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蛋白质药物

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  • 南京大学解决蛋白质药物生产中“沉淀物”难题

    生物药物有望价廉物美南京大学解决蛋白质药物生产中“沉淀物”难题2013年01月28日 来源: 中国科技网 中国科技网讯(记者张晔 通讯员张文江)在1月18日揭晓的2012年度国家科技奖获奖项目中,南京大学生命科学学院教授华子春课题组以《微生物基因工程可溶性表达及产物后加工新技术》荣获2012年度国家技术发明二等奖。这一成果较好解决了用细菌生产蛋白质药物时的包涵体难题,从而让生物药物的生产能够价廉物美。 华子春教授告诉记者,药物一般分三种:生物药物、化学药物和天然或传统药物。化学药物主要是靠人工合成,天然或传统药物靠自然生长和提取,而生物药物主要利用生物细胞、采用基因工程技术生产。出现于上世纪70年代的基因工程技术就是用别的生物的细胞生产人的蛋白质药物,但蛋白质药物最大的特点就是严格依赖于空间结构,例如,一般应在冰箱储存的胰岛素如果被长时间在室温放置后,尽管其组成无改变,但是分子空间结构(即折叠状态)会发生改变,从而直接导致胰岛素失去活性、使药物失效。 用细菌生产蛋白质药物是生物技术对人类的一大贡献。但是长期以来,在细菌生产蛋白质药物的过程中常常会产生“沉淀物”,这在学术上被称作“包涵体”。包涵体的产生,严重影响了蛋白质药物的活性。面对这一世界性难题,国内外同行一般采用两种方法:一种是采用将包涵体复性的技术路线,即在生产过程中让没有活性的蛋白质恢复活性,这种方法使得生产时间增加、工艺复杂、同时增加生产成本;另一种是选用高等生物细胞进行生产的替代 办法,绕开包涵体的难题,这样做的结果是导致药物的生产时间和生产成本大幅增加。 华子春课题组历时19年,较好解决了细菌生产蛋白质药物时易形成“包涵体”难题,利用这一技术方法可以显著减少包涵体的产生,使得原先在细菌里不能溶解的蛋白质变成可溶解的蛋白质药物。这一方法不仅工艺简便,而且让蛋白质药物成本大幅下降。 在研究中,华子春课题组从理论着手,首先深入研究蛋白质在细菌中合成时折叠过程及规律。在此基础上,华子春课题组通过在多个环节、利用多种手段调控蛋白质折叠,有效解决了包涵体难题。在研究过程中,华子春课题组把握了两个关键环节:一是在生产环节,既要让药物产量高,又不形成包涵体,同时还兼顾后续的分离纯化工艺;二是在制备环节,优化了纯化工艺,研制出成本低、效率高的纯化工具。 立足基础研究、注重实际应用,这是华子春课题组一贯坚持的研究理念。正是因为如此,他们的成果广受企业欢迎。例如,从2006年开始,常州千红药业通过与华子春团队合作,实现了两个创新药物的顺利转化,因此先后获得了3项国家新药创制重大专项,“常州千红国际生物医药创新药物孵化基地” 获得国家科技部立项,该企业已从传统生化制药企业成功转型为现代生物制药企业,并于2011年上市。 《科技日报》(2013-01-28 七版)

  • 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。

  • 蛋白质检测仪有什么作用

    云唐蛋白质检测仪是一种用于测定食品、生物样品等中蛋白质含量的仪器设备。它在食品科学、生物学、医学和生化等领域具有重要作用,以下是其主要作用:  食品质量控制: 在食品工业中,蛋白质是食品的主要组分之一,其含量影响着食品的口感、质地、营养价值等。蛋白质检测仪可以用于监测食品样品中的蛋白质含量,确保产品的质量稳定性和一致性。  生物学研究: 在生物学研究中,蛋白质是细胞功能和结构的重要组成部分。蛋白质检测仪可以帮助研究人员测定生物样品(如细胞提取物、血清等)中蛋白质含量,从而深入了解细胞的生物学特性和疾病机制。  医学诊断: 在临床医学中,某些疾病的发展可能会导致血清蛋白质含量的改变。蛋白质检测仪可以用于测定血液和尿液中的蛋白质含量,帮助医生进行疾病诊断和监测。  药物研发: 药物研发过程中,蛋白质的定量分析是评估药物效果的重要环节。蛋白质检测仪可以用于分析药物与蛋白质的相互作用,评估药物对蛋白质的影响。  生化实验: 在生化实验室中,蛋白质检测仪常用于定量测定蛋白质样品,用于分析实验数据和评估实验结果的可靠性。  环境监测: 在环境科学领域,蛋白质检测仪可以用于监测水体、土壤等环境中蛋白质的含量,从而评估环境质量。

  • 【热点】蛋白质组学研究

    人类基因组计划的顺利实施,使生命科学研究的重心正逐渐转到生物功能的整体研究。基因组学由于自身的局限性,它不能回答诸如:蛋白质的表达水平和表达时间,翻译后修饰以及蛋白质与蛋白质或与其他生物分子的相互作用等问题。作为基因研究的重要补充,蛋白质组学在蛋白质的水平上定量的、动态的、整体的研究生物体。蛋白质组(Proteome)概念是最早是由澳大利亚学者Wilkins和Williams于1994年提出的,即基因所能表达的全部蛋白质,更为清楚的表达是细胞或组织或机体在特定时间和空间上表达的所有蛋白质。具体说它是对不同时间和空间上发挥功能的特定的蛋白质组群进行研究,进而在蛋白质的水平上探索其作模式、功能机理、调节调控以及蛋白质组群内的相互作用,从而为临床诊断、病理研究、药物筛选、新药开发、新陈代谢途径研究等提供理论依据和基础。 详情请见:[url=http://www.instrument.com.cn/hot/HA_56.htm]热点应用:蛋白质组学研究[/url]

  • 【热点】蛋白质组学研究

    人类基因组计划的顺利实施,使生命科学研究的重心正逐渐转到生物功能的整体研究。基因组学由于自身的局限性,它不能回答诸如:蛋白质的表达水平和表达时间,翻译后修饰以及蛋白质与蛋白质或与其他生物分子的相互作用等问题。作为基因研究的重要补充,蛋白质组学在蛋白质的水平上定量的、动态的、整体的研究生物体。蛋白质组(Proteome)概念是最早是由澳大利亚学者Wilkins和Williams于1994年提出的,即基因所能表达的全部蛋白质,更为清楚的表达是细胞或组织或机体在特定时间和空间上表达的所有蛋白质。具体说它是对不同时间和空间上发挥功能的特定的蛋白质组群进行研究,进而在蛋白质的水平上探索其作模式、功能机理、调节调控以及蛋白质组群内的相互作用,从而为临床诊断、病理研究、药物筛选、新药开发、新陈代谢途径研究等提供理论依据和基础。 详情请见:[url=http://www.instrument.com.cn/hot/HA_56.htm]热点应用:蛋白质组学研究[/url]

  • 深入解析蛋白质纯化系统的原理与应用

    [font=宋体]蛋白质纯化系统是一种用于从混合物中纯化目标蛋白的设备和方法。它结合了多种技术和步骤,可以有效地分离和纯化蛋白质,提供高纯度和高活性的目标蛋白。蛋白质纯化系统是实现蛋白质纯化的关键装置,它结合了各种分离、富集和纯化方法,帮助科研工作者实现蛋白质的高纯度提取。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体][b]蛋白质纯化系统的基本原理[/b][/font][font=宋体]蛋白质纯化系统主要依据蛋白质的特性利用不同的物理化学方法进行分离和纯化。下面将介绍几种常见的蛋白质纯化系统的基本原理。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]①[url=https://cn.sinobiological.com/resource/protein-review/protein-purification-by-ac][b]亲和层析[/b][/url][/font][/font][font=宋体]亲和层析是一种基于蛋白质的特异性与配体的亲和性相互作用来实现分离和纯化的方法。在亲和层析过程中,蛋白质溶液通过填充有配体的柱子,与配体结合形成复合物,而非特异性结合的其他组分被洗脱。最后,通过改变条件来破坏蛋白质与配体的结合,从而使得目标蛋白质得以纯化。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]②凝胶过滤层析[/font][font=宋体]凝胶过滤层析是一种基于蛋白质大小差异来进行分离的方法。在凝胶过滤层析中,待纯化的蛋白质溶液通过一系列的凝胶层析柱,大分子的蛋白质不能进入凝胶颗粒的内部,而小分子的蛋白质则可以进入凝胶颗粒内部。通过调整凝胶的孔径,可以实现对目标蛋白质的选择性分离和纯化。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体][font=宋体]③[url=https://cn.sinobiological.com/resource/protein-review/protein-purification-by-iec][b]离子交换层析[/b][/url][/font][/font][font=宋体][font=宋体]离子交换层析是一种基于蛋白质与固定在柱子上的离子交换基的电荷相互作用来实现分离和纯化的方法。在离子交换层析中,蛋白质溶液通过带有离子交换基的柱子,与柱子上的离子交换基之间发生相互作用。通过改变溶液的离子浓度和[/font][font=Calibri]pH[/font][font=宋体]值,可以实现对蛋白质的选择性吸附和洗脱。[/font][/font][font=宋体] [/font][font=宋体]④逆流层析[/font][font=宋体]逆流层析是一种基于分子质量和电荷差异来实现蛋白质分离和纯化的方法。在逆流层析中,蛋白质溶液通过填充有逆流层析介质的柱子,溶液在反向流动的情况下通过层析柱。由于不同蛋白质之间的分子质量和电荷差异,它们在逆流层析介质中的移动速度不同,从而实现对蛋白质的分离和纯化。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体][b]蛋白质纯化系统的应用[/b][/font][font=宋体]蛋白质纯化系统在生物医药领域有着广泛的应用,下面将介绍几个常见的应用场景。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]①药物研发[/font][font=宋体]蛋白质纯化系统在药物研发中起到了非常重要的作用。通过蛋白质纯化系统,科研人员可以从复杂的生物样品中高效纯化出目标蛋白质,为药物研发提供了可靠的原料和工具。蛋白质纯化系统不仅可以提高药物研发的效率,还可以确保药物的纯度和质量,从而提高药物的疗效和安全性。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]②生物学研究[/font][font=宋体]在生物学研究中,蛋白质纯化系统被广泛应用于蛋白质相互作用研究、蛋白质结构解析和功能分析等方面。通过蛋白质纯化系统,科研人员可以从不同的细胞和组织中提取目标蛋白质,进一步研究它们之间的相互关系和作用机制。蛋白质纯化系统还可以用于蛋白质结构解析,帮助科学家揭示蛋白质的三维结构以及其功能。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体]③临床诊断[/font][font=宋体]蛋白质纯化系统在临床诊断中也起到了重要的作用。通过蛋白质纯化系统,医生可以从患者的生物样本中纯化出特定的蛋白质标志物,用于疾病早期诊断、病情监测和治疗评估等方面。蛋白质纯化系统在临床诊断中的应用可以帮助医生及早发现疾病,提高诊断的准确性和效率。[/font][font=宋体] [/font][font=宋体] [/font][font=宋体]蛋白质纯化系统是实现蛋白质纯化的重要装置,它结合了多种分离、富集和纯化方法,帮助科研人员高效地提取目标蛋白质。蛋白质纯化系统的应用广泛,不仅在药物研发、生物学研究和临床诊断等领域发挥重要作用,还为科学家揭开蛋白质的结构和功能提供了有力的支持。通过不断的技术创新和优化,蛋白质纯化系统将更好地满足科研和临床的需求,推动生物医药领域的发展。[/font][font=Calibri] [/font]

