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蛋白质聚集体

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蛋白质聚集体相关的资讯

  • Postnova场流分离系统应用举例:蛋白质聚集体分离的理想解决方案
    Postnova场流分离系统应用举例——蛋白质聚集体分离的理想解决方案 蛋白质聚集体已经成为药学发展和质检上一个重要的问题。其活性,生物利用度和可能的消极免疫响应等性能直接与不同程度的聚集态的存在有关。因此不仅FDA, 更多的官方和私人研究机构都对聚集态结构产生越来越大的兴趣。他们研究的目标是确定精确的聚集情况,即药物中的蛋白质中某个时间有多少聚集态结构形成以及如何避免这种情况。 场流分离技术是分离技术的一种,它可以与液相色谱(LC)相比。就像液相主要用来分离小分子一样,场流分离主要用来分离大分子或粒子(可称为:粒子色谱)。场流分离技术是一个独特的分离技术,所有场流分离技术都使用相同的基本分离的原则,但采用不同的分离场。根据不同分离场,场流分离技术可分为流动场流分离,沉淀场流分离,热场流分离等。 当样品注射到场流分离通道时,分离应力作用于聚合物或粒子强迫它们向通道底层移动,通道底层就被称为聚集壁。样品不能透过聚集壁,所以它们再次扩散到通道中心。扩散应力被分离应力抵消,在很短的时间(一般是30~120秒)内两种力之间就建立起一个稳定的动态平衡。大小不同的颗粒有着不同的扩散系数,所以它们在通道内由于速度梯度而被分离。注射后的粒子/聚合物由于“垂直场力”的存在,受迫向垂直于流动相流动的方向移动。小粒子由于具有较大的扩散系数将会比大粒子在通道内扩散的更深远。结果就是,小粒子在通道内被“层流”更快的定位,并因此而被洗脱出来;而大粒子则定位较慢,后洗脱出来。 上图是使用AF4非对称场流分离单克隆抗体的结果。在20分钟内,不同程度的聚集态被分开,整个分离过程由于没有固定相存在,因此蛋白质的空间结构不会被破坏。样品不需要前处理,更可以通过联用多种在线检测器(LS, UV, RI, SEM, DLS),方便迅速得到需要的数据。 场流分离技术具有以下优点: • 快速、温和的分离,可以兼容任何溶剂和缓冲液 • 超高的分辨率(±1nm) • 没有任何固定相的分离通道 • 宽分离范围:粒径1nm~100mm /分子量1000Da~1012Da • 无需前处理及过滤,直接进样复杂基质样品 • 可收集所需要的样品,方便升级至制备级 • 能够连接各种检测器,如在线串联紫外、光散射、荧光、质谱等检测器 • 可同时测定分子的分子量及粒子的粒径。 这些优点使场流分离技术在蛋白质及其聚集体分离方面可以发挥巨大的作用。 更多产品详情,敬请登陆:www.tegent.com.cn 德祥热线:4008 822 822 info@tegent.com.cn
  • 揭秘岛津生物药聚集体粒子表征的创新之道
    导读生物药发生聚集后药效会明显减弱,还可能导致人体出现休克,岛津基于流动成像技术开发的粒子分析系统,对生物药中亚可见类聚集体以及不溶性微粒物或外源性组分检测提供了全新分析手段。 受新冠疫情影响,世界各国经济遭受重创,在面临资本寒冬的大环境中生物医药产业一枝独秀,逆势增长,俨然成为世界经济发展以及全球健康保障的指明灯。生物药可对病原体进行特异性攻击,副作用小,药效显著,但易受到环境温度、压力、存储条件、外界异物引入等因素影响而发生聚集。研究表明,生物药发生聚集后药效会明显减弱或消失,严重时还会因免疫反应而导致人体出现休克症状。 对于生物聚集体的分析,小于100nm的不可见聚集体通常使用空间排阻色谱法(SEC)检测,对于10um以上可见区聚集体美国药典和日本药典规定使用光阻法进行检定,但在100nm至10um之间并无合适的定量评价方法。2020版中国药典第四部关于不溶性微粒物检查,第一法光阻法,第二法显微计数法。光阻法只能给出计数浓度,不能查看粒子形貌及聚集状态,显微计数法虽然能查看粒子形貌及个数,但检定效率低且代表性差。 图1 生物聚集体大小及粒径范围分布 岛津iSpect DIA-10基于流动成像技术开发的粒子分析系统综合了粒度、显微观察、粒子计数三类仪器的特点,可以精确捕捉粒子形貌、粒径大小分布、能对不同大小粒子进行有效区分并给出对应粒径范围粒子的计数浓度结果,最低仅需50uL样品消耗且有非常高的灵敏度。对于生物药中亚可见类聚集体的检定以及相关的不溶性微粒物或外源性组分检查可提供一个全新分析手段。图2 岛津iSpect DIA-10动态颗粒图像分析系统 应用实例 生物药中不溶性亚可见微粒物的检查 样品处理:人体免疫球蛋白(1mg/mL)两份,一份80℃加热3min,一份机械搅拌10min样品分析:使用iSpect DIA-10分别观察其蛋白聚集形成状态 图3 80℃加热3min后粒子状态 图4 机械搅拌10min后粒子状态 图5 粒子检定结果 生物蛋白聚集体的粒径范围一般在0.2~10um之间,传统的蛋白聚集体评价方法中存在“无法一次性完成亚可见区的测定、”无法边施压(加热或机械刺激)边测定“、”无法回收已测样品“和“无法进行定量”等问题。岛津开发的生物医药聚集体评价系统Aggregates Sizer可以完美解决上述问题。图6 生物聚集体评价系统Aggregates Sizer ? 定量评价生物聚合体浓度(ug/mL)? 高灵敏度生物聚合体分析,一次仅需0.4mL? 具有温度控制及机械搅拌功能? 间隔1秒的超快速聚集过程监控? 可进行超过15小时的连续不间断测定 应用实例 不同温度及机械压力刺激下,生物蛋白聚集情况分析 样品:静脉注射免疫球蛋白(IVIG)热压力处理:在70℃下对1mL IVIC溶液进行5、7、9分钟培养后,取0.4ml进行测定机械刺激处理:5mL IVIC溶液室温中按190次/分钟速度搅拌,进行8个小时的连续测定 通过Aggregates Sizer生物医药聚集体评价系统对聚集体粒径、生成的聚集体浓度随时间的变化进行评价,结果如图7、图8所示。由图可知,施加热压力时,只在0.2um附近增加聚合体,而1um以上的粒径处并未生成聚集体。施加机械刺激时,随着时间的增加,可以发现在0.2~10um区域聚集体增加。FDA认证中将亚可见区分为0.2~2um和2~10um两个区域进行分别评价,而使用Aggregates Sizer只需一次测定即可得到整个区域的聚合体生成量信息。Aggregates Sizer采用的qLD法可以有效评价蛋白质在研发制造过程中受热压或机械刺激对生物药品的影响评价。图7 70℃加热 图8 190次/分钟速度搅拌 总结 生物药具有副作用小药效显著的特点,但在生产、运输、使用过程中容易产生聚集而影响药效,在生物聚集体大量存在的100nm~10um粒径范围内并无有效的评价方法,无相关的在线模拟实验(温度、机械压力影响)手段、无法进行定量分析、无法回收已测样品等,针对这一系列问题,岛津开发的Aggregates Sizer生物医药聚集体评价系统以及基于流动成像技术开发的iSpect DIA-10粒子分析系统可以很好的解决上述问题,可为生物药开发及品质监控提供全新的解决方案。
  • 揭秘岛津生物药聚集体粒子表征的创新之道
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 受新冠疫情影响,世界各国经济遭受重创,在面临资本寒冬的大环境中生物医药产业一枝独秀,逆势增长,俨然成为世界经济发展以及全球健康保障的指明灯。生物药可对病原体进行特异性攻击,副作用小,药效显著,但易受到环境温度、压力、存储条件、外界异物引入等因素影响而发生聚集。研究表明,生物药发生聚集后药效会明显减弱或消失,严重时还会因免疫反应而导致人体出现休克症状。 /span /p p style=" text-align:center" span style=" font-family: 宋体, SimSun " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/ae33f487-b53d-426d-88fa-4973b5dcfcbb.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 对于生物聚集体的分析,小于100nm的不可见聚集体通常使用空间排阻色谱法(SEC)检测,对于10um以上可见区聚集体美国药典和日本药典规定使用光阻法进行检定,但在100nm至10um之间并无合适的定量评价方法。2020版中国药典第四部关于不溶性微粒物检查,第一法光阻法,第二法显微计数法。光阻法只能给出计数浓度,不能查看粒子形貌及聚集状态,显微计数法虽然能查看粒子形貌及个数,但检定效率低且代表性差。 /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/209b379b-870b-4e36-908c-369cae988b7e.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " strong span style=" font-family: 宋体, SimSun " 图1& nbsp 生物聚集体大小及粒径范围分布 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 岛津iSpect DIA-10基于流动成像技术开发的粒子分析系统综合了粒度、显微观察、粒子计数三类仪器的特点,可以精确捕捉粒子形貌、粒径大小分布、能对不同大小粒子进行有效区分并给出对应粒径范围粒子的计数浓度结果,最低仅需50uL样品消耗且有非常高的灵敏度。