性高血压是多因素诱发的疾病,对于许多患者,高血压药物的不同药效和耐受性与遗传变异有关。Ferrari发现,一种细胞骨骼蛋白(cytoskeletalprotein)、内收蛋白(adducin)的基因多态性与高血压的发病、对钠敏感性以及对利尿剂的效果相关。因此在抗高血压治疗需要用利尿剂时,可以对患者预先进行基因检测,以确定是否选择使用此药。通过对β2肾上腺素受体的基因多态性及其对β2肾上腺素受体激动剂的敏感性关系的研究,发现β2肾上腺素受体的基因多态性影响β2肾上腺素受体激动剂福莫特罗(formoterol)的脱敏效果,β2肾上腺素受体激动剂改善肺通气的作用对Gly纯合子个体明显比Arg纯合子个体要强,杂合子个体介于两者之间。 载脂蛋白E(APOE)的基因多态性,影响绝经后妇女用雌激素替代疗法(ERT)时的血脂和脂蛋白的浓度。人群中的APOE有3个等位基因:E2、E3、E4,ERT能使具有E2型基因的妇女血中总胆固醇含量大大高于E3、E4型。提示医生在绝经期妇女中使用ERT时,可事先检测患者的APOE基因,对具有E2型基因的妇女在治疗过程中密切监测甘油三酯浓度。如此,通过对不同个体的药物代谢相关酶、转运因子、药物作用靶点的基因多态性的研究,对突变的等位基因进行分离和克隆,在分子诊断水平上建立以聚合酶链反应(PCR)为基础的基因型分析方法,在治疗患者各种疾病前检测其基因型,更精确地选择适当的治疗药物和合适的剂量以减少不良反应的发生,对患者的治疗具有很大的意义。 随着基因分析技术的飞速发展,越来越多的药物效应的个体差异与基因多态性的关系被阐明,药物基因组学将更广泛地指导和优化临床用药。

  • 【分享】代谢组学研究简介

    代谢组学研究代谢组学(metabonomics/metabolomics)是继基因组学和蛋白质组学之后新近发展起来的一门学科,对生物体内所有代谢物进行定量分析,并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系的研究方式,是系统生物学的组成部分。基因组学和蛋白质组学分别从基因和蛋白质层面探寻生命的活动,而实际上细胞内许多生命活动是发生在代谢物层面的,如细胞信号释放(cell signaling),能量传递,细胞间通信等都是受代谢物调控的。代谢组学正是研究代谢组(metabolome)——在某一时刻细胞内所有代谢物的集合——的一门学科。其研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子物质。先进分析检测技术结合模式识别和专家系统等计算分析方法是代谢组学研究的基本方法。化学分析技术中最常用的是^1H核磁共振(^1HNMR)以及色谱(毛细管电泳)-质谱联用(X—MS)。代谢组学属于全局系统生物学(Global systems biology)研究方法,便于对复杂体系的整体进行认识.譬如,一个正常工作的人体包括“人体”本身和与之共同进化而来且共生的消化道微生物群体(或称菌群),孤立地研究“人体”本身的基因,转录子以及蛋白质当然可以为人们认识人体生物学提供重要信息,但无法提供使人体正常工作不可缺少的菌群的信息.人体血液和尿液的代谢组却携带着包括菌群在内的每一个细胞的信息,因此代谢组学方法对研究如人体这样复杂的进化杂合体十分有效.早在20世纪60年代,代谢物组学的核心技术——核磁共振技术(NMR),就已经被应用到代谢研究中。但直到20世纪90年代,随着模式识别分析技术的发展,代谢谱的定量分析才得以实现,并应用于药物和基因功能的研究。利用代谢物组学研究药物对整体的作用主要依赖于多参数检测外源物质攻击所导致的机体新陈代谢改变。这种方法也适合研究基因突变和转基因所产生的代谢改变以及疾病诊断和疗效评价。在药物发现阶段,它可以进行体内毒性研究、先导药物的筛选和目标化合物的优化及体内动物模型的药效筛选。在药物开发阶段,它可以在临床前安全性评价方面进行生物标志物的发现和毒性机制的研究,从而可有效地利用动物模型研究人类疾病的治疗,发现与临床安全性和有效性有关的生物标志物。代谢组学已经广泛地应用到了包括药物研发,分子生理学,分子病理学,基因功能组学,营养学,环境科学等重要领域.在代谢组学诞生的过去6年里,有关代谢组学的研究论文和专利以指数的形式逐年增长.可以预见,这门新兴学科将应用到更为广泛的领域.