  • 【讨论】蛋白质折叠病

    蛋白质折叠病 ▲许多疾病,如阿兹海默症(Alzheimer's),疯牛病(Mad Cow, BSE),可传播性海绵状脑病(CJD),肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS),还有帕金森氏症(Parkinson's)等正是由于一些细胞内的重要蛋白发生突变,导致蛋白质聚沉或错误折叠而造成的。因此,深入了解蛋白质折叠与错误折叠的关系对于这些疾病的致病机制的阐明以及治疗方法的寻找将大有帮助。 ▲基因组序列的发展使我们得到了大量的蛋白质序列,结构信息的获得对于揭示它们的生物学功能是十分重要的。依靠现有手段(X-ray晶体衍射、NMR及电镜)测定蛋白质的结构需要较长的时间,因此结构解析的步伐已落后于发现新蛋白的步伐。而结构预测的方法虽然速度较快,但可靠性并不高,只有当我们对于维持蛋白质结构,驱动蛋白质折叠的理化因素更为了解,这一方法才可能有根本的改进。另外,我们对于蛋白质相互作用、配体与蛋白质的作用等结构与功能关系的研究也有赖于蛋白质折叠机制的阐明。【蛋白质折叠与“折叠病” 】 人们对由于基因突变造成蛋白质分子中仅仅一个氨基酸残基的变化就引起疾病的情况已有所了解,即所谓“分子病”,如地中海镰刀状红血球贫血症就是因为血红蛋白分子中第六位的谷氨酸突变成了颉氨酸。现在则发现蛋白质分子的氨基酸序列没有改变,只是其结构或者说构象有所改变也能引起疾病,那就是所谓“构象病”,或称“折叠病”。 大家都知道的疯牛病,它是由一种称为Prion的蛋白质的感染引起的,这种蛋白质也可以感染人而引起神经系统疾病。在正常机体中,Prion是正常神经活动所需要的蛋白质,而致病Prion与正常Prion的一级结构完全相同,只是空间结构不同。这一疾病的研究涉及到许多生物学的基本问题。一级结构完全相同的蛋白质为什么会有不同的空间结构,这与Anfinsen原理是否矛盾?显然这里有蛋白质的能量和稳定性问题。 从来认为蛋白结构的变化来自于序列的变化,而序列的变化来自于基因的变化,生命信息从核酸传递到蛋白。而致病Prion的信息已被诺贝尔奖获得者普鲁辛纳证明不是来自基因的变化,致病蛋白Prion导致正常蛋白Prion转变为致病的折叠状态是通过蛋白分子间的作用而感染!这种相互作用的本质和机制是什么?仅仅改变了折叠状态的分子又如何导致严重的疾病?这些问题都不能用传统的概念给予满意的解释,因此在科学界引起激烈的争论,有关研究的强度和竞争性也随之大大增强。 由于蛋白质折叠异常而造成分子聚集甚至沉淀或不能正常转运到位所引起的疾病还有老年性痴呆症、囊性纤维病变、家族性高胆固醇症、家族性淀粉样蛋白症、某些肿瘤等等。由于分子伴侣在蛋白质折叠中至关重要的作用,分子伴侣本身的突变显然会引起蛋白质折叠异常而引起折叠病。随着蛋白质折叠研究的深入,人们会发现更多疾病的真正病因和更针对性的治疗方法,设计更有效的药物。现在发现有些小分子可以穿越细胞作为配体与突变蛋白结合,从而使原已失去作战能力的突变蛋白逃逸“蛋白质质量控制系统”而“带伤作战”。这种小分子被称为“药物分子伴侣”,有希望成为治疗“折叠病”的新药。 新生肽的折叠问题或蛋白质折叠问题不仅具有重大的科学意义,除了上面提到的在医学上的应用价值外,在生物工程上具有极大的应用价值。基因工程和蛋白工程已经逐渐发展成为产值以数十亿美元计的大产业,进入21世纪后,还将会有更大的发展。但是当前经常遇到的困难,是在简单的微生物细胞内引入异体DNA后所合成的多肽链往往不能正确折叠成为有生物活性的蛋白质而形成不溶解的包含体或被降解。这一“瓶颈”问题的彻底解决有待于对新生肽链折叠更多的认识。

  • 【求助】蛋白质沉淀和水解蛋白质结合物的应用规则

    在前处理中,内脏组织大多杂质很多,需要沉淀蛋白质,沉淀后离心,提上清夜再萃取,但内源性物质中的待检物同时也会和蛋白质成结合状态,需要水解,再萃取。所以请问如果我先沉淀了蛋白,那么会不会把成结合状态的待检物一同沉淀,损失待检物。在运用中如何处理蛋白质杂质和蛋白质结合物的前处理问题?