对于生物药中亚可见类聚集体的检定以及相关的不溶性微粒物或外源性组分检查可提供一个全新分析手段。 /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/32d542bd-19df-418c-ab7e-f5202ba39c0c.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" / /p p style=" text-indent:36px text-align:center line-height:120%" a href=" https://www.instrument.com.cn/netshow/C390622.htm" target=" _self" span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline font-family: 宋体, SimSun " 图2& nbsp 岛津iSpect DIA-10动态颗粒图像分析系统 /span /strong /span /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 应用实例:生物药中不溶性亚可见微粒物的检查 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 样品处理:人体免疫球蛋白(1mg/mL)两份,一份80℃加热3min,一份机械搅拌10min /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 样品分析:使用iSpect DIA-10分别观察其蛋白聚集形成状态 /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/f21eba36-d161-4013-9e03-71c806dab510.jpg" title=" 4.png" alt=" 4.png" / /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/b69d824b-dbef-4341-914e-027cc8bfa68c.jpg" title=" 5.png" alt=" 5.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 生物蛋白聚集体的粒径范围一般在0.2~10um之间,传统的蛋白聚集体评价方法中存在“无法一次性完成亚可见区的测定、”无法边施压(加热或机械刺激)边测定“、”无法回收已测样品“和“无法进行定量”等问题。岛津公司开发的生物医药聚集体评价系统Aggregates Sizer对上述问题有如下解决方案: /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/22689e1b-d6f5-43e4-954d-b8975108ee69.jpg" title=" 6.png" alt=" 6.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 应用实例:不同温度及机械压力刺激下,生物蛋白聚集情况分析 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 样品:静脉注射免疫球蛋白(IVIG) /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 热压力处理:在70℃下对1mL IVIC溶液进行5、7、9分钟培养后,取0.4ml进行测定 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 机械刺激处理:5mL IVIC溶液室温中按190次/分钟速度搅拌,进行8个小时的连续测定 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 通过Aggregates Sizer生物医药聚集体评价系统对聚集体粒径、生成的聚集体浓度随时间的变化进行评价,结果如图7、图8所示。由图可知,施加热压力时,只在0.2um附近增加聚合体,而1um以上的粒径处并未生成聚集体。施加机械刺激时,随着时间的增加,可以发现在0.2~10um区域聚集体增加。FDA认证中将亚可见区分为0.2~2um和2~10um两个区域进行分别评价,而使用Aggregates Sizer只需一次测定即可得到整个区域的聚合体生成量信息。Aggregates Sizer采用的qLD法可以有效评价蛋白质在研发制造过程中受热压或机械刺激对生物药品的影响评价。 /span /p p style=" text-align:center" span style=" font-family: 宋体, SimSun " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/c2534c58-481b-4f10-b689-019e91bc3562.jpg" title=" 7.png" alt=" 7.png" / /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" font-family: 宋体, SimSun " 总结 /span /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体, SimSun " 生物药具有副作用小药效显著的特点,但在生产、运输、使用过程中容易产生聚集而影响药效,在生物聚集体大量存在的100nm~10um粒径范围内并无有效的评价方法,无相关的在线模拟实验(温度、机械压力影响)手段、无法进行定量分析、无法回收已测样品等,针对这一系列问题,岛津公司开发的Aggregates Sizer生物医药聚集体评价系统以及基于流动成像技术开发的iSpect DIA-10粒子分析系统可以很好的解决上述问题,为生物药开发及品质监控提供全新的解决方案。 /span /p p style=" text-align: right " strong span style=" font-family: 宋体, SimSun " 作者:刘舟 /span /strong /p p style=" text-align: right " strong span style=" font-family: 宋体, SimSun " 岛津企业管理(中国)有限公司 /span /strong /p p style=" text-align: right " strong span style=" font-family: 宋体, SimSun " 高级技术专家 /span /strong /p
  • 【学术前沿】随机光学重建显微镜 STORM 揭示了人脑中病理聚集体的纳米级组织
    【学术前沿】随机光学重建显微镜 STORM 揭示了人脑中病理聚集体的纳米级组织(文末预约试拍)01—研究介绍脑组织样本的组织学分析给我们提供了有关导致常见神经退行性疾病的病理过程的宝贵信息。在这种情况下,开发新的高分辨率成像方法是神经科学当前面临的挑战。为此,我们使用了一种被称为随机光学重建显微镜 (STORM) 的超分辨率成像技术来分析人脑切片。作者将 STORM 细胞成像方案与神经病理学技术相结合,对患有神经退行性疾病的患者和对照受试者的脑样本进行了成像。02—研究结果(节选)作者在新皮质、白质和脑干样本中执行了 2D、3D 和双色STORM成像 。STORM 被证明在可视化致密蛋白质包涵体的组织方面特别有效,作者对阿尔茨海默病、帕金森病、路易体痴呆和额颞叶变性患者的中枢神经系统内的病理聚集体进行了 图1、使用 STORM 对人脑样本进行超分辨率成像。(A) 用于 STORM 成像的光学设置示意图。I.B.,入射光束;E.F,渐逝场;R.B.,反射光束。(B) STORM 采集人脑切片中的皮层轴突,对神经丝 (NF) 进行免疫染色:首先采集传统的宽视场荧光显微镜图像。(B1),然后强烈增加激发功率以诱导荧光团闪烁,并获得数千帧记录(B2-B5)。以亚像素精度(B6-B9)在每帧的基础上检测到激活的荧光分子的定位。然后使用来自所有帧的累积定位来重建超分辨率图像(B10)。IF,成像帧。(C) 使用常规宽视场荧光显微镜、STORM 和透射电子显微镜 (TEM) 获得的纵向和横向切片前额叶皮层轴突的代表性图像。(D 和 E)使用常规荧光显微镜、STORM 和 TEM 在人脑中测量的轴突直径(纵向切片)和面积(横向切片)。误差线表示具有标准偏差的平均值。*P 2、AD 患者脑样本中老年斑和神经原纤维缠结的STORM图像图2、AD患者大脑样本中老年斑和神经原纤维缠结的STORM图像。(A1) AD 患者新皮质中老年斑的代表性图像(Ab 的免疫组织化学检测)。(A2) 同一患者的新皮质切片中整个老年斑块的常规荧光显微镜图像对 Ab 进行免疫染色。(A3) 同一区域的风暴图像。插图(1 和 2)显示了聚合 Ab 分支的分布和大小的特写细节。(A4) 老年斑中 Ab 纤维(黑色箭头)的比较 TEM 图像。