  • 煤的元素分析

    1.碳和氢 碳是煤中最重要的组成元素.碳含量(Cr)随煤化程度的升高而增加.泥炭的Cr为50~60% 褐煤为60~77% 烟煤为74~92% 无烟煤为90~98%.在煤化程度相同的煤中,丝质组的Cr最高,镜质组次之,稳定组最低.氢中煤中第二个重要的组成元素.腐泥煤的氢含量(HR)比腐植煤高,一般在6%以上,有时达11%,这是由于形成腐泥煤的低等生物富含氢.在腐植煤中,稳定组的HR最高,镜质组次之,丝质组最低.随煤化程度升高,它们的HR均逐渐减少. 2.氮 煤中的氮,主要是由成煤植物中的蛋白质转化而来.人们认为煤中的氮通常都是有机氮,其中有一些是杂环形的. 煤中的NR通常约为0.8~1.8%,但也随煤公程度的升高而略有下降.我国弱粘结煤和不粘结烟煤的NR多低于1%,可能是在泥炭化阶段受到不同程度的氧化作用,成煤植物中的蛋白质氧化分解,故NR普遍较低. 3.氧 氧是煤中主要元素之一,氧在煤中存在的总量和形态直接影响着煤的性质.

  • 蛋白质组,蛋白质组学及研究技术路线

    基因组(genome)包含的遗传信息经转录产生mRNA,一个细胞在特定生理或病理状态下表达的所有种类的mRNA称为转录子组(transcriptome)。很显然,不同细胞在不同生理或病理状态下转录子组包含的mRNA的种类不尽相同。mRNA经翻译产生蛋白质,一个细胞在特定生理或病理状态下表达的所有种类的蛋白质称为蛋白质组(proteome)。同理,不同细胞在不同生理或病理状态下所表达的蛋白质的种类也不尽相同。蛋白质是基因功能的实施者,因此对蛋白质结构,定位和蛋白质-蛋白质相互作用的研究将为阐明生命现象的本质提供直接的基础。生命科学是实验科学,因此生命科学的发展极大地依赖于实验技术的发展。以DNA序列分析技术为核心的基因组研究技术推动了基因组研究的日新月异,而以基因芯片技术为代表的基因表达研究技术为科学家了解基因表达规律立下汗马功劳。在蛋白质组研究中,二维电泳和质谱技术的黄金组合又为科学家掌握蛋白质表达规律再铸辉煌。蛋白质组学(proteomics)就是指研究蛋白质组的技术及这些研究得到的结果。蛋白质组学的研究试图比较细胞在不同生理或病理条件下蛋白质表达的异同,对相关蛋白质进行分类和鉴定。更重要的是蛋白质组学的研究要分析蛋白质间相互作用和蛋白质的功能。蛋白质组学的研究内容包括:1.蛋白质鉴定:可以利用一维电泳和二维电泳并结合Western等技术,利用蛋白质芯片和抗体芯片及免疫共沉淀等技术对蛋白质进行鉴定研究。2.翻译后修饰:很多mRNA表达产生的蛋白质要经历翻译后修饰如磷酸化,糖基化,酶原激活等。翻译后修饰是蛋白质调节功能的重要方式,因此对蛋白质翻译后修饰的研究对阐明蛋白质的功能具有重要作用。3.蛋白质功能确定:如分析酶活性和确定酶底物,细胞因子的生物分析/配基-受体结合分析。可以利用基因敲除和反义技术分析基因表达产物-蛋白质的功能。另外对蛋白质表达出来后在细胞内的定位研究也在一定程度上有助于蛋白质功能的了解。Clontech的荧光蛋白表达系统就是研究蛋白质在细胞内定位的一个很好的工具。4.对人类而言,蛋白质组学的研究最终要服务于人类的健康,主要指促进分子医学的发展。如寻找药物的靶分子。很多药物本身就是蛋白质,而很多药物的靶分子也是蛋白质。药物也可以干预蛋白质-蛋白质相互作用。在基础医学和疾病机理研究中,了解人不同发育、生长期和不同生理、病理条件下及不同细胞类型的基因表达的特点具有特别重要的意义。这些研究可能找到直接与特定生理或病理状态相关的分子,进一步为设计作用于特定靶分子的药物奠定基础。不同发育、生长期和不同生理、病理条件下不同的细胞类型的基因表达是不一致的,因此对蛋白质表达的研究应该精确到细胞甚至亚细胞水平。可以利用免疫组织化学技术达到这个目的,但该技术的致命缺点是通量低。LCM技术可以精确地从组织切片中取出研究者感兴趣的细胞类型,因此LCM技术实际上是一种原位技术。取出的细胞用于蛋白质样品的制备,结合抗体芯片或二维电泳-质谱的技术路线,可以对蛋白质的表达进行原位的高通量的研究。