  • 蛋白质与多肽蛋白质粉

    蛋白质与多肽蛋白质粉 人类的营养物质有许多种类,最为重要的为蛋白质,碳水化合物和脂肪,其它则是微量营养物质,如维生素、电解质和微量元素等。虽然每一种营养物质对人体来说都是不可或缺的,但绝大多数的营养学家都会有充分的理由认为,真正最重要的营养物质是蛋白质。一、蛋白质是构成人体的基本物质。 蛋白质是由氨基酸通过肽链相连而构成的,它是人体包括骨骼、肌肉、皮肤和脑的重要物质基础,同时氨基酸也是生成核酸的基本物质。我们知道,核酸既形成遗传密码,也是体内储存能量的基本物质。因而从根本上说,人体是由蛋白质组成的。构成人体蛋白质的生理功能概括有如下三个方面:1)人体组织的主要构成成份:如肌肉、骨骼、血液、皮肤、神经、肝、心等等。2)具有特殊生理功能:可以这样说,人类的一切生理活动都与蛋白质有关。如酶蛋白能催化机体的一切化学反应,包括蛋白质、脂肪、碳水化合物的消化等;载脂蛋白运送脂肪;血红蛋白运送氧;激素蛋白调节代谢与生理活动包括情感;血浆白蛋白调节渗透压、运输金属离子、胆红素和抗生素等。3)供给机体能量:成年人每日约需要更新400g蛋白质,每克蛋白质彻底分解能释放出约4 Kcal的热量。4)为机体提供氮原料:人体内所必需的嘧啶、嘌呤、肌酸、胆碱、肾上腺素、肉碱、牛磺酸等,都是以多肽、氨基酸为原料的。表1. 世界粮食组织(FAD)和世界卫生组织(WHO)根据中国人的体质和膳食结构推荐的中国人蛋白质的摄入量(RNLs)。年 龄蛋白质RNL(g/d) 初生—6个月 1.5-3 1岁 35 3岁 45 5岁 55 7岁 60 9岁 65 10-16岁 75-85 成年女性 65 成年男性 75 妊娠 +15 乳母 +20 根据统计资料:由于贫困、工作紧张、精神压力、减肥节食、以及肠胃疾病、癌症、贫血、肾病、各种结核病、肝硬化、腹水、烧伤、失血等,以及老龄人均不同程度地存在着蛋白质的摄入不足。 上世纪80年代以来,我国营养学家对7个省18个贫困地区,1万名学龄前儿童进行了为期4年的连续调查,发现营养不良现象非常严重,其中蛋白质的摄入量不足WHO规定的60%。近年社会医学工作调查,在发达地区由于生活节奏加快,精神压力异常增加,以及办公室白领阶层的减肥节食,也导致蛋白质摄入不足,代谢异常的人群增加。二、蛋白质缺乏的体征和临床症状 单纯的蛋白质营养不良又叫加西长病,这或许是来源于非洲的单词,单纯的能量不足时叫消瘦;临床上通常把这两种现象叫单纯性蛋白质能量营养不良症或PEM。单纯的PEM症在临床上较少见到,但在慢性消耗性疾病患者中则常见,尤其是在癌症患者和艾滋病的患者中几乎占到90%以上。 现代都市和贫困地区存在着相当数量的蛋白质营养不良族群,他们的临床表现主要是能量损失或不足,如体力不支、睡眠不安、怕冷、怕热、性冷淡、无法进行正常的体力劳动和运动,其次为肌肉组织萎缩、皮肤松驰;腿部、脸部易水肿、脂肪肝、无名皮疹、伤口愈合不良、记忆力下降、视力减弱等。再者免疫力低下易感冒、感染。在做血检时通常会发现这些族群的血浆蛋白处于正常值的下限,其中白蛋白、转铁蛋白、甲状腺素结合前体蛋白和视轴蛋白(retinol-binding protein)均处于低水平时,患者易于感染各种疾病并且出现早衰症状,如果是儿童则感染后死亡率增加30%-40%,对于这类人群WHO的专家最好的建议就是迅速补充优质(或全价)的蛋白质。三、优质蛋白质和劣质蛋白质的区别。 要弄清楚何为优质蛋白质?何为劣质蛋白质?我们要引入什么是必需氨基酸的概念。营养生理学家、生化学家发现构成人体蛋白质的氨基酸共有21种,而这些氨基酸中其中有4种是可以由体内含碳和含氮底物自己合成的,被称为非必需氨基酸,还有10个必需的氨基酸,是人类机体无法制造需要从饮食中摄取的,另有7个是介于这两者之间的被称为条件必需氨基酸。表2. 必需、条件必需和非必需氨基酸 必需氨基酸条件必需氨基酸 非必需氨基酸 亮氨酸牛黄酸 丙氨酸 异亮氨酸酪氨酸 谷氨酸 缬氨酸甘氨酸 天冬氨酸 赖氨酸丝氨酸 天冬酰胺 苯丙氨酸(酪氨酸)脯氨酸 蛋氨酸(半胱氨酸)谷氨酰酸 苏氨酸 胱氨酸 色氨酸 组氨酸 精氨酸 虽然蛋白质广泛存在于许多动物性和植物性食物中,但是必需氨基酸的构成异差很大,WHO把“蛋白质其组成恰好符合人体需要”的蛋白质称为理想蛋白质,在自然界这种理想的蛋白质普遍认为是鸡蛋蛋白,因此就把鸡蛋蛋白作为衡量蛋白质优劣的参照蛋白,科学家把它作为一把尺子来衡量各种蛋白质,并制定出标准,以4种必需氨基酸为最低限来决定其优劣,即色氨酸、苏氨酸、赖氨酸或者蛋氨酸(半胱氨酸)。 通过比较科学发现,肉、鱼、蛋、牛奶、乳酪含有优质蛋白,大豆、花生、豌豆也含有较多的高质量蛋白。进一步研究发现它们都不够完美,因而要求大家对优质的动物性蛋白和植物性蛋白进行了科学搭配才是最完美的全价蛋白质(complete protein)。表3. 部分高质量蛋白

  • 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]

  • 蛋白质检测仪应用范围

    蛋白质检测仪应用范围

    [img=,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/12/202312070952447089_1992_5604214_3.png!w690x690.jpg[/img]  蛋白质检测仪是一种广泛应用于生物学、医学、农业、食品科学和环境科学领域的仪器。它能够检测样本中的蛋白质含量,提供有关样本中蛋白质类型和数量的信息。下面将介绍蛋白质检测仪的应用范围。  1. 生物学和医学研究  蛋白质检测仪在生物学和医学领域的应用非常广泛。它可以帮助研究人员检测生物样本中的蛋白质表达水平,了解不同生物样本之间的差异。这有助于研究疾病的发生机制、药物的作用机制以及治疗效果的评估。蛋白质检测仪还可以用于蛋白质组学的研究,帮助科学家们发现新的生物标志物和治疗靶点。  2. 农业和食品科学  在农业和食品科学领域,蛋白质检测仪可用于检测食品中的蛋白质含量,确保食品的质量和安全。它还可以用于研究植物蛋白质的表达和含量,了解植物的生长和发育过程。这有助于提高农作物的产量和品质,为农业生产提供科学依据。  3. 环境科学  蛋白质检测仪在环境科学领域也有广泛的应用。它可以用于检测水体、土壤和空气中的蛋白质含量,了解环境中的生物活动和污染情况。这有助于评估环境的健康状况,为环境保护提供科学依据。  总之,蛋白质检测仪的应用范围非常广泛,它可以帮助研究人员了解生物样本中的蛋白质表达水平,提高农作物的产量和品质,评估环境的健康状况。随着科学技术的发展,蛋白质检测仪的应用前景将更加广阔。