(B1) AD 患者新皮质中神经原纤维缠结的代表性图像(p.Tau 的免疫组织化学检测)。(B2) 在同一患者的新皮质切片中,整个退化神经元的胞体内神经原纤维缠结的常规荧光显微镜图像被 Ab 沉积包围。(B3) 通过结合传统荧光显微镜 (Ab) 和 STORM (p.Tau) 对同一神经元进行成像。插图(3 和 4)显示了胞体中 p.Tau 聚集体的蜂窝结构和轴突中的丝状组织的特写细节。(B4) 神经原纤维缠结中 Tau 丝(白色箭头)的比较 TEM 图像。03—研究总结本文中,作者结合了超分辨率显微镜和神经病理学技术来分析人脑切片。迄今为止,组织中纳米结构的成像主要依赖于透射电子显微镜,这是一项耗时的技术,需要超薄组织切片 (50-70 nm) 进行严格的样品制备,并限制了免疫靶向多样性和3D采集。相反,STORM在样品制备,广阔的观察领域,多分子标记和3D采集方面具有光学荧光显微镜的优势,而图像采集和重建仅需几分钟。人脑样本的 STORM 成像进一步打开了全面了解常见神经系统疾病的大门。这种技术的便利性应该会直接扩展其在人脑超分辨率成像方面的应用,为当前神经科学面临的挑战提供更好解决方案。04—超高分辨率显微成像系统 iSTORM前文中提及的随机光学重构显微镜(STORM)技术,目前已成功实现商用,有需要STORM技术进行实验研究的专家老师们,请文末填写问卷,即可预约获得 iSTORM 超高分辨率显微成像系统试拍服务哦~超高分辨率显微成像系统 iSTORM,成功实现了光学显微镜对衍射极限的突破,使得在 20 nm的分辨率尺度上从事生物大分子的单分子定位与计数、亚细胞及超分子结构解析、生物大分子生物动力学等的研究成为现实,从而给生命科学、医学等领域带来重大性突破。图3、超高分辨率显微成像系统iSTORM。超高分辨率显微成像系统 iSTORM 具有 20 nm超高分辨率、3通道同时成像、3D同步拍摄、实时重构、2小时新手掌握等特点,已实现活细胞单分子定位与计数,并提供荧光染料选择、样本制备、成像服务与实验方案整体解决方案,以纳米级观测精度、高稳定性、广泛环境适用、快速成像、简易操作等优异特性,获得了超过50家科研小组和100多位科研人员的高度认可。参考文献:P. Codron, F. Letournel, S. Marty, L. Renaud, A. Bodin, M. Duchesne, C. Verny, G. Lenaers, C. Duyckaerts, J.-P. Julien, J. Cassereau and A. Chevrollier (2021) Neuropathology and Applied Neurobiology 47, 127–142 STochastic Optical Reconstruction Microscopy (STORM) reveals the nanoscale organization of pathological aggregates in human brain
  • 我国科学家利用聚集体调控探针实现多种细胞器动态超分辨成像
    近日,中科院大连化学物理研究所研究员徐兆超团队发展了聚集体调控探针,解决了以往蛋白标签荧光探针在超分辨成像应用中缺乏对多种细胞器通用性标记的问题。相关研究成果已发表于《聚集体》。  纳米尺度下细胞器与亚细胞器动态行为的监测与解析对于生命进程的解密至关重要。徐兆超团队前期针对溶酶体内酸性微环境设计合成了溶酶体自闪染料,并借助单分子定位显微镜(SMLM)实时监测了溶酶体运动并发现4种溶酶体间相互作用模式,针对脂滴内部高度疏水环境设计了缓冲脂滴探针,实现了脂滴的稳定超分辨成像并发现脂滴融合的新模式。该团队构建的SNAP蛋白标签探针还克服了传统线粒体探针易受电位波动而脱靶的问题,实现了对线粒体的稳定标记和动态超分辨成像。  然而,蛋白标签荧光探针依然面临细胞渗透性差的问题,特别是探针在细胞内局域分布使得单一探针难以具有对多种细胞器广谱性标记的性能。对此,该团队发展了具有“单体—二聚体—聚集体”多体系动态调控的SNAP蛋白标签探针BGAN-Aze,该探针在细胞外形成荧光淬灭的纳米聚集体而具有快速穿透细胞膜和在细胞内广泛分布的能力,在细胞内以单体的形式与目标蛋白共价连接,并伴随荧光的恢复,最终实现细胞内多种细胞器选择性荧光识别与细胞器亚结构的动态超分辨成像。  此外,研究发现BGAN-Aze为不带电荷的中性分子,可保持高度的细胞渗透性与生物相容性,能够实现纳米尺度下对细胞膜、线粒体、细胞核等多种细胞器亚结构的长时间追踪。  该探针基于遗传编码技术,实现了细胞内多种细胞器选择性荧光识别的广谱应用性,并且实现了细胞器亚结构的动态超分辨成像,进而揭示了多种未见报道的细胞器结构动态变化,为进一步研究不同细胞器的功能提供工具。
  • “小贝开讲”之生物类似药申报中聚集体检测分析技术
    时间:2018年5月10日 15:00 - 16:00内容简介:近年来,随着一批“重磅炸弹”药物专利期的临近,生物类似药开发在国内外如火如荼的开展着。生物药物区别于化学药,由于其复杂的结构和生产工艺,很难做到和原研药完全一致,因此在生物类似药的申报中,需要对其各项特性指标进行全面表征和测定,确保其在质量、安全和有效性上与原研药保持一致。而聚集体的检测作为一项关键指标,需要在药物开发和生产过程中能够及时的检测出来,否则会影响药物的疗效,甚至会引起患者严重的免疫原性反应,如何有效的检测聚集体呢?本次讲座主要从常见聚集体检测分析方法,分析超离检测技术的特点以及国外药企在药物申报过程中对于单抗聚集体检测分析案例分享等三方面讲解,让你在生物类似药申报中提供更充分可靠的数据。主讲人简介:宋明敏离心机应用专家目前负责离心机产品线及分析型超离技术的应用开发。拥有多年生物制药行业研发,生产及质量管理经验。涉及领域包括抗体、疫苗和重组蛋白等生物制剂生产工艺开发、GMP认证及分析检测等。
  • 新研究提供调控大脑疾病中有毒蛋白质的分子机制
    所周知,细胞会自然衰老和死亡,但细胞蛋白质的适当调节对我们衰老时保持大脑健康至关重要。在神经退行性疾病中,蛋白质聚集体(或错误折叠蛋白质的团块碎片)扩散到邻近的细胞,但对这些有毒物质是如何转移的科学家们仍然知之甚少。  近日,发表在《美国国家科学院院刊(PNAS)》上的一项研究中,来自美国罗格斯大学新布伦瑞克分校的研究人员首次从分子水平上了解了在阿尔茨海默症和帕金森病等神经退行性疾病模型中,有毒蛋白质是如何调控的。在这项研究中,研究人员对秀丽隐杆线虫模型进行了研究,线虫受到压力的神经细胞可以将神经毒性蛋白质以囊泡的形式挤压出来,这些囊泡被称为exoophers。研究人员还研究了特定的压力如何影响exoophers被挤压出来。他们发现,形成exoophers需要特定的细胞信号,而出人意料的是,禁食可以显著增加exoophers的产生。此外,这项研究还发现了三种在禁食期间增加exoophers产生的细胞途径。  该研究第一作者、罗格斯大学新布伦瑞克分校分子生物学和生物化学系博士后研究员Jason Cooper说“在神经退行性疾病中,有毒蛋白质会扩散到邻近细胞以促进细胞死亡。鉴于在衰老和神经退行性疾病中管理蛋白质聚集体的重要性以及对这些聚集体如何转移的生物学知之甚少,对转移机制的详细了解可能会揭示以前的未被识别的治疗靶点”。   论文链接:  https://www.pnas.org/content/118/36/e2101410118
  • Nature重磅发现:衰老的根源在核糖体?衰老加剧核糖体暂停,破坏蛋白质稳态
    自然生命,有情众生,都难逃衰老的命运。从微观的调度来看,衰老会导致细胞适应性的下降和蛋白质功能的丧失。然而,衰老导致蛋白质聚集的机制还没有被完全理解。实际上,科学家们已经知道,随着年龄增长的蛋白质聚集是一个与许多疾病相关的问题。因此,深入研究这些疾病的基本生物学,了解导致它们的机制,可以帮助我们选择更好的治疗方法。衰老的根源在于核糖体?Nature最新研究发现,衰老加剧核糖体暂停,破坏共翻译蛋白质稳态!近日,斯坦福大学的研究人员在国际顶尖学术期刊 Nature 发表了题为:Ageing exacerbates ribosome pausing to disrupt cotranslational proteostasis 的研究论文。该研究提出,随着细胞衰老,核糖体翻译暂停将不断增加,导致核糖体相关质量控制(RQC)超载和新生多肽聚集,从而在衰老过程中至关重要地促进了蛋白平衡障碍和全身衰退。该论文开辟了一个新的研究方向,将衰老如何导致蛋白质聚集的问题追溯到了核糖体的年龄依赖性损伤。核糖体(Ribosome)是细胞内普遍存在的一种细胞器,主要由rRNA和蛋白质构成,“中心法则”中mRNA翻译成蛋白质这一过程就发生在核糖体。其功能是按照mRNA的指令将遗传密码转换成氨基酸序列并从氨基酸单体构建蛋白质聚合物。因此,核糖体也被称为细胞内蛋白质合成机器。核糖体的结构和功能本研究的第一作者 Kevin C. Stein 博士表示:“衰老伴随着细胞蛋白平衡的失调,这是许多与年龄相关的蛋白质错误折叠疾病的基础。然而,衰老是如何破坏蛋白质平衡的仍不清楚。由于新生多肽对蛋白平衡网络构成了巨大的负担,我们假设,衰老过程中翻译效率的改变可能有助于推动蛋白平衡的崩溃。”在这项最新研究中,研究团队发现衰老改变了秀丽隐杆线虫和酿酒酵母的翻译延伸过程的动力学。