很多研究采用匀浆组织制备蛋白质样品的技术路线,其研究结论值得怀疑,因为组织匀浆后不同细胞类型的蛋白质混杂在一起,最后得到的研究数据根本无法解释蛋白质在每类细胞中的表达情况。虽然培养细胞可以得到单一类型细胞,但体外培养的细胞很难模拟体内细胞的环境,因此这样研究得出的结论也很难用于解释在体实际情况。因此在研究中首先应该将不同细胞类型分离,分离出来的不同类型细胞可以用于基因表达研究,包括mRNA和蛋白质的表达。LCM技术获得的细胞可以用于蛋白质样品的制备。可以根据需要制备总蛋白,或膜蛋白,或核蛋白等,也可以富集糖蛋白,或通过去除白蛋白来减少蛋白质类型的复杂程度。相关试剂盒均有厂商提供。蛋白质样品中的不同类型的蛋白质可以通过二维电泳进行分离。二维电泳可以将不同种类的蛋白质按照等电点和分子量差异进行高分辨率的分离。成功的二维电泳可以将2000到3000种蛋白质进行分离。电泳后对胶进行高灵敏度的染色如银染和荧光染色。如果是比较两种样品之间蛋白质表达的异同,可以在同样条件下分别制备二者的蛋白质样品,然后在同样条件下进行二维电泳,染色后比较两块胶。也可以将二者的蛋白质样品分别用不同的荧光染料标记,然后两种蛋白质样品在一块胶上进行二维电泳的分离,最后通过荧光扫描技术分析结果。胶染色后可以利用凝胶图象分析系统成像,然后通过分析软件对蛋白质点进行定量分析,并且对感兴趣的蛋白质点进行定位。通过专门的蛋白质点切割系统,可以将蛋白质点所在的胶区域进行精确切割。接着对胶中蛋白质进行酶切消化,酶切后的消化物经脱盐/浓缩处理后就可以通过点样系统将蛋白质点样到特定的材料的表面(MALDI-TOF)。最后这些蛋白质就可以在质谱系统中进行分析,从而得到蛋白质的定性数据;这些数据可以用于构建数据库或和已有的数据库进行比较分析。实际上像人类的血浆,尿液,脑脊液,乳腺,心脏,膀胱癌和磷状细胞癌及多种病原微生物的蛋白质样品的二维电泳数据库已经建立起来,研究者可以登录www.expasy.ch/www/tools.html等网站进行查询,并和自己的同类研究进行对比分析。Genomic Solution可以为研究者提供除质谱外的所有蛋白质组学研究工具,包括二维电泳系统,成像系统及分析软件,胶切割系统,蛋白质消化浓缩工作站,点样工作站等;同时还可以提供相关试剂和消耗品。LCM-二维电泳-质谱的技术路线是典型的一条蛋白质组学研究的技术路线,除此以外,LCM-抗体芯片也是一条重要的蛋白质组学研究的技术路线。即通过LCM技术获得感兴趣的细胞类型,制备细胞蛋白质样品,蛋白质经荧光染料标记后和抗体芯片杂交,从而可以比较两种样品蛋白质表达的异同。Clontech最近开发了一张抗体芯片,可以对378种膜蛋白和胞浆蛋白进行分析。该芯片同时配合了抗体芯片的全部操作过程的重要试剂,包括蛋白质制备试剂,蛋白质的荧光染料标记试剂,标记体系的纯化试剂,杂交试剂等。对于蛋白质相互作用的研究,酵母双杂交和噬菌体展示技术无疑是很好的研究方法。Clontech开发的酵母双杂交系统和NEB公司开发的噬菌体展示技术可供研究者选用。关于蛋白质组的研究,也可以将蛋白质组的部分或全部种类的蛋白质制作成蛋白质芯片,这样的蛋白质芯片可以用于蛋白质相互作用研究,蛋白表达研究和小分子蛋白结合研究。Science,Vol.293,Issue 5537,2101-2105,September 14,2001发表了一篇关于酵母蛋白质组芯片的论文。该文主要研究内容为:将酵母的5800个ORF表达成蛋白质并进行纯化点样制作芯片,然后用该芯片筛选钙调素和磷脂分子的相互作用分子。最后有必要指出的是,传统的蛋白质研究注重研究单一蛋白质,而蛋白质组学注重研究参与特定生理或病理状态的所有的蛋白质种类及其与周围环境(分子)的关系。因此蛋白质组学的研究通常是高通量的。适应这个要求,蛋白质组学相关研究工具通常都是高度自动化的系统,通量高而速度快,配合相应分析软件和数据库,研究者可以在最短的时间内处理最多的数据。

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