  • 质谱技术在肿瘤蛋白质标志物研究中的应用与发展

    20世纪基因组学研究取得的巨大成就为蛋白质组学的发展奠定了基础。蛋白质组学是从整体水平上分析生命体、组织或细胞的蛋白质组成及其活动规律的科学,以基因表达产物为研究对象,延伸了基因组学研究深度,更深层次地揭示了生命活动规律。蛋白质组学的研究内容主要包括蛋白质表达存在方式(修饰形式)的鉴定、结构与功能分析、蛋白质定位、蛋白质差异表达以及蛋白质间相互作用分析等[1]。目前蛋白质组学研究技术主要包括:二维电泳技术、蛋白质芯片技术、质谱技术等[2]。其中,二维电泳技术是早期蛋白质组学的重要技术之一,但是由于实验步骤多,耗时长,重复性差等特点,已经逐步被新型技术所取代。蛋白质芯片技术是将多种蛋白质纯品点于芯片表面,形成蛋白质矩阵进行免疫等标记反应,主要受限于很多蛋白质无法获得纯品而不能用于芯片制备。质谱技术由于灵敏度高、特异性强、分析范围宽等优点逐渐成为蛋白质组学的主要研究手段,可以对特定生命过程中的功能性蛋白质分子进行定性和定量检测,因此在基础科研和临床研究中得到了广泛的应用[3,4]。一、基于质谱的蛋白质组学技术1.基于质谱的蛋白质组学定性技术:蛋白质定性鉴定的基本原理在于:蛋白质组的基本序列已经通过基因组学信息获得,可以用来鉴定多肽的氨基酸序列,并且获得多肽与蛋白质的对应关系[1],即质谱提供的多肽碎片数据可以与蛋白质数据库自动匹配来确定多肽序列与蛋白质归属。基本技术策略分为:(1)自上而下(Top–down)策略[5],即完整蛋白质在质谱中进行分析,可以提供完整蛋白质的质量数,但是由于质谱仪受到质量分析范围的限制,此方法在常规实验室不易实现。(2)自下而上(Bottom–up)策略[6],即蛋白质被蛋白酶水解成多肽,然后对多肽进行质谱分析和碎裂。基于这条策略的大致步骤为:蛋白质样品首先经过酶解降解为多肽,然后对多肽进行色谱–质谱分离与鉴定,最后通过搜索引擎(MASCOT:http://www.matrixscience.com/server.html, SEQUEST:http://fields.scripps.edu/sequest等)在公共蛋白质组学数据库(SWISS–PORT: http://web.expasy.org/groups/swissprot, NCBI:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed等)中自动完成质谱数据的解析,确定多肽序列与蛋白质种类。该技术灵敏度高,特异性好,仪器自动化程度高,可以鉴定出生物样品中成千上万种蛋白质,被认为是大规模、高通量蛋白质定性检测的首选方法。2.基于质谱的蛋白质组学相对定量技术:对于大多数生命科学和医学研究来说,仅完成样品中蛋白质组的定性研究是远远不够的,还需要对蛋白质组进行定量分析。由于组学的研究对象是多个蛋白质,单次检测很难实现所有蛋白质的绝对定量,因此蛋白质组学定量多为相对定量检测。蛋白质组学定量的质谱技术包括谱图计数、质谱峰强度定量、同位素定量技术等。其中使用同位素作为内标定量的方法是目前质谱定量的最佳手段,即对整体蛋白质组进行同位素标记,并使用每一种天然蛋白质与同位素蛋白质的比值进行相对定量分析。主要分为细胞层面标记和蛋白质层面标记两种技术路线:(1)细胞层面标记的细胞培养氨基酸稳定同位素标记(stable isotope labeling with amino acids in cell culture,SILAC)方法[7]:即在两种细胞样品中分别加入轻重同位素标记的培养基,经过传代培养后,两种细胞样品中的全部蛋白质中分别嵌合了轻重同位素,可以在质谱上根据同位素的不同质荷比直接判断样品来源并进行定量比对。(2)蛋白质层面标记:使用含有同位素的小分子与样品全部蛋白质直接标记,如同位素标记相对和绝对定量技术(isobaric tags for relative and absolute quantification,iTRAQ)[8]、同位素编码亲和标记(isotope–coded affinity tag,iCAT) [9]、18O标记[10]等方法,此类方法使用带有稳定同位素的小分子与特定氨基酸侧链反应,使得多个样品可以分别连接含有不同同位素个数(多至8个)的小分子,从而产生一级数据相同但是二级数据不同的质谱谱图,通过二级谱图强度比对进行多个样品的定量分析。3.基于质谱的目标蛋白质绝对定量技术:质谱技术对目标蛋白质的绝对定量检测主要通过质谱多反应监控技术与同位素多肽内标技术联用来实现[11]。该方法首先选定目标蛋白质的一个或多个多肽,合成序列相同但含有稳定同位素的多肽作为内标,定量加入样品中,通过监测特定多肽及其同位素多肽的质谱峰强度进行比对和计算获得目标蛋白质的定量值。质谱多反应监控技术通过进行母离子筛选与子离子筛选等二次选择过程,筛选出目标蛋白质,而非目标蛋白质由于无法通过筛选达到检测器,极大降低了噪音干扰。因此,此方法针对性强,本底噪音低,是目前质谱技术中定量能力最好的一种,可以控制变异系数小于15%,检测限低至纳克每毫升,适合血液、组织等临床样品的定量检测[11]。二、质谱技术发现肿瘤蛋白质标志物质谱技术作为一项强有力的研究工具在科学研究中发挥着巨大的作用,特别在肿瘤相关研究中,目前已经获得美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准的肿瘤标志物包括多种蛋白质前列腺特异性抗原(prostate–specific antigen, PSA), 癌胚抗原(carcinoembryonic antigen CEA), 人类表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor receptor 2,Her–2), 人绒毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotropin, HCG), 糖类抗原CA125等,均揭示了蛋白质与肿瘤发生发展密切相关。这些已有成果极大促进了质谱技术在肿瘤蛋白质标志物研究中的应用,并取得了标志性进展。例如:美国约翰霍普金斯大学的Chan课题组发现了新型卵巢癌蛋白质标志物,他们使用表面增强激光解析电离质谱技术(surface enhanced laser desorption and ionization time–of–flight mass spectrometry, SELDI–TOF MS)技术对503个妇女的血清进行了蛋白质组学的分析[12],在随后的大量临床验证中最终确定CA125、β2微球蛋白,转铁蛋白,甲状腺运载蛋白和载脂蛋白A1的联合检测可以作为卵巢癌的新型临床诊断指标。2009年9月该试剂盒OVA1(商品名称:http://ova–1.com)获得了美国FDA的认证,进入临床使用,被认为是国际肿瘤蛋白质标志物研究的重要标志性成果。同时,肿瘤仍然是国际上致死率最高的疾病之一,缺乏早期检测技术和有效治疗方案,临床中还存在着大量问题需要解决,新型标志物的研发迫在眉睫。由于肿瘤蛋白质标志物研究的难度大,风险高,因此近十年来仅有几例试剂盒获得了美国FDA批准,进入临床使用。大量标志物研究还停留在论文研究水平,其中临床问题、研究思路和技术方案的选择直接关系到研究的成功与否。1.临床问题选择:在肿瘤蛋白质标志物研究中,临床问题的选择是研究核心。在肿瘤研究中,需要解决的临床问题往往包括肿瘤早期检测、肿瘤分期检测、治疗方案与药物选择、疗效评估等多个方面。研究者需要根据不同肿瘤的临床情况,具体分析并凝练不同肿瘤的主要临床问题。例如,对于病程发展快、五年存活率低、没有有效手术或化疗手段的肿瘤,早期诊断是研究重点,如胰腺癌、卵巢癌、肺癌等;对于病程发展慢、手术效果明显的肿瘤,肿瘤的愈后与复发是需要关注的问题,如前列腺癌、肠癌等;还有一些肿瘤有特殊的检测需求,如乳腺癌虽然有临床有效的雌激素受体(estrogen receptor,ER),孕激素受体(progesterone receptor,PR),HER2等基因标志物,可以进行药物靶点治疗,但是三阴性乳腺癌的检测还缺乏有效的标志物与治疗方案。因此,在肿瘤蛋白质标志物研究实验开展之前,明确临床问题,并以此确定临床样品入组标准,是研究成功的核心基础。2.研究思路设计:不同于基础科学实验,临床实验需要在大量样本中进行实验结果的验证,因此肿瘤蛋白质标志物研究往往包括新型标志物发现和验证两部分。标志物发现实验是在疾病组和对照组之间进行蛋白质组学分析,鉴定样本中的未知蛋白质组并进行相对定量比较,分析数据选择出在两组样本中差异最大的一个或几个蛋白质作为新型标志物的候选物。随后,标志物验证实验在大量未知样本中进行蛋白质候选物的定量检测,使用发现实验中建立的区分标准进行判读,计算检测灵敏性(sensitivity)和特异性(specificity)。有效的蛋白质标志物研究往往需要发现与验证的两步设计思路来相互保证。3.技术方案选择:根据蛋白质标志物研究的两步设计思路,发现实验中使用基于质谱的蛋白质组学定性技术与相对定量技术对样本中的大量未知蛋白质进行分析,获得标志物候选物名单。验证实验中根据已有名单,进行目标蛋白质(非蛋白质组学)的精确定量检测。这几种质谱技术的配合使用,可以满足不同实验情况和目的,最终实现新型蛋白质标志物的成功研发。三、展望质谱技术是现阶段蛋白质组学研究的核心技术,具有灵敏度高、特异性强、分析通量大等优势,特别是其与同位素内标的联合使用,大大提高了质谱定量能力,因此在多种肿瘤标志物研究中取得了突破性进展并被广泛应用。目前,大量肿瘤蛋白质标志物候选物已经通过使用质谱技术被从血液、组织、体液中筛选出来,预计在完成大规模临床验证后可以作为新型标志物在临床使用,促进肿瘤检测水平的发展。同时值得注意的是,质谱技术还不具备进行蛋白质组的绝对定量能力。相对于免疫等传统蛋白质检测技术,仪器昂贵,操作复杂,自动化程度低,这些因素决定了质谱目前适用于蛋白质的临床研究,但不适用于蛋白质的临床检验,这是质谱技术面临的重要挑战之一。参考文献[1]何华勤. 简明蛋白质组学[M]. 北京:中国林业出版社, 2011:1,76,85-95,119,125-138.[2]RuediA, MatthiasM. Mass spectrometry-based proteomics[J]. Nature, 2003, 422(13):198-207.[3]甄艳, 施季森. 质谱技术在蛋白质组学研究中的应用[J]. 南京林业大学学报:自然科学版, 2011, 35(1):103-108.[4]孙瑞祥, 付岩, 李德泉,等. 基于质谱技术的计算蛋白质组学研究[J]. 中国科学E辑信息科学, 2006, 36(2):222-234.[5]WhiteleggeJ,HalgandF,SoudaP, et al. Top-down mass spectrometry of integral membrane proteins [J]. Expert Review Proteomics, 2006, 3(6):585-596.[6]ChaitBT. Mass spectrometry:bottom-up or top-down? [J]. Science, 2006, 314(5796):65-66.[7]TranDT, AdhikariJ, FitzgeraldMC. StableIsotope Labeling with Amino Acids in Cell Culture (SILAC)-based strategy for proteome-wide thermodynamic analysis of protein-ligand binding interactions [J]. Mol Cell Proteomics, 2014,13(7):1800-1813.[8]DytfeldD, KandarpaM, StrahlerJR, et al. Proteomic Profiling of Multiple Myeloma (MM) Cells Using iTRAQ and Label-Free Quantitative Proteomics for the Prediction of Complete or near Complete Response (CR/nCR) In Frontline Treatment with Lenalidomide, Bortezomib, and Dexamethasone [J]. Blood, 2010, 116(21):271-272.[9]García-SantamarinaS, BoronatS, DomènechA, et al. Monitoring in vivo reversible cysteine oxidation in proteins using ICAT and mass spectrometry [J]. Nat Protoc,2014,9(5):1131-1145.[10]MirzaSP, GreeneAS, OlivierM. 18O labeling over a coffee break:a rapid strategy for quantitative proteomics [J]. J Proteome Res, 2008,7(7):3042-3048.[11]曹冬, 张养军, 钱小红. 基于生物质谱的蛋白质组学绝对定量方法研究进展[J]. 质谱学报, 2008, 29(3):185-190.[12]ZhangZ, BastRC, YuY,et al. Three biomarkers identified from serum proteomic analysis for the detection of early stage ovarian cancer[J]. Cancer Res,2004,64(16), 5882-5890.