在衰老的线虫和酵母的特定位置(例如多碱基区域)核糖体暂停被加剧,导致核糖体碰撞增加,从而触发核糖体相关质量控制(RQC)。事实上,长寿的酵母突变体减少了年龄依赖的核糖体暂停,并且延长了寿命,具体与更大通量的RQC途径相关。研究人员还发现,线虫中显示年龄依赖核糖体暂停的新生多肽在年龄依赖的蛋白聚集体中强烈富集,进一步将核糖体翻译停顿与蛋白平衡崩溃联系起来。研究衰老对翻译动力学和协同翻译的影响通过结合实验和计算数据分析,研究人员发现核糖体的功能会随年龄的增长而退化,与此同时,有缺陷的蛋白质也会不断增加,使得原本会阻止蛋白质聚集的质量控制失效保护机制无法发挥作用。斯坦福大学生物学和遗传学教授、本研究的通讯作者 Judith Frydman 博士说道:“蛋白质在生命中最脆弱和最关键的时刻——也就是它最容易发生错误折叠的时候——恰恰是它形成的时候。”衰老加剧了酵母中核糖体在多碱基区域的暂停研究团队使用了一种称为核糖体图谱的技术,这种技术可以让他们准确地看到在翻译过程中核糖体是如何在mRNA上移动的。他们观察到,在年龄较大的细胞中,核糖体的周期性移动变得更慢,并且核糖体性能的下降与年龄相关的错误折叠蛋白质聚集的增加相一致。核糖体暂停后,被截断的新生多肽的年龄依赖性聚集对此,论文第一作者 Kevin C. Stein 博士解释道:“有两种情况,衰老导致核糖体碰撞的增加和停滞,但细胞失去了处理它的安全网络。”核糖体暂停和截断的新生多肽在衰老过程中的聚集本研究的另一位主要作者 Fabián Morales-Polanco 博士兴奋地表示,这个发现只是一个非常迷人的未来的开端,这开创了一个新的研究方向,也随之而来了无数个等待回答的问题,并可能因此产生数百篇论文。总而言之,这项研究提出,随着细胞衰老,核糖体翻译暂停将不断增加,导致核糖体相关质量控制(RQC)超载和新生多肽聚集,从而在衰老过程中至关重要地促进了蛋白平衡障碍和全身衰退。 论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-021-04295-4
  • MFI专注蛋白聚集分析,助力药物稳定性研究
    近日,美国明尼苏达大学药学院药理学科学家,利用MFI,在权威杂志Journal of ControlledRelease(IF:7.901)发表文章:Freezing-induced ProteinAggregation - Role of pH Shift and Potential Mitigation Strategies, J Control Release. 2020 Jul 10 323:591-599. --研究背景--在设计用于肠胃外给药的蛋白质药物产品中,聚集体的产生,除了在外观上引起不适之外,最重要的是它们具有细胞毒性作用,或是引起机体免疫原性应答。美国和欧洲药典对肠胃外药物产品中的不溶性聚集物有规定:对于小剂量的肠胃外药物,通过光阻法测量的小颗粒(≥10μm)和大颗粒(≥25μm)的推荐药典规范分别为≤6000/container和≤600/container。因此,预防和减轻蛋白质聚集对于维持蛋白质药物产品的安全性,功效和质量至关重要。药品加工步骤中,如纯化,搅动,冻融,填充,冻干,制剂成分,运输压力,都有可能将天然蛋白质转化为聚集体。而蛋白质溶液在配制为药物产品之前,通常以冷冻状态保存很长一段时间,所以,因反复冻融而产生的蛋白聚集体更应引起关注。蛋白质制剂如缓冲液可确保制剂的pH值在整个保质期内都保持在所需范围内。但在低温过程中,某些缓冲区的有效性可能会受到影响。例如,当冷冻含有磷酸二氢钠和磷酸二钠的水溶液(即磷酸钠缓冲液)时,磷酸氢二钠的选择性结晶导致冷冻浓缩液的pH降低,从而引起蛋白聚集体的产生。因此,本文旨在研究,在不同缓冲溶液的冻融循环过程中,两种模型蛋白质(牛血清白蛋白(BSA)和β-半乳糖苷酶(β-gal))聚集体的产生,以及这两种蛋白对缓冲液pH值变化的影响。同时,评价了添加的非结晶溶质对pH值变化的影响,以及pH改变对蛋白质聚集行为的影响。--研究结果--使用MFI表征冷冻和解冻后蛋白颗粒的形成利用MFI检测发现,无论何种缓冲液,BSA(10mg/mL)在制备和立即分析时均显示出较低的颗粒数。当这些溶液经受五个冻融循环时,在许多系统中颗粒数量都有小幅增加。但冻融循环在磷酸钠缓冲液(100mM)中导致的颗粒计数增加显著。加入纤维二糖(纤维二糖(一种还原糖)被用作模型非结晶溶质,一种冷冻保护剂)后,在磷酸钠缓冲液(100mM)中导致的颗粒数有明显缓解。利用MFI检测发现,β-gal(10mg/mL)在水中冻融后的颗粒数(?100,000)急剧增加,表明该蛋白质对PH值的极端敏感性。同样,β-gal在磷酸钠缓冲液(100mM)中导致的颗粒计数增加显著。加入纤维二糖后,在磷酸钠缓冲液(100mM)中导致的颗粒数有明显缓解。低温pH测定将PBS和磷酸钠(100mM)冷却后,发现pH值变化幅度相似。当磷酸钠浓度为10mM时,冷却时的pH值变化不明显。而蛋白质的添加(10mg/mL)可以降低了PBS和磷酸钠(10mM)中pH值变化的幅度。当磷酸钠浓度很高(100mM)时,蛋白质的作用就不那么明显了,这表明,低蛋白浓度(10mg/mL)似乎不足以抑制缓冲盐的结晶和随之而来的pH偏移。低温XRD测定研究结果发现,当将磷酸钠缓冲溶液(10和100mM)冷却时,在-15°C时Na2HPO4• 12H2O结晶明显(分别参见图4B和4C)。而BSA的添加,可以使Na2HPO4• 12H2O的峰强度降低,特别是在较低的缓冲液浓度(10mM)下更为明显。这与观察到的BSA对缓冲溶液pH值变化幅度的影响密切相关。此外,纤维二糖的添加完全抑制了缓冲盐的结晶(图4D),以及冰峰的强度也受到了抑制。这些结果揭示了非结晶溶质在蛋白质制剂中的附加作用。通过抑制缓冲盐的结晶和随之而来的pH值变化,这些赋形剂可防止蛋白质不稳定性。热分析结果显示,当将BSA添加到PBS中时,在-54.4℃出现玻璃化转变温度(Tg′),随后在-22.4和0.1℃出现两个吸热峰。玻璃化转变温度反映了冷冻浓缩物组成发生了改变。BSA仅对100mM缓冲液的热行为有明显影响,导致Tg’(-47°C)和结晶温度(-30°C)降低。同时,纤维二糖的添加有望改变冷冻浓缩物的成分,这在Tg’(-34°C)中有所体现。结论:磷酸盐缓冲液被广泛用于肠胃外蛋白质制剂中。但在冷冻过程中,磷酸氢二钠(十二水合物)的选择性结晶会降低冷冻浓缩液的pH值,从而导致蛋白质聚集。可以通过降低缓冲液浓度来减小pH偏移。同时,BSA和β-gal可以通过对缓冲液结晶的抑制,减少pH的变化,但其作用程度要取决于缓冲液浓度。其它非结晶性赋形剂(纤维二糖)的添加,可通过抑制缓冲盐结晶,来提高蛋白质的稳定性。
  • ​研究蛋白质热稳定性的几种方法
    研究蛋白质热稳定性的几种方法蛋白跟核酸不一样,核酸都是由四个碱基组成,只是组成的顺序不一样,但是整体的结构都是类似的双螺旋结构。而蛋白由20多种不同氨基酸组成,需要折叠成正确的三维结构才能发挥自身作用。所以每个不同功能的蛋白长得样子其实都是不同的。蛋白的高级结构决定其功能,行使功能需要正确折叠。蛋白由20多种不同氨基酸组成,需要折叠成正确的三维结构才能发挥自身作用。蛋白质在一定的物理和化学条件(加热、加压、脱水、振荡、紫外线照射、超声波、强酸、强碱、尿素、重金属盐、十二烷基硫酸钠)下,其空间构象容易发生改变而失活,因此研究蛋白的构象和构型变化对其应用有重要的价值。蛋白质的变性作用主要是由于蛋白质分子内部的结构被破坏。天然蛋白质的空间结构是通过氢键等次级键维持的,而变性后次级键被破坏,蛋白质分子就从原来有序的卷曲的紧密结构变为无序的松散的伸展状结构(但一级结构并未改变)。热变性是蛋白质变性中最常见的一类现象。蛋白质的热稳定性是指蛋白质多肽链在温度影响下的形变能力,主要体现在温度改变时多肽链独特的化学特性和空间构象的变化,变化越小热稳定性越高。蛋白质的热稳定性受到不同温度、pH值、离子强度等外界因素的影响,在生物技术、药物研发以及食品工业等领域,具有重要意义。蛋白质变性温度是生物学家们研究蛋白质的热稳定性的一个重要的概念,是指蛋白质在特定温度条件下受到热力作用时,其结构发生变化的温度点,一般温度较高时,蛋白质从稳定的三维结构变化成松散的无序结构。蛋白质的热稳定性一般使用热变性中点温度(meltingtemperature,Tm)来表示,即蛋白质解折叠50%时的温度。蛋白质的热变性过程与其空间构象的改变密切相关,Tm值能反映变温过程中蛋白质构象改变的趋势,是衡量蛋白质热稳定性的一个重要指标。蛋白质Tm值的测定在生物医药行业具有广泛的应用,如嗜热蛋白、工业酶等的改造与筛选,蛋白质药物与配体、制剂或辅料的相互作用,蛋白质药物的缓冲液稳定条件筛选等。目前,许多多种方法可以用来测量蛋白质的变性温度,如圆二色光谱法(circulardichroism,CD)、差示扫描量热法(differentialscanningcalorimetry,DSC)、动态光散射法(DynamicLightScattering)和差示扫描荧光法(differentialscanningfluorimetry,DSF)等。 目前,许多多种方法可以用来测量蛋白质的变性温度,如圆二色光谱法(circulardichroism,CD)、差示扫描量热法(differentialscanningcalorimetry,DSC)、动态光散射法(DynamicLightScattering)和差示扫描荧光法(differentialscanningfluorimetry,DSF)等。 01 圆二色谱法(CD)圆二色光谱(简称CD),或红外(傅里叶变换红外(FourierTransformInfrared,FTIR)光谱),是应用最为广泛的测定蛋白质二级结构的方法,是研究稀溶液中蛋白质构象的一种快速、简单的方法。圆二色谱法诞生于20世纪60年代,其原理是利用左、右两束偏振光透过具有手性结构的生物大分子等活性介质,获得的圆二色谱来分析其结构特点,是蛋白质、核酸、糖类等生物大分子二级结构分析的常规手段之一。蛋白由α螺旋和β折叠构成,α螺旋和β折叠在红外和紫外光段有特异的光吸收。蛋白质对左旋和右旋圆偏振光的吸收存在差异,利用远紫外区(190~260nm)的光谱特征能够快速分析出溶液中蛋白质的二级结构,进而分析和辨别出蛋白质的三级结构类型,变温过程中测量蛋白等物质的圆二色谱,能反映其随温度升高结构变化的趋势。此外,通过测定蛋白质在不同温度下的平均残基摩尔椭圆度[θ]可以获得蛋白质的Tm值。特点:圆二色光谱(CD)适用于测定稀释溶液的热稳定性,操作相对简单,成本较低。但是相关仪器很昂贵,对缓冲液要求也高,要求溶液不能有任何的紫外吸收,也很难做到高通量检测。 02差示扫描量热法(DSC) 蛋白变性时会有温度变化,检测温度变化就能知道蛋白变性程度。差示扫描量热法的应用始于20世纪60年代,是在程序控温下,通过测量输给待测物和参比物的功率差与温度的关系,以获得吸放热量的技术。差示扫描量热法能定量测量热力学参数,可提供与蛋白质热变性过程中构象变化有关的热效应信息。差示扫描量热法(DSC)是一个很经典的一个技术,基于的蛋白变性过程中对热量的吸收。蛋白是有三维结构的,比如氢键,疏水键,范德华力。一旦通过加热然后把结构破坏掉,需要吸收热量。所以可以测量热量变化,就是加热结构变化过程中的热量吸收。通过对参照物和样品同时进行升温或冷却处理,测定两者为保持相同温度所产生的热量差,从而计算蛋白质的Tm值。特点:差示扫描量热法(DSC)能够提供直接的热量变化数据,定量准确、操作简便。但检测通量低、耗时较长,需要的样品体积和浓度比较大。相关仪器中最核心的部件是样品池,对周围环境要求极高。 03 动态光散射法(DLS)动态光散射是基于光学的方法,检测的是蛋白变性之后会发生聚集,导致颗粒的大小发生改变,对散射信号的影响。蛋白在变性过程中,从一个规则高级折叠结构打开,变成一个线性的松散结构。本来外部是亲水的氨基酸,内部是疏水的氨基酸。一旦打开之后,这些疏水的氨基酸会相互就是结合到一起。就是因为疏水的一个相互作用,然后变成一个球状聚集体。此过程会引起这个光的散射的变化。基于动态光散射的信号随着加热的过程的变化就代表粒径的变化,可以计算出蛋白质的Tm值。动态光散射用于表征蛋白质、高分子、胶束、糖和纳米颗粒的尺寸。如果系统是单分散的,颗粒的平均有效直径可以求出来,这一测量取决于颗粒的心,表面结构,颗粒的浓度和介质中的离子种类。DLS也可以用于稳定性研究,通过测量不同时间的粒径分布,可以展现颗粒随时间聚沉的趋势。随着微粒的聚沉,具有较大粒径的颗粒变多。同样,DLS也可以用来分析温度对稳定性的影响。特点:动态光散射可以做到孔板式的检测,具有比较高的通量。但是对于某些样品的检测有限制,因为并不是所有的蛋白在变异之后都会形成这种聚集体,而有一些可能需要很高的浓度才会提升,浓度较低条件下,就观察不到粒径的变化。 04 外源差示扫描荧光法(DSF)差示扫描荧光(DSF)也被称为热荧光法(ThermoFluor),是一种经济高效且易于使用的生物物理技术,通过检测当温度升高或变性剂存在时荧光发射光谱的相应变化来确定蛋白质的变性温度(热变性温度Tm值或化学变性Cm值)。Pantoliano等最先应用此技术测定了上百种蛋白质的热稳定性。差示扫描荧光法分为添加外源荧光染料与不添加荧光染料两种方式,都是利用加热使蛋白内部疏水基团暴露这一特点进行检测Tm值。传统DSF经常使用350/330比值法来进行数据分析根据荧光源不同分为内源荧光DSF和外源荧光染料DSF。基于外源染料荧光的DSF其原理是利用能与蛋白内部疏水基团相互作用的染料为荧光源。蛋白质加热变性后疏水基团暴露,疏水基团与亲和性染料结合产生荧光信号,检测荧光强度变化测定蛋白质的Tm值。特点:借助荧光定量PCR适用于高通量筛选,信号强度可控,灵敏度和准确性都较高。但添加的外源染料可能会对蛋白质结构和功能产生影响,且操作较复杂,不适用于所有蛋白研究。比如做膜蛋白研究时,溶液环境中需要添加双亲性的分子,一端疏水一端亲水。这种情况荧光分子会直接结合到疏水端,导致直接产生荧光信号。并且染料种类的选择、浓度的选择也很繁琐。外源荧光染料DSF也可能会产生背景荧光以及非特异吸附等假阳性结果。 05 内源差示扫描荧光法(inDSF)内源差式扫描荧光inDSF,基于蛋白质中特定氨基酸的荧光特性。这些氨基酸的荧光强度与其所处的微环境密切相关,因此,当蛋白质的结构发生变化时,这些氨基酸的荧光信号也会随之改变。不需要额外的荧光染料加入到检测体系中,利用蛋白内部芳香族氨基酸的自发光原理。不需要任何额外的标记或固定步骤,避免引入结果的不确定性。研究发现,蛋白质分子中芳香环氨基酸在处于不同极性的微环境时(如疏水或亲水环境中),其被激发的内源荧光的最大发射光谱会发生位移。蛋白质中内源荧光主要来自含芳香环氨基酸如色氨酸(Trp),苯丙氨酸(Phe)和酪氨酸(Tyr),其中以色氨酸内源荧光最强。当它在蛋白内部时,发射光主要在330波段,当蛋白一旦去折叠,暴露在溶剂中,发出的光就会从330波长红移到350。所以通过280激发,检测330/350的比值变化,就能测量蛋白质的Tm值。以色氨酸为例,在蛋白质疏水的内核微环境中,其内源荧光最大发射波长在330nm左右,而在亲水的极性微环境中,色氨酸的内源荧光最大发射波长则出现在350nm左右。蛋白质热变性或者化学变性通常会导致色氨酸残基周围微环境的极性发生变化,使通常被包埋于蛋白质疏水内核的色氨酸逐渐暴露于亲水的环境中,从而导致发射内源荧光最大发射波长发生红移(RedShift),即向更大的波长区域移动。特点:内源差式扫描荧光DSF无需复杂的样品处理或标记步骤,实验过程简单方便。但不是所有蛋白质都含有足够的荧光基团,所以对于部分样品检测灵敏度不够,且检测可能会受其他基团影响。 06 技术对比总结总得来说,DSF和DLS法在样品用量及测定效率上更有优势,比较适合进行高通量筛选。但DSF法需要样品含有色氨酸、酪氨酸或额外添加荧光染料,这可能会对样品测量范围带来一定限制,DLS对样品浓度有要求。DLS还可以获取聚集体粒径大小的信息。DSC法虽然在样品用量与检测效率上不及DSF,但作为量热的经典方法仍是不可缺少的Tm值测量手段,在进行批量样品的热稳定性筛选时,可以使用DSF法初筛,DSC法复筛。此外,DSC能测定蛋白质变性过程中的热容变化ΔCp、焓变ΔH、解折叠自由能ΔG、玻璃态转变温度、分子流动临界温度等其他重要热力学参数。CD作为检测蛋白二级结构的经典方法,在Tm值测定方面具有其独特优势和一定的局限性,也是研究加热过程中蛋白结构改变的重要方法。蛋白质Tm值测定具有重要的实际应用价值,例如辅助生物药物开发、生产和质量控制,评估生物相似性、优化蛋白药物配方等,还可以作为探索蛋白质高级结构的手段之一指导蛋白质工程,如比较不同突变对蛋白质稳定性的影响,研究结构域改变与功能活性改变关联性等。比较不同Tm值测定方法,全面了解技术特点及测量效果对于Tm值测定的实际应用具有一定的指导意义,在科研或生产工作中可以灵活选用或联用多种技术来阐明不同条件下的结构变化特点。 07 国产蛋白稳定性分析仪PSA-16 北京佰司特科技有限责任公司于2023-10-01日推出了自主研发的第一款国产蛋白稳定性分析仪,该设备性能和参数达到进口设备的水平,价格却远低于进口产品,弥补了目前国产自主设备在蛋白稳定性专业研究分析领域的空白。多功能蛋白稳定性分析仪PSA-16是一款无需荧光染料、高通量、低样品消耗量的检测蛋白质稳定性的设备。该设备基于内源差示扫描荧光技术(intrinsic fluorescence DSF),通过检测温度变化/变性剂浓度变化过程中蛋白内源紫外荧光的改变,获得蛋白质的热稳定性(Tm值)、化学稳定性(Cm值)等参数。可应用于蛋白缓冲液条件筛选及优化、小分子与蛋白结合情况的定性测定、蛋白质修饰及改造后的稳定性测定、蛋白变/复性研究、不同批次间蛋白稳定性对比等多个方面。 多功能蛋白稳定性分析仪PSA-16应用涵盖植物、生物学、动物科学、动物医学、微生物学、工业发酵、环境科学、农业基础、蛋白质工程等多学科领域。蛋白质是最终决定功能的生物分子,其参与和影响着整个生命活动过程。现代分子生物学、环境科学、动医动科、农业基础等多种学科研究的很多方向都涉及蛋白质功能研究,以及其下游的各种生物物理、生物化学方法分析,提供稳定的蛋白质样品是所有蛋白质研究的先决条件。因此多功能蛋白稳定性分析仪PSA-16在各学科的研究中都有重要的意义。1. 抗体或疫苗制剂、酶制剂的高通量筛选2. 抗体或疫苗、酶制剂的化学稳定性、长期稳定性评估、等温稳定性研究等3. 生物仿制药相似性研究(Biosimilar Evaluation)4. 抗体偶联药物(ADC)研究5. 多结构域去折叠特性研究6. 物理和化学条件强制降解研究7. 蛋白质变复性研究(复性能力、复性动力学等)8. 膜蛋白去垢剂筛选,膜蛋白结合配体筛选(Thermal Shift Assay)9. 基于靶标的高通量小分子药物筛选(Thermal Shift Assay)10. 蛋白纯化条件快速优化等
  • 安捷伦科技推出具有先进蛋白质大小测量功能的液相色谱解决方案
    安捷伦科技推出具有先进蛋白质大小测量功能的液相色谱解决方案1260 Infinity 多检测器 Bio-SEC 解决方案为大分子生物治疗药物开发提供无可比拟的分析性能 2014 年3月14日,北京 — 安捷伦科技公司(纽约证交所:A)宣布推出 1260 Infinity 多检测器 Bio-SEC 解决方案,该解决方案是整个 Infinity 液相色谱系统系列中的最新创新成果。新一代体积排阻色谱 (SEC) 系统具有先进的光散射检测功能、完全生物惰性的仪器、高分离度的色谱柱以及直观的软件。这些特点将素有“蛋白质聚集体分析的黄金标准”之称的 SEC 的分析速度、灵敏度以及重现性推向了全新的水平。 安捷伦液相分离事业部业务开发经理 Helmut Schulenberg-Schell 说:“大分子蛋白质生物治疗药物的开发对于人类临床治疗来说是一个重大突破,但是为了成功开发药物,生物制药行业亟需严格的研究、测量和分析技术,以充分确保这些化合物的安全性和有效性。我们强大的全新 SEC 液相色谱解决方案能够为生物制药研究者提供前所未有的稳定分析性能和无可比拟的可重现性。” SEC 可用于蛋白质大小测量和聚集体以及生物结合体研究。那些在重组蛋白质和单克隆抗体生物制剂中积聚的“错误折叠”蛋白质即使浓度非常低,但也是有毒性的,会导致致病效应。在药物开发生命周期的每一个阶段,包括从早期研究,到临床配制,再到大规模生产,都必须对这些错误折叠蛋白质进行鉴定和修复。 多检测器 Bio-SEC 解决方案具有先进的检测性能和完善而直观的软件,能够为您提供最佳灵敏度和准确性。在整个药物开发生命周期中,采用该技术将大大简化并加速工作流程,节省将生物治疗药物推向市场的宝贵时间和金钱。 如需了解关于全新 1260 Infinity 多检测器 Bio-SEC 解决方案以及安捷伦全套 Infinity 系列液相色谱产品的更多信息,请访问 www.agilent.com/chem/infinity。 关于安捷伦科技公司 安捷伦科技公司(纽约证交所:A) 是全球领先的测试测量公司,同时也是化学分析、生命科学、诊断、电子和通信领域的技术领导者。公司拥有 20600 名员工,遍及全球 100 多个国家,为客户提供卓越服务。在 2013 财年,安捷伦的净收入达到 68 亿美元。有关安捷伦科技的更多信息,请访问:www.agilent.com.cn。 2013 年 9 月 19 日,安捷伦宣布将通过对旗下电子测量公司进行免税剥离,分拆为两家上市公司的计划。分拆后的电子测量公司命名为是德科技 (Keysight Technologies, Inc.),此次分拆预计将于 2014 年 11 月初完成。 更多有关安捷伦科技公司的技术、企业社会责任和行政新闻,请访问安捷伦新闻网站:www.agilent.com.cn/go/news
  • 【热点应用】揭秘蛋白质的热稳定性!
    #本文由马尔文帕纳科医药业务发展经理 韩佩韦博士供稿# 蛋白质的热稳定性研究对于加深对蛋白质的结构和功能的了解有着非常重要的意义。差示扫描量热技术(DSC)是直接测量热转变过程焓变(ΔH)唯一的分析方法,例如蛋白质,核酸或其他生物多聚物的热变性过程,为表征蛋白质及其他生物分子的热稳定性建立“金标准”技术。 一、焓变对于蛋白质的稳定性意味着什么? 1,什么是焓(hán)变(ΔH)? ΔH(焓变)是在恒压状态下将系统升高至温度T过程中摄取的总能量。对于蛋白质而言,这意味着用于使蛋白质发生去折叠所花费的能量(热量),此过程中 ΔH 是为正值,代表这是一个吸热过程。这种能量与蛋白质中所有原子和分子运动相关,以及维系蛋白质保持折叠构象中的键能。 通过将吸热谱图下方的面积进行积分(见图 1)可以计算得到焓变(ΔH)。焓变用每摩尔蛋白质的吸收的卡路里(或焦耳)来表示。由于蛋白质在 DSC 实验中暴露于升高的温度,因此蛋白质开始发生热变性,并伴随着非共价键的断裂。焓变(ΔH)与维系蛋白质天然(折叠)构象中所需的价键数量有关。焓变(ΔH)也取决于我们测量总蛋白质浓度的准确程度。如果蛋白质浓度不是很准确, 则会影响到计算出的ΔH值。 2,焓变(ΔH)值可以在实践中告诉我们什么? 当您比较不同蛋白质的DSC结果时,具有较大ΔH值的蛋白质不一定比具有较小ΔH的蛋白质更稳定。由于ΔH值会对蛋白质摩尔浓度归一化,因此该值通常与蛋白质的尺寸成比例。大多数蛋白质具有相同的键密度(单位体积内的价键数量),因此,期待具有较大分子量的蛋白质也具有较大的焓变(ΔH)值也是合理的。 3,焓变(ΔH)的决定因素是什么? 焓变(ΔH)取决于溶液中天然蛋白质的百分比。 一个非常重要的考虑是DSC仅测量初始处于折叠(天然)构象中的蛋白质的ΔH值。ΔH值取决于具有折叠(活性)构象的浓度。如果初始折叠蛋白质组分小于总蛋白质浓度(即活性浓度小于100%),则计算出的ΔH值将相应地变小。 下图显示了在储存期间的不同时间测量的相同蛋白质的DSC图谱。蓝色曲线图谱表示新鲜制备的蛋白质,是100%天然(折叠)蛋白质。当蛋白质样品在储存期间发生部分变性时,溶液中的天然蛋白质的比例开始下降,导致DSC图谱的焓变降低。当我们拥有100%天然蛋白质的参考DSC图谱时,我们可以根据不同状态样品的相对ΔH值来估计每个样品中的折叠蛋白质比例。 4,如何判断蛋白质是否失活? 到目前为止,我们已提及的焓变是指通过DSC仪器直接测量到的“热”焓,也就是热力学焓变,通常表示为ΔHcal,这是其他任何非量热技术,例如圆二色谱(CD),表面等离子共振(SPR)等技术不能获取的焓变量。 还有另一种其他技术可以获取的焓变类型,即范霍夫焓变 - ΔHVH,我们同样可以通过DSC数据计算得出。范霍夫焓变(ΔHVH)可从通过DSC非两状态模型(non-2-state model)拟合得到。 两种不同的焓变对蛋白质热稳定性的测定又有什么实际意义呢? 在DSC技术中,ΔHcal仅由DSC热转变峰曲线积分的面积来确定,而ΔHVH仅通过热转变峰曲线的形状来确定。转变峰形越尖锐,ΔHVH越大,反之亦然。ΔHcal是具有浓度依赖性的,但ΔHVH不是。 若ΔHcal/ΔHVH比例为1,通常意味着所研究的热转变状态符合两状态去折叠(Two-state unfolding model)模型。如果ΔHcal/ΔHVH比例大于1,则意味着存在显著密集的中间体存在 而ΔHcal/ΔHVH比小于1,则意味着存在分子间相互作用。 使用ΔHcal/ΔHVH可以帮我们估测是否有很大部分蛋白质是失活的。如果我们有一个简单的单结构域蛋白质,并且假定没有中间体,则我们可以预测,其去折叠过程的ΔHcal/ΔHVH的比值不会远离1。因此,如果ΔHcal显著低于ΔHVH,可以表明很大部分蛋白质已经失活。 综上所述,对DSC中ΔH数据的分析可以让我们了解蛋白质的去折叠机制,以及多少蛋白质处于其活性的天然构象。 二、TM值如何与和蛋白质稳定性相关? 中点转变温度TM我们可以从DSC数据中提取多个热力学参数,例如ΔH,ΔHVH(范霍夫焓变),ΔCP和ΔG,但最广泛使用的参数是TM。顺便提一下,这也是最容易和最准确的值 - TM是最大峰值所对应的温度。 “蛋白质稳定性”有多种定义。最常见的是,对于工业上有重要意义的蛋白质,该术语是指在生理温度下的功能(或操作)稳定性 即,他们可以在37°C下发挥多长时间的生物功能?这可以通过需要花几天或数周时间的等温研究来评估,或者,如果使用差示扫描量热法(DSC),则可以在几分钟内变性蛋白质。 通过DSC获得的哪个热力学参数与功能稳定性相关度最佳?事实证明,是TM值。 热力学稳定性(ΔG)是功能稳定性的较差的预测因子 技术上,ΔG仅适用于可逆去折叠过程,此外,它由TM,ΔH和ΔCP计算得到,后者可能很难获取。 一个例子是TM和ΔG与人肉杆菌蛋白抗原血清型C的半数聚集时间(half time)(作为功能稳定性的量度)的相关性,用作模型蛋白。ΔG与T1 / 2 agg. 相关系数(R)仅为0.4,而TM 与 T1 / 2 agg.的相关系数是0.92。(来自J Pharm Sci的数据,2011 Mar 100(3):836-48) 思考TM的一种方式: 如下图所示,假设我们用 DSC 扫描两种不同配方中的蛋白质或两种不同的蛋白质构建体,则 TM 值向低温方向 5℃ 的负偏移(稳定性下降)实际上反映了在 37℃ 条件下的 Fu (蛋白去折叠比例)由2%增加到 3%。温度 T 下的 Fu 蛋白可以通过图像化的方式估算,即温度 T 以下的曲线下阴影区域面积和整个曲线下方面积的百分比。 由于聚集体的生成可能是浓度依赖的过程,因此较高浓度的去折叠蛋白质(红色扫描曲线)将导致较快的聚合(更大组分的去折叠状态(U)才能转换为不可逆变性状态(I)。参见下面的原理图。 这种解析的一个推论是,曲线的整体形状应该是相似的。我们假定这种情况是对于在不同配方中的相同蛋白质或由一个母分子衍生出来的具有相似构建体的蛋白质。但是,对于完全不同的蛋白质,使用TM值作为用于稳定性比较的预测指标则应该谨慎使用。 扩展阅读(www.malvernpanalytical.com)Differential Scanning Calorimetry (DSC): Theory andpracticeDifferential Scanning Calorimetry (DSC) forBiopharmaceutical Development: Versatility and PowerThe Power of Heat: Digging Deeper with DifferentialScanning Calorimetry to Study Key Protein Characteristics PEAQ-DSC 微量热差示扫描量热仪:DSC差式扫描量热法(DSC)是一种直接分析天然蛋白质或其他生物分子热稳定性的技术,无需外在荧光素或者内源荧光,它通过测定在恒定的升温速率下使生物分子发生热变性过程中的热容变化来实现。 马尔文帕纳科 MICROCLA PEAQ-DSC 微量热差示扫描量热仪能够帮助用户快速确认维持高级结构稳定性的最佳条件,提供简介、无缝的工作流程和自动化批量数据分析,其所提供的热稳定性信息被业内视为“金标准”技术,是一种非标记、全局性的数据。 关于马尔文帕纳科马尔文帕纳科的使命是通过对材料进行化学、物性和结构分析,打造出更胜一筹的客户导向型创新解决方案和服务,从而提高效率和产生可观的经济效益。通过利用包括人工智能和预测分析在内的最近技术发展,我们能够逐步实现这一目标。这将让各个行业和组织的科学家和工程师可解决一系列难题,如最大程度地提高生产率、开发更高质量的产品,并缩短产品上市时间。
  • 天美公司助力聚集体科学国际研讨会暨聚集诱导发光研究20周年会议
    “聚集体科学国际研讨会暨聚集诱导发光(以下简称‘AIE’)研究20周年”会议于2021年7月25日至28日在广州市黄埔区盛大召开。此次会议由华南理工大学、广东省大湾区华南理工大学聚集诱导发光高等研究院、华南理工大学材料与器件国家重点实验室、广东省分子聚集发光重点实验室、华南理工大学聚集诱导发光研究中心、国家人体组织功能重建工程技术研究中心香港分中心、香港中文大学(深圳)联合举办。本次会议邀请了来自31家海内外高校专家学者通过线上及线下结合的形式,共同探讨聚集诱导发光领域的创新发展大计。 唐本忠院士致开幕词“聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission,AIE)”作为中国原创的科学概念,自中国科学家唐本忠院士2001年首次提出至今,已经走过了20年的科研发展历程,在智能材料、液晶显示、发光二极管、指纹检测、化学传感器、生物诊疗与成像等诸多领域取得了广阔的应用。会议主题旨在进一步增强AIE的学术交流,探讨该领域面临的科学问题和未来发展方向。天美(中国)科学仪器有限公司携爱丁堡公司应邀作为赞助商之一,全程参加了此次会议。天美公司会议展台与会期间,众多研究学者及老师们莅临展台,了解和咨询稳态瞬态发光的先进技术及广泛应用;同时,对老用户提出的关于稳态瞬态荧光光谱仪的各类使用问题进行解答。通过为期四天的会议,天美公司与客户进行了深入的交流,更加深了彼此的相互了解。天美公司作为仪器行业的知名供应商,将始终秉承助力科研领域的发展,一如既往的支持AIE产业的创新研究,为广大用户提供更加优质的服务。
  • AFM技术文章:通过边带KPFM(Sideband KPFM)对分子聚集体进行电势成像
    充分发挥潜力通过边带KPFM对分子聚集体进行电势成像Ilka M. Hermes, Andrea CerretaPark Systems Europe GmbH, Mannheim, Germany 功函数是一种材料特性,可用于区分复合材料中的单一成分或用于区分样品与基体。开尔文探针力显微镜(Kelvin probe force microscopy,KPFM)能利用已知的探针功函数,以纳米分辨率去成像样品表面功函数分布。在这里,我们介绍了Park Systems 研究型原子力显微镜中新开发的边带KPFM(Sideband KPFM)。边带KPFM显著提高了电势的灵敏度和空间分辨率,从而提高了KPFM测量的准确性和可靠性。 半氟化烷烃由两个链段组成–(CF2)xF和(CH2)yH 嵌段。FxHy 在水中和固体基质上以不同的形态自组装。因此,对半氟化烷烃(如F14H20)的研究有助于对自组装的一般理解。由于F14H20的电偶极子导致F14H20与衬底之间存在明显的表面电势差,所以开尔文探针力显微镜(KPFM)非常适合于自组装F14H20结构的纳米级可视化研究。 KPFM是一种扫描探针显微镜技术,它能同时捕捉样品的表面形貌和表面电势。对于KPFM,振荡的导电探针在扫描样品表面的同时会施加交流电压,用来检测由表面电势局部变化引起的针尖和样品之间的静电力变化。为了最小化所侦测到的静电力,外加直流偏压可以抵消扫描的每个点上针尖和样品之间的接触电势差。基于外加直流偏压,在KPFM信号中重构了样品的表面电势分布。如果已知导电探针的功函数,那么电势分布就可以转换为样品的功函数分布。静电力的检测方法决定了KPFM中表面电势的分辨率和精度。 在非共振KPFM中,交流电压以远离悬臂共振的频率调制静电力,用于形貌成像(图1a)。然后通过交流频率下的振幅来检测力。通过施加与针尖和样品之间的电势差所相匹配的直流偏压,可以消除交流频率下的振幅,从而消除静电力。然而,KPFM信号对长程力的依赖性降低了测量的灵敏度,因为样品和悬臂之间的非局部相互作用可以叠加在局部信号上。 对于边带KPFM,我们采用低频交流电压(2-5kHz)来调制静电力梯度。调制力梯度引入了悬臂共振左右两侧的频率边带(图1b)。与非共振KPFM类似,边带KPFM通过施加与电势差相匹配的直流偏置来抵消这些边带的振幅。通过检测短距离的力梯度来取代长程力梯度,可以减小长距离串扰,提高横向分辨率和局部电势灵敏度。图1:非共振KPFM(a)和边带KPFM(b)的频谱示意图。边带KPFM检测电极阵列在F14H20上进行测量之前,为了测试边带KPFM的电势分辨率和精度,我们在金电极阵列的相邻电极上施加了不同的电压(0V和-2V)(图2a)。图2b中样品形貌和边带KPFM电势的叠加说明了在两个电极上检测到的不同电势:左侧电极显示约0V的亮电势对比度,右侧电极显示约-2V的暗电势对比度。图2c是更详细的分析电势图像的线轮廓。在这里,我们发现测得的电势与外加电压是一致的。因此,我们检测到两个相邻电极之间存在2V压差,以及从电极到基板的急剧过渡。因此,我们证明了边带KPFM能够以很高的电势灵敏度和空间分辨率捕获施加在样品上的全电压。图2: a)电压分别为0和-2V的金电极阵列。b) 边带KPFM电势和形貌的三维叠加显示了两个电极的两种不同电势随外加电压的变化。c) 边带KPFM电势沿红线分布在两个电极上,表明测得的电位与外加电压一致,空间分辨率高。F14H20分子聚集体的KPFM研究 为了比较边带KPFM和更常用的非共振KPFM,我们绘制了半氟化烷烃(F14H20)自组装聚集体的表面电势分布图。在这里,分子的电偶极子在聚集体和亚硝酸盐之间引入了一个显著的电位偏移。图3:使用非共振和边带KPFM对相同的F14H20成像。横截面(红色)可以体现边带KPFM的横向和电势分辨率明显提高。 非共振和边带KPFM测量结果表明,边带KPFM的空间分辨率和电势分辨率都有所提高。对于边带KPFM,我们观察到基板和F14H20之间的潜在对比度为700-750mv,以及确定的横向分辨率,甚至可以成像聚集体中的小间隙。另一方面,非共振KPFM显示大约300mv的电势差,表明局部电位灵敏度较低。此外,边带KPFM捕获的清晰边缘在非共振KPFM中模糊,突出了边带KPFM优越的空间分辨率。 F14H20分子聚集体的柔软性对扫描探针技术的表征提出了新的挑战。然而,边带和非共振KPFM可以与Park Systems的非接触模式相结合,从而允许对这些软分子结构进行稳定的形貌成像。总结 边带KPFM,可扩展在Park NX研究型设备中,对测量如F14H20类似的软样品以及半导体和金属材料提供准确的表面电势研究。对静电力梯度的依赖性显著提高了横向分辨率和电势灵敏度,使边带KPFM成为纳米尺度表面电势定量表征的理想技术。Source:1. Silva, G. M. C., Morgado, P., Lourenço, P., Goldmann, M. & Filipe, E. J. M. Spontaneous self-assembly and structure of perfluoroalkylalkane surfactant hemimicelles by molecular dynamics simulations. Proc. Natl. Acad. Sci. 116, 14868 LP – 14873 (2019).2. Abed, A. El, Fauré, M.-C., Pouzet, E. & Abillon, O. Experimental evidence for an original two-dimensional phase structure: An antiparallel semifluorinated monolayer at the air-water interface. Phys. Rev. E 65, 51603 (2002).3. Zerweck, U., Loppacher, C., Otto, T., Grafström, S. & Eng, L. M. Accuracy and resolution limits of Kelvin probe force microscopy. Phys. Rev. B 71, 125424 (2005).
  • 微流控芯片技术在蛋白质药物质控中的应用前景
    p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em " 药品标准直接关乎药品质量,它是从源头上控制药品的安全性,有效性及质量可靠性的尺度。随着生物技术药物的发展,生物制品安全问题也越来越引起人们的重视。目前经批准的生物技术药物主要为重组蛋白质药物与单克隆抗体,该类药物的开发已成为当今生物技术及制药工业中最为活跃的领域之一,显示出巨大的社会效益和经济效益。但由于该类药物的结构复杂,用量很小,且生物体内有大量相似物质的干扰,其为质量控制和检测增加了难度。它需要应用生物化学、免疫学、微生物学和分子生物学等多门学科的理论和技术,进行综合性监测分析和评价,确保生物技术药物的安全有效性。而微流控芯片的研究和发展给蛋白质药物质控开拓了新的思路。 /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 微流控是一个快速发展的跨学科领域,融合贯穿了物理、化学、生物医学和微系统工程学科等。所谓“微流控芯片”,又称芯片实验室(Lab-on-a-Chip),是指把生物和化学领域中所涉及的样品制备、生物与化学反应、分离检测等基本操作单位集成或基于一块几平方里面的芯片上,用以完成不同的生物或化学反应过程,并对其产物进行分析的一种技术。其最大特点是在一个芯片上可以形成多功能集成体系和数目众多的复合体系的微全分析系统。结合不同分析检测手段(如:光学检测法、电化学检测法以及质谱检测法等),对样品进行快速、准确、高通量以及多维度分析。它不仅使生物样品于试剂的消耗降低至纳升甚至皮升级,而且使分析速度大大提高,分析费用大大降低。充分体现了当今分析设备微型化、集成化和便携化的发展趋势。 /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 随着蛋白质药物研究的发展,对产品进行质量控制也趋于自动化和微型化,实时快速地对产品进行分析测定,为医药、临床病理等蛋白质领域研究提供了强有力的手段。微流控芯片作为一种集成、快速、高效、高通量、试剂用量小的微型实验室,将极大地促进蛋白质药物质控的研究。我们希望能够通过建立相应的微流控芯片平台,针对重组蛋白质药物或单抗药品一些关键质量属性(如:电荷变异体分析、糖基化鉴定、聚集体和片段分析等),通过研制具有溯源性的高准确度测量装置和方法,提高测量结果的准确度和精准度,支撑蛋白质药物的安全性、有效性评价以及服务产业发展。 span style=" text-align: center text-indent: 0em " & nbsp /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 550px height: 310px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/968aed89-2fd2-4dd2-8585-b5b54bbc4bad.jpg" title=" 图片12.png" alt=" 图片12.png" width=" 550" height=" 310" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em text-align: center text-indent: 0em " 图1:微流控芯片-质谱联用平台。在芯片上集成不同的功能单元, 分别进行药物灌输、生物/化学反应、样品预富集及ESI-MS在线检测。 /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em text-align: right " (文稿:张炜飞) /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em " 2020年11月10-12日,中国计量科学研究院和国际计量局拟联合举办第三届 “药物及诊断试剂研发与质控——测量与标准,质量与安全(TD-MSQS 2020)” 国际研讨会,以期进一步促进该领域的学术交流和技术发展,提升企业的研发水平和产品质量。本次会议将在南京市政府的支持下,在江苏省南京市举行。 /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em " 本次会议可通过官方网站http://tdmsqs.ncrm.org.cn注册或扫描二维码注册,注册成功后请填写参会回执发送至会议邮箱pptd@nim.ac.cn。 /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em " & nbsp /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/8750474c-7644-477e-be6c-8cc21824717b.jpg" title=" 11.jpg" alt=" 11.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em " 欢迎各位专家、同仁报名参会! /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em " 更多信息请关注会议官方网站:http://tdmsqs.ncrm.org.cn。 /p
  • 斯坦福医学院案例cell分享 | MST技术检测蛋白的二聚体亲和力
    Part 1研究背景在生物化学中,蛋白质二聚体是由两个蛋白质单体或单个蛋白质形成的大分子复合物,它们通常是非共价结合的。蛋白质二聚体是一种蛋白质四级结构。有些蛋白需形成同源或者异源二聚体才能发挥其特定的功能,且不同聚集体的亚型与不同靶蛋白特异性结合,如14-3-3蛋白。对聚集体的状态维持和解离研究能更加清楚的了解生物学过程,并且开发特异性的靶标药物,用于疾病的治疗。由于聚集体是蛋白的四级结构组成部分,因此,一般来检测聚集体的亲和力需要先形成蛋白单体,也就是极低的蛋白浓度,对于很多互作方法来说无法实现检测。下方这篇Cell文献介绍了MST成功检测蛋白的二聚体亲和力以及小分子对聚集过程的影响。Part 2研究内容美国斯坦福大学Paul A. Khavari小组使用葡萄糖解聚DDX21二聚体来调节mRNA剪接和组织分化。2023年1月出版的《Cell》杂志发表了这项成果。https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.12.004IF: 64.5 Q1葡萄糖是一种普遍的生物能量来源,此外,研究发现,葡萄糖可能重塑分化所需蛋白质的功能,使分化过程得以实现。DDX21是一种DEAD-box RNA解旋酶,为同源二聚体状态,DDX21调节黑素细胞干细胞的分化。然而,DDX21在表皮分化中的功能尚未不清晰。在该研究中,作者发现,葡萄糖结合DDX21的ATP结合域,改变其构象,进而造成DDX21解离。在分化过程中,DDX21以葡萄糖依赖的方式定位于mRNA内含子中特定的模体,并促进关键的促分化基因的剪接。为了更清楚地了解葡萄糖对DDX21二聚化的影响,作者需检测(不)结合葡萄糖时DDX21二聚体亲和力。MST技术上机检测的浓度可以低至pM-nM,保证DDX21为单体状态,进而获得准确的二聚体亲和力结果。此外,MST对缓冲成分没有要求,并且是检测达到平衡状态时的亲和力。因此,可以将葡萄糖作为缓冲成分加入到体系中,并且使葡萄糖和DDX21达到平衡后再进行检测。MST亲和力结果表明,葡萄糖显著抑制DDX21二聚化(降低了近7倍)。图1:微量热泳动(MST)检测DDX21的二聚化(黑色)以及存在350uM葡萄糖(红色)或者半乳糖(蓝色)时亲和力。Part 3技术优势在这篇工作中,通过MST技术确定了DDX21形成二聚体的亲和力,以及葡萄糖与DDX21的作用。对于分子互作亲和力的检测,MST上机浓度极低,保证蛋白的单一状态,同时节省样本。当检测多个分子互作时,可以孵育达到平衡,获得准确的多元的亲和力。
  • 聚焦第八届中国蛋白质组学会议上的厂商
    相关新闻:第八届中国蛋白质组学大会在重庆开幕   仪器信息网讯 2013年9月8-10日,由中国生物化学与分子生物学会蛋白质组学专业委员会(CNHUPO)主办,军