  • 蛋白质组数据分析综述

    基于高通量的质谱技术方法,目前,各种疾病相关的差异蛋白质组数据高速增长。但是要从这些数据中发现生物学规律,挖掘得到疾病相关的生物标记物,以及发现潜在的疾病药物靶标,还有很艰难的数据分析任务需要完成。需要借助生物信息学的工具,去综合现有数据库数据及文献数据的知识,对这些蛋白质进行综合分析。发表于蛋白质组学杂志上的一篇综述From proteome lists to biological impact-tools and strategies for the analysis of large MS data sets. (Rainer et.al,. Proteomics 2010,10.1270-1283)很好地概括了面对海量的蛋白质组数据这个艰巨的任务时,生物学家和生物信息学家共同发展的数据分析策略和方法,从而数据中挖掘出隐藏的生物学知识。文章介绍了数据预处理过程(如ID转换)、功能富集分析、网络分析及蛋白质性质分析(如PTM, domain,motif)等工具;另外,还介绍了随着实验数据增长起来的文献数据的文本挖掘方法。

  • 【分享】"智能材料"可使蛋白质结晶 能记住分子形状性格

    英国科学家已经研发出了一种新方法,利用“智能材料”来使蛋白质结晶,这种智能材料能记住分子的形状和“性格”。科学家们表示,发表于6月20日《美国国家科学院院刊》上的这项最新技术,有望通过帮助科学家确定靶向蛋白的结构从而研发出新药。  研发新药的过程一般如下:科学家们会先找出一个与疾病有关的蛋白质;接着设计出一个能同该蛋白质相互作用的分子,来刺激或者阻止该蛋白质的功能。为了做到这一点,需要首先了解目标蛋白质的结构。  一项名为X射线晶体学的技术能被用来分析一个蛋白质晶体内原子的排列,但是,让蛋白质从溶液中析出并形成晶体是一个主要的障碍。随着科学家们在基因组学和蛋白质组学领域不断取得新进展,可以作为潜在靶向药物的蛋白质的数量呈指数级增加,科学家们使用了很多蛋白质进行试验,然而目前的方法获得有用晶体的成功率不足20%。

  • 【分享】第三届国际蛋白质和多肽大会开幕

    [align=center][b]第三届国际蛋白质和多肽大会暨生命科学仪器展览会在京召开[/b][/align]  [font=KaiTi_GB2312][b]仪器信息网讯[/b] 2010年3月21日,由国家外国专家局国外人才信息研究中心、中国医药生物技术协会主办,大连生物技术医药专家库、大连百奥泰生物技术有限公司承办的“第三届蛋白质和多肽大会暨生命科学仪器展览会(PepCon-2010)”在北京国际会议中心召开。本次会议共吸引了世界30多个国家和地区的1000余人参与,600多名著名专家学者、企业家和商务代表参加。[/font][align=center][img]http://bimg.instrument.com.cn/lib/editor/UploadFile/20103/2010322142723187.jpg[/img][/align][align=center][b][font=KaiTi_GB2312]会议现场[/font][/b][/align][font=KaiTi_GB2312]  会议以“深入探索生命的分子机器—蛋白质”为主题,旨在为全球从事蛋白质和多肽研究的科学工作者、研究机构和相关企业搭建一个自由交流的平台,从而促进国际项目合作,进一步推动该领域的发展。[/font][font=KaiTi_GB2312]  大会议程共分为主题论坛、平行论坛及生命科学仪器展览三部分。其主题论坛邀请了国际上著名专家围绕会议主题集中为与会者做主题报告 而中平行论坛设有十二个分会主题,分别为:蛋白质基础科学、蛋白质技术、蛋白质和疾病、人类蛋白组学技术及癌症研究、蛋白激酶作为小分子药物发现的靶标、其它基于蛋白质的药物发现、蛋白质表达、蛋白质生物标志物、蛋白质作为生物催化剂和生物材料、蛋白质分析和质量控制、蛋白质工程和生产以及蛋白质作为非抗体和非疫苗药物的蛋白质治疗。在生命科学仪器展览会上,赛默飞世尔科技有限公司、沃特世科技(上海)有限公司、马尔文仪器有限公司、杭州华安生物技术有限公司、北京中科亚光生物科技有限公司、苏州中科天马肽工程中心有限公司等20余家企业参展。[/font][b][font=KaiTi_GB2312]  部分参展的厂商:[/font][/b][align=center][img]http://bimg.instrument.com.cn/lib/editor/UploadFile/20103/2010322153037596.jpg[/img][/align][align=center][img]http://bimg.instrument.com.cn/lib/editor/UploadFile/20103/2010322153253567.jpg[/img][/align][align=center][img]http://bimg.instrument.com.cn/lib/editor/UploadFile/20103/2010322153116211.jpg[/img][/align][align=center][img]http://bimg.instrument.com.cn/lib/editor/UploadFile/20103/201032215322872.jpg[/img][/align][align=center][img]http://bimg.instrument.com.cn/lib/editor/UploadFile/20103/2010322153215106.jpg[/img][/align]

  • 药物靶蛋白鉴定方法

    [font='times new roman'][size=14px]药物靶蛋白鉴定方法[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]非蛋白质组学鉴定方法[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]非蛋白质组学的传统药物靶蛋白鉴定方法,如免疫印迹法、内肽的化学测序、已知或未知蛋白的迁徙分析等方法,通常耗时、耗力且不适合进行高流通量的筛选。目前,所使用的技术包括:第一,蛋白鉴定的图象分析,利用产生的表观分子量的网格来估计蛋白的分子量,未被修饰的小蛋白错误率大约[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]30%[/size][/font][font='times new roman'][size=14px],而翻译后修饰蛋白错误率更高,故需联合其他技术完成鉴定;第二,微量测序,首先使经凝胶分离的蛋白直接印迹在[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]PVDF [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]膜,经过一系列操作后将其置于测序仪中进行蛋白质鉴定,但该方法仍然存在一些缺点,如由于酸性水解或者部分降解而产生氨基酸的变异,故应联合其他的蛋白质属性进行鉴定。[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]化学蛋白质组学方法[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]化学蛋白质组学方法一般先将小分子化合物通过与蛋白质溶液反应,使化学探针或小分子化合物与固相联接,得到被修饰的固相微球,然后利用合适的分离技术将这些蛋白质纯化,结合[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]分析,得到靶蛋白的信息。[/size][/font][font='宋体']亲和色谱法[/font][font='times new roman'][size=14px]亲和色谱法是化学蛋白质组学策略中较为经典的方法之一,它主要应用于研究蛋[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]白质与生物活性小分子或蛋白质与蛋白质的相互作用[/size][/font][font='times new roman'][sup][size=14px][17][/size][/sup][/font][font='times new roman'][size=14px]。该方法通过官能团将配体结合在固相基质中,然后与蛋白质孵育,此时与配体结合的蛋白会留在基质上,最后通[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]过变性或与自由配体竞争将结合蛋白洗脱下来,再通过凝胶电泳或者[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url][/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]进行分[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]析。该方法的缺陷在于所研究分子衍生物活性不确定、材料配体结合力差异性以及非特异性吸附都将会干扰研究结果。[/size][/font][font='宋体']基于活性的化学蛋白质组学技术[/font][font='times new roman'][size=14px]基于活性的化学蛋白质组学技术([/size][/font][font='times new roman'][size=14px]ABPP[/size][/font][font='times new roman'][size=14px])是广泛使用的技术之一。[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]ABPP [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]是由美国的[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]Cravatt[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]课题组在[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]2002 [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]年首次提出,最早用于酶谱分析,之后被应用于药物靶蛋白筛选。[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]ABPP [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]技术的关键是合成同时带有反应基团和标记物的[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]ABPP [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]探针,可进一步与待测的蛋白质发生相互反应。药物靶点筛选领域设计的[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]ABPP [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]探针通常包括三[/size][/font][align=center][font='times new roman'][size=14px]3[/size][/font][/align][align=center][/align][font='times new roman'][size=14px]个功能部分:反应基团、连接基团和报告基团。与二维凝胶电泳法([/size][/font][font='times new roman'][size=14px]2-DE[/size][/font][font='times new roman'][size=14px])、同位素编码亲和标签([/size][/font][font='times new roman'][size=14px]ICAT[/size][/font][font='times new roman'][size=14px])等技术相比,[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]ABPP [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]技术着重研究蛋白质的表达和功能,[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]可从天然蛋白质组样品中直接筛选出与小分子特异性结合的蛋白质,从而能更直接快速地明确小分子和蛋白质之间的相互作用,确定小分子的作用靶点,这对于筛选具有低亲和力的靶蛋白极为有利。另外,根据富集和鉴定策略的不同,[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]ABPP [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]技术可分为竞争性标记方法和生物正交的探针模拟物标记方法。[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]1.%2.%3 [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]非化学修饰的蛋白质组学方法[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]1.1.%3.%4 [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]细胞热位移测定[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]在过去[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]20 [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]年中,热位移分析([/size][/font][font='times new roman'][size=14px]TSA[/size][/font][font='times new roman'][size=14px])已成为最广泛使用的无修饰药物靶点发现方法之一。这种方法简单直接,但探针无法区分不同的蛋白质,因此[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]TSA [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]仅适用于纯化蛋白质的实验。为了规避这个问题,[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]Molina [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]等人开发了一种概念上相似的技术,称为[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]细胞热位移测定[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]([/size][/font][font='times new roman'][size=14px]C[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]ETSA[/size][/font][font='times new roman'][size=14px])[/size][/font][font='times new roman'][size=14px],用于直接研究细胞环境中的药物[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]-[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]靶标相互作用。如图[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]([/size][/font][font='times new roman'][size=14px]A[/size][/font][font='times new roman'][size=14px])所示,细胞裂解物或完整细胞的多个等分试样首先用药物或载体处理,加热到不同的温度并冷却,然后通过离心分离出可溶性部分。随着温度的升高,蛋白质逐渐展开以暴露疏水核,导致蛋白质在高温下沉淀。蛋白质越稳定,蛋白质对热诱导沉淀的抵抗力越高,因此,可以测定可溶性蛋白质随温度变化的稳定性曲线。例如,该[/size][/font][url=https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/antifolate][font='times new roman'][size=14px]方法通过叶酸[/size][/font][/url][font='times new roman'][size=14px]抗癌药物[/size][/font][url=https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/methotrexate][font='times new roman'][size=14px]甲氨蝶呤[/size][/font][/url][font='times new roman'][size=14px]与[/size][/font][url=https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/dihydrofolates][font='times new roman'][size=14px]二氢叶酸[/size][/font][/url][font='times new roman'][size=14px]还原酶的结合、雷替曲塞与胸苷酸合成酶的结合进行了药物靶标的验证。[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]CETSA[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]是一种允许研究活细胞中药物靶点的方法。[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]CETSA[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]结合小分子库可用于筛选潜在抑制剂、评估靶标参与效率和监测靶标特异性。此外,[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]CETSA[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]还可用于筛选[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]新药和表型化合物的靶点,解决脱靶蛋白、结合机制、药物疗效和完整细胞耐药性等[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]问题。[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]1.2.%3.%4 [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]热蛋白组学分析[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]热蛋白组学分析([/size][/font][font='times new roman'][size=14px]TPP[/size][/font][font='times new roman'][size=14px])首先将蛋白在有或无活性小分子情况下孵育,并加热到不同的温度以诱导蛋白变性,剩余的可溶性蛋白用缓冲液提取。如图所示,在每个温度下,可溶性蛋白通过高分辨质谱进行量化,画出变性曲线,进一步测[/size][/font][align=center][font='times new roman'][size=14px]4[/size][/font][/align][align=center][/align][font='times new roman'][size=14px]定热稳定性和识别配体引起的变化。其中,[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]50% [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]蛋白发生聚沉时的温度为[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]Tm[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]([/size][/font][font='times new roman'][size=14px]melting temp[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]e[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]r[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]a[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]tur[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]e[/size][/font][font='times new roman'][size=14px])[/size][/font][font='times new roman'][size=14px],通过对比加药前后[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]T[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]m[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]的变化,确定活性分子的靶蛋白。[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]TPP[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]可以[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]通过定量[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]MS [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]分析,在蛋白质组水平评估活细胞中活性分子与蛋白结合的情况。[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]图[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]([/size][/font][font='times new roman'][size=14px]A[/size][/font][font='times new roman'][size=14px])[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]细胞热位移测定和[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]([/size][/font][font='times new roman'][size=14px]B[/size][/font][font='times new roman'][size=14px])[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]热蛋白组学分析简要工作流程[/size][/font][font='times new roman'][size=14px][14][/size][/font][font='times new roman'][size=14px]药物亲和反应的靶点稳定性技术[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]药物亲和反应的靶点稳定性技术([/size][/font][font='times new roman'][size=14px]DARTS[/size][/font][font='times new roman'][size=14px])是一种鉴定药物靶标的新方法。药物[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]与靶蛋白结合后,靶蛋白对蛋白酶的敏感性降低,与对照组相比,药物结合蛋白更不[/size][/font][url=https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/protein-hydrolysis][font='times new roman'][size=14px]易水解[/size][/font][/url][font='times new roman'][size=14px]。这种差异可通过蛋白凝胶电泳和质谱等技术对差异蛋白进行鉴定,可以确定[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]药物直接作用的靶点蛋白[/size][/font][font='times new roman'][size=14px],最大优势是不需要对药物进行任何化学修饰,即可以确定药物的直接结合蛋白。[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]DARTS[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]在天然小分子靶点的鉴定中发挥了重要的作用,例如[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]对[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]ecumicin[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]、白藜芦醇[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]([/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]resveratrol [/size][/font][font='times new roman'][size=14px])[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]等多种天然产物蛋白靶点的鉴定[/size][/font][font='times new roman'][sup][size=14px]。但[/size][/sup][/font][font='times new roman'][size=14px]DARTS[/size][/font][font='times new roman'][size=14px] [/size][/font][font='times new roman'][size=14px]也存在局限性,例如细胞裂解液中的低丰度蛋白的鉴定和非特异性结合会导致[/size][/font][font='times new roman'][size=14px]蛋白对蛋白酶的敏感性升高增加。利用这一特性,研究者还开发了药物亲和力响应靶稳定性的方法用于药物靶点筛选。[/size][/font]

  • 蛋白质纯化及复性

    蛋白质纯化及复性 重组蛋白在大肠杆菌(E. coli)高效表达时,往往以不溶的、无活性的蛋白聚集体,即包涵体(inclusion body)的形式存在于细胞内。必须从细胞内分离出包涵体,采用高浓度变性剂(如7.0mol/L盐酸胍、8.0mol/L脲)溶解包涵体,然后除去变性剂或降低变性剂的浓度,使包涵体蛋白得以复性,最后再用色谱法使目标蛋白质得到纯化。其中包涵体蛋白的复性和纯化是整个过程中的核心。 目前重组蛋白生产中普遍存在的问题是:(1)复性效率低。传统的复性方法稀释法和透析法。稀释复性法对样品几十倍,甚至上百倍的稀释会使样品的体积急剧增大,给后续的分离纯化带来很大的困难,而且复性过程中需要较大的复性容器。透析法耗时较长,而且要多次更换透析溶液。这两种方法的共同缺点是蛋白质在复性过程中会发生聚集而产生大量沉淀,复性效率低,通常蛋白质的活性回收率只有5~20%,而且复性后的蛋白质溶液中含有大量的杂蛋白,需要进行进一步的分离纯化。(2)工艺路线烦琐,生产周期长。在传统的重组蛋白质分离纯化工艺中,大多采用经典的软凝胶分离介质,由于这种介质的颗粒较大,分离效率较差,因此常常需要采用多种不同模式的色谱操作联用对目标蛋白质进行纯化,才能得到纯度符合一定标准的目标蛋白质。另外,这种色谱介质的耐压性很差,只能在流速较低的情况下进行操作,分离纯化时间较长。分离纯化步骤多和分离时间长使得蛋白质的质量回收率和活性回收率很低。而且在传统的重组蛋白质生产工艺中,蛋白质的复性和纯化是生产过程中两个独立的单元操作,也在很大程度上制约着生产效率。(3)生产成本高,设备投资大。由于复性和分离纯化分别单独进行,而且分离纯化步骤多,每一步都需要有与之配套的设备,致使设备投资大,生产成本高。随着生产规模的增加,这种弊端会愈来愈严重。 1991年耿信笃教授首先将高效疏水相互作用色谱(HPHIC)用于变性蛋白的复性,很好的解决了上述问题,现已成功用于重组人干扰素-g(rhIFN-g)、重组人干扰素-a(rhIFN-a)、人粒细胞集落刺激因子(rhG-CSF)、重组人胰岛素原(proinsulin)、重组牛朊病毒(prion)等重组蛋白以及溶菌酶和核搪核酸酶等标准模型蛋白的复性与同时纯化中。目前,排阻色谱法、离子交换色谱法和亲合色谱法也已用于蛋白质的复性和同时纯化中。与传统的稀释法及透析法比较,用色谱法进行蛋白复性的优点是:①在进样后可很快除去变性剂;②由于色谱固定相对变性蛋白质的吸附,可明显地减少、甚至完全消除复性过程中蛋白质聚集体和沉淀的产生,从而提高蛋白质复性的质量和活性回收率;③在蛋白质复性的同时可使目标蛋白质与杂蛋白分离以达到纯化的目的,使复性和纯化同时进行;④便于回收变性剂,以降低废水处理成本。简言之,色谱法复性可以提高蛋白质的活性和质量回收率,将蛋白复性和纯化集成在一步操作完成,缩短了操作步骤和生产时间,减少了设备投资,使生产成本大大降低,已经引起了全世界范围内许多生化研究者和重组蛋白药物生产厂家的关注。由于高效液相色谱(HPLC)分离效率高,往往在一步操作中便可得到纯度符合要求的蛋白质,而且分离速度快,在应用方面具有更大的优势。

  • 【我们不一YOUNG】什么属于蛋白质食物

    蛋白质,是身体构建和修复的基石!但你知道哪些食物富含蛋白质吗?别急,我来告诉你!肉类:牛肉、猪肉、鸡肉,都是优质蛋白的来源,每天来点,肌肉更结实!鱼类:三文鱼、金枪鱼,不仅蛋白质丰富,还有Omega-3,对心脏好哦![b]豆类:黄豆、黑豆、绿豆,植[/b]物蛋白的代表,素食者的好选择!奶制品:牛奶、酸奶、奶酪,钙质和蛋白质双丰收,每天一杯,骨骼更强壮!蛋白质摄入要适量,过多或过少都不利于健康。每天建议摄入量,成年男性约56克,女性约46克。均衡饮食,合理搭配,让蛋白质成为你健康生活的好伙伴!

  • 【资料】什么是蛋白质

    蛋白质的英文名词来源于希腊文,其含义是“第一”和“基本的”。反映了蛋白质是生命活动中最基本的和最重要的物质。蛋白质由碳、氢、氧、氮4种主要元素组成,有的蛋白质还含有硫、磷等其他元素。如血红蛋白含有铁、甲状腺球蛋白含有碘等。蛋白质的基本结构单位是氨基酸。氨基酸的特点是在分子一端含有氮和氢元素组成的化学基团——氨基。动物不能合成氨基,只有植物有利用硝酸盐合成氨基的能力。所以在动物饲养中,要依靠含有氨基酸、蛋白质的饲料,使家畜、家畜等生产蛋白质(净肉)。 蛋白质由一长串氨基酸链组成。一般都很长,如血红蛋白是由580个氨基酸组成。但氨基酸种类只有20种,在蛋白质中按严格的顺序排列,构成多种多样的生物专一性的蛋白质。由于人体不能合成氨基酸,只能从食物中获得蛋白质,并在肠内将蛋白质分解成各种氨基酸,这些氨基酸被吸收后,重新合成人体的特殊蛋白质。合成蛋白质的主要器官是肝脏。 从蛋白质这个名字看,好像蛋白质来源离不开蛋。其实动物、植物以及其他生物体都含有蛋白质。虽然最常党见的蛋白质——蛋清是白色的。但并非所有蛋白质都是白色的。血液上的血红蛋白是红色的,绿色植物的叶绿蛋白是绿色的。 同碳水化物和脂肪相比,蛋白质的两个代谢特点,一是它主要在代谢中发挥作用,而不是分解后为人体提供能量;二是蛋白质代谢的起点和终点都是蛋白质,即起点是人体的异蛋白质(如鱼的蛋白质,鸡肉蛋白质等),而终点则成了人体特有的蛋白质。蛋白质由氨基酸组成,是另一种重要的供能物质,每克蛋白质提供4卡路里的热量。但蛋白质的更主要的作用是生长发育和新陈代谢。过量的摄入蛋白质会增加肾脏的负担。因此蛋白的摄入要根据营养状况、生长发育要求达到供求平衡。通常蛋白摄入所产生的热量约占总热量的20%左右为宜。

  • 药物绑定靶蛋白的效果首次可直接测量

    新技术有助于开发更好的药物2013年07月06日 来源: 中国科技网 作者: 陈丹 科技日报讯 据物理学家组织网7月5日(北京时间)报道,瑞典卡罗林斯卡医学院的研究人员开发出一种方法,首次能够直接测量药物抵达其位于细胞中的目标蛋白的效果。《科学》杂志上描述的这项新技术,对于开发新的、改良型的原料药将是一个重大贡献。 大多数药物都是通过与一种或多种蛋白质结合并影响其功能来发挥效力的,但药物开发也因此面临两个常见问题:认定正确的目标蛋白,并设计能够有效地找出和绑定它们的药物分子。此前没有任何一种手段可用于直接测量药物分子定位和绑定其靶蛋白的效率,这使得药物开发过程的很多阶段都存在一定程度的不确定性。在某些情况下,候选药物在人体临床试验中没有达到预期效果,经证实正是由于药物分子没有与正确的蛋白质结合造成的。 而卡罗林斯卡医学院研究人员利用靶蛋白与药物分子结合时通常会变得稳定的观念,开发出了这个被称为CETSA(细胞热转移分析)的新技术。他们认为,这项技术可作为药物开发过程中一个重要的控制阶段,也可作为对其他方法的一个补充。“我们已经证明,该方法适用于多种靶蛋白,使我们能够直接测量药物分子是否抵达了其位于细胞或动物模型中的目标。”该医学院医学生物化学与生物物理学系首席研究员帕尔·诺德隆德说,“我们相信,CETSA技术最终将帮助提高许多药物的效率,并有助于开发更好的药物分子和更有效的治疗方案。” 研究人员还对可能导致细胞耐药性的工序进行了仔细检查,并表示,这一技术能够确定现有药物是否适合个别患者,因此其具有应用于个性化治疗的潜在价值。 “我们认为,该方法可以为癌症治疗提供一个重要的诊断工具,比如,从原则上来说,CETSA技术让我们能够确定哪种药物针对肿瘤中的蛋白质最有效,临床医生也可以在早期治疗阶段确定肿瘤是否已经具备了某种抵抗力、哪种治疗方案对病人更合适。”诺德隆德的同事丹尼尔·马丁内兹·莫利纳说,他带领的团队正在开展一个旨在将CETSA技术用于病患研究的项目。(记者陈丹) 总编辑圈点 体温可以测量,骨密度可以测量,就连药物绑定靶蛋白的效果也可以直接测量,让人不得不慨叹医学技术发展的速度之快。文中提到的细胞热转移分析技术,就好比狙击手的瞄准镜,能帮助狙击手调整位置以便更准确地击中目标。这样一来,不仅可以更好地提高药效,还尽可能地减少副作用,其实际应用价值非同一般。那种“杀敌一千,自损八百”的诊疗方法或将成为过去,那些原本被认为的绝症或将“绝”处逢生。 《科技日报》(2013-07-06 一版)

  • 【转帖】蛋白质纯化

    蛋白质纯化 蛋白质分离纯化是用生物工程下游技术从混合物之当中分离纯化出所需要得目的蛋白质的方法。  是当代生物产业当中的核心技术。该技术难度、成本均高;例如一个生物药品的成本75%都花在下游蛋白质分离纯化当中。常用技术有:  1、沉淀,  2、电泳:蛋白质在高于或低于其等电点的溶液中是带电的,在电场中能向电场的正极或负极移动。根据支撑物不同,有薄膜电泳、凝胶电泳等。  3、透析:利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。  4、层析:  a.离子交换层析,利用蛋白质的两性游离性质,在某一特定PH时,各蛋白质的电荷量及性质不同,故可以通过离子交换层析得以分离。如阴离子交换层析,含负电量小的蛋白质首先被洗脱下来。   b.分子筛,又称凝胶过滤。小分子蛋白质进入孔内,滞留时间长,大分子蛋白质不能时入孔内而径直流出。  5、超速离心:既可以用来分离纯化蛋白质也可以用作测定蛋白质的分子量。不同蛋白质其密度与形态各不相同而分开。

  • 有关蛋白质与蛋白质水解物理化指标的理解

    [color=#444444]检测单上有两个指标的意思不是很理解,“相对分子质量小于1000的蛋白质水解物”所占比例为80%,而“蛋白质(以干基计),%”为70%。为什么蛋白质(以干基计)的数值还要更低呢。[/color]

  • 【技术@创新 】我国科学家构建模型 精确预测蛋白质相互作用

    记者前天从中科院上海药物所获悉,该所蒋华良研究员等发明出一套预测蛋白质—蛋白质相互作用的新方法,预测精确性大于80%。这项计算生物学重要成果发表于国际著名期刊《美国科学院院刊》(PNAS)本月在线版上。   蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)决定着几乎所有的生物功能。目前,大多数蛋白质相互作用预测法都依赖于大量同源蛋白信息或蛋白相互作用标识物信息,应用范围有限;而新方法可仅依据蛋白质的序列信息,研究任意新蛋白的功能,或预测老蛋白的新功能,并可用于新药设计,对基因组研究也具有十分重要的意义。研究人员经过两年努力,用超过1.6万对实验测定了蛋白质相互作用结果,构建出通用性PPI预测模型

  • 【转帖】蛋白质组学的标准化

    【转帖】蛋白质组学的标准化

    由于人类基因序列的建立已经接近完成,人们认识到生物科学届的下一项任务将是表征基因组的产物——其中绝大部分是蛋白质。作为正在兴起的研究领域,蛋白质组学将其研究目标定位于:鉴定和测量在一个细胞或组织中的所有蛋白质,这样做的预期是,将能发现那些能够成为疾病生物标志物(biomarker)或药物靶标的候选蛋白质。经证明,这是一项令人望而生畏的工作,难度之一在于,25,000个基因中的每一个都会产生拼接、翻译后修饰,最后表达的蛋白质数量将会大大增加。另一个增加难度的因素是蛋白质的浓度范围太广——通常为许多个数量级——并且很可能大多数人们感兴趣的都是那些低丰度的蛋白。  目前,已有大量的技术和实验方法用于解决蛋白质组学的问题。其中应用最广泛的是“自下而上”的方法。用蛋白质水解酶(典型的为胰蛋白酶)将细胞提取液或溶胞产物中的所有蛋白质酶解,接着用反相液相色谱(LC)分离,然后在线引入电喷雾源的质谱。一种参考的液相色谱-串联质谱([url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]-MS)流程通常为:多肽离子在母离子扫描中被分离,其中几个最强的离子将被自动碎裂,将母离子质量和子离子/碎片质量都输入搜索引擎,和数据库中的蛋白按照多肽和碎片质量去匹配,匹配的结果将生成记录、即完成了蛋白质的鉴定。获得一个、几个或所有蛋白质的定量信息,可以有几种做法:比如通过谱图计数和峰强度测量的非标记方法(Label free) 通过引入稳定同位素标记标签 或用重同位素标记蛋白中的一个或几个肽(“蛋白典型多肽”) [1]对于复杂样品,如人体液或胞溶产物,潜在需要分析的蛋白质数量将非常庞大。在一个特定状态下一个细胞典型地会表达几千种蛋白质,每个蛋白质将产生多达几十个多肽,而每一个多肽在质谱中又以多种带电状态存在。因此,单个蛋白质组学样本就包含500, 000多种类别或者更多。为了减少分析问题的复杂性,通常在进行[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]分析前利用一维或二维凝胶电泳[2]、溶液中的等电聚焦[3]或多维高效液相色谱(HPLC)[4]技术,将样本预分离成多馏分(prefractionation)。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/12/200912311320_193276_1615922_3.jpg[/img]

  • 什么是蛋白质食物

    蛋白质食物是指鱼、肉、蛋、奶和大豆制品。这些食物营养价值高,不但提供优质蛋白,还提供维生素和矿物质,如钙、铁、锌、维生素A、维生素B等,是人体营养的重要保障。

  • 【转帖】中国计量院高通量蛋白质检测技术研究取得重大突破

    “高通量蛋白质分离检测关键技术研究取得的突破给我们很大鼓舞,但这只是我们大规模系统集成研究的一部分,我们正在着力于系统后续的研究。相信,在不久的将来,这套集成系统将为蛋白质组的分析提供一个完整规范的平台。”谈起不久前通过项目鉴定的《高通量蛋白质分离检测关键技术研究》和取得的成果,中国计量科学研究院生物、能源与环境研究所科学仪器研究室主任刘新志显得踌躇满志。  随着全球性的国际人类基因组计划的初步完成,一个以蛋白质和基因调节为研究重点的后基因组时代已经拉开序幕。蛋白质是生理功能的执行者,是生命现象的直接体现者,对蛋白质结构和功能的研究将直接阐明生命在生理或病理条件下的变化机制。伴随人类基因组研究而发展的蛋白质组学则是研究细胞内各种蛋白质的组成及其活动规律的一门新兴学科。后基因组时代,蛋白质组将成为重点研究方向之一,并将有力推动生物产业的持续性高速发展。  “蛋白质组研究是一门极为年轻的科学,从诞生到蓬勃发展也不过七八年历史,我国的研究时间也只有六年而已。但其发展速度非常迅猛,应用范围也非常广泛。”刘新志说。  蛋白质组研究对生命科学、化学分析、食品安全、人类健康等诸多领域都有着重要意义。例如,几乎所有的药物都是通过蛋白质发挥作用,蛋白质组学在药学研究中的应用不仅可直接产生新的药物,更重要的是可减少对新药开发研制的盲目性,大大加速和简化新药研制的过程;通过对疾病不同阶段蛋白质组的研究,还可帮助诊断和防治疾病。目前,蛋白质组学已成功用于肿瘤、糖尿病、艾滋病、关节炎等多种疾病的诊断和治疗。  “蛋白质组研究的核心技术分为两个部分:蛋白质分离技术和蛋白质鉴定技术。实验数据表明,现阶段依赖质谱分析的蛋白质鉴定技术的发展水平远高于蛋白质分离技术的发展水平。但对大分子、复合物、细胞的分离纯化是进行更详尽的生物鉴定和工程化应用所必需的重要步骤,如果不能快速有效地进行蛋白质分离,后续的鉴定也无法进行。所以,蛋白质组研究的瓶颈来自于蛋白质分离技术的限制。”刘新志打了一个比喻:“蛋白质鉴定技术好比一条宽敞的高速路,但通往这条高速路的必经路——蛋白质分离技术就好比一条小胡同,这条小胡同严重影响了车辆的快速通行。”  据介绍,目前蛋白质分离技术主要有两种——双向电泳技术和高效液相色谱技术。“这两种传统技术与生俱来的缺点是很难分解出难溶性蛋白,而且不能分解出不溶性蛋白。要打通这条小胡同,就必须找到一种新的方法、研制一种新的装置,能够有效地分离出难溶性蛋白和不溶性蛋白,并且要实现高通量快速分离。”刘新志介绍。  由中国计量科学研究院完成的《高通量蛋白质检测关键技术的研究》课题在解决蛋白质的快速分离技术方面取得了重大突破。研究建立了以反向加样连续自由流电泳(FFE)分离方法为核心的高通量蛋白质分离检测技术中最为关键的高稳定度自由流电泳(HSFFE)装置。“该装置最显著的特点就是解决了两种传统的分离技术所不能解决的问题——从蛋白混合物中有效地分离出可溶性蛋白、难溶性蛋白、不溶性蛋白,实现了对这三种蛋白的完全分离;其次,装置的通量高,速度快,能够满足蛋白质快速分离鉴定的需要。”刘新志说。

  • 【转帖】生命所需——蛋白质和多肽蛋白质粉!

    人类的营养物质有许多种类,最为重要的为蛋白质,碳水化合物和脂肪,其它则是微量营养物质,如维生素、电解质和微量元素等。虽然每一种营养物质对人体来说都是不可或缺的,但绝大多数的营养学家都会有充分的理由认为,真正最重要的营养物质是蛋白质。一、蛋白质是构成人体的基本物质。蛋白质是由氨基酸通过肽链相连而构成的,它是人体包括骨骼、肌肉、皮肤和脑的重要物质基础,同时氨基酸也是生成核酸的基本物质。我们知道,核酸既形成遗传密码,也是体内储存能量的基本物质。因而从根本上说,人体是由蛋白质组成的。构成人体蛋白质的生理功能概括有如下三个方面:1)人体组织的主要构成成份:如肌肉、骨骼、血液、皮肤、神经、肝、心等等。2)具有特殊生理功能:可以这样说,人类的一切生理活动都与蛋白质有关。如酶蛋白能催化机体的一切化学反应,包括蛋白质、脂肪、碳水化合物的消化等;载脂蛋白运送脂肪;血红蛋白运送氧;激素蛋白调节代谢与生理活动包括情感;血浆白蛋白调节渗透压、运输金属离子、胆红素和抗生素等。3)供给机体能量:成年人每日约需要更新400g蛋白质,每克蛋白质彻底分解能释放出约4 Kcal的热量。4)为机体提供氮原料:人体内所必需的嘧啶、嘌呤、肌酸、胆碱、肾上腺素、肉碱、牛磺酸等,都是以多肽、氨基酸为原料的。表1. 世界粮食组织(FAD)和世界卫生组织(WHO)根据中国人的体质和膳食结构推荐的中国人蛋白质的摄入量(RNLs)。年 龄 蛋白质RNL(g/d)初生—6个月 1.5-31岁 353岁 455岁 557岁 609岁 6510-16岁 75-85成年女性 65成年男性 75妊娠 +15乳母 +20根据统计资料:由于贫困、工作紧张、精神压力、减肥节食、以及肠胃疾病、癌症、贫血、肾病、各种结核病、肝硬化、腹水、烧伤、失血等,以及老龄人均不同程度地存在着蛋白质的摄入不足。上世纪80年代以来,我国营养学家对7个省18个贫困地区,1万名学龄前儿童进行了为期4年的连续调查,发现营养不良现象非常严重,其中蛋白质的摄入量不足WHO规定的60%。近年社会医学工作调查,在发达地区由于生活节奏加快,精神压力异常增加,以及办公室白领阶层的减肥节食,也导致蛋白质摄入不足,代谢异常的人群增加。二、蛋白质缺乏的体征和临床症状单纯的蛋白质营养不良又叫加西长病,这或许是来源于非洲的单词,单纯的能量不足时叫消瘦;临床上通常把这两种现象叫单纯性蛋白质能量营养不良症或PEM。单纯的PEM症在临床上较少见到,但在慢性消耗性疾病患者中则常见,尤其是在癌症患者和艾滋病的患者中几乎占到90%以上。现代都市和贫困地区存在着相当数量的蛋白质营养不良族群,他们的临床表现主要是能量损失或不足,如体力不支、睡眠不安、怕冷、怕热、性冷淡、无法进行正常的体力劳动和运动,其次为肌肉组织萎缩、皮肤松驰;腿部、脸部易水肿、脂肪肝、无名皮疹、伤口愈合不良、记忆力下降、视力减弱等。再者免疫力低下易感冒、感染。在做血检时通常会发现这些族群的血浆蛋白处于正常值的下限,其中白蛋白、转铁蛋白、甲状腺素结合前体蛋白和视轴蛋白(retinol-binding protein)均处于低水平时,患者易于感染各种疾病并且出现早衰症状,如果是儿童则感染后死亡率增加30%-40%,对于这类人群WHO的专家最好的建议就是迅速补充优质(或全价)的蛋白质。

  • 怎么检验蛋白质?

    双缩脲试剂(biuret reagent)是由双缩脲试剂A(NaOH)和双缩脲试剂B(CuSO4)两种试剂组成.双缩脲试剂A的成分是氢氧化钠的质量分数为0.1 g/mL的水溶液;双缩脲试剂B的成分是硫酸铜的质量分数为0.01 g/mL的水溶液。双缩脲试剂可以验证蛋白质的存在。具体方法是:先将双缩脲试剂A加入组织样液,振荡均匀(必须营造碱性环境),再加入双缩脲试剂B,摇荡均匀。如果组织里含有蛋白质,那么会看到溶液变成紫色。具有两个或两个以上肽键的化合物皆可与双缩脲试剂产生紫色反应。蛋白质的肽键在碱性溶液中能与Cu2+络合成紫红色的化合物。颜色深浅与蛋白质浓度成正比。双缩脲(NH2CONHCONH2)是两个分子脲经180℃左右加热,放出一个分子氨后得到的产物。双缩脲试剂本是用来检测双缩脲,因蛋白质中也有-CONH-基也可用于检验蛋白质,与蛋白质接触后的颜色呈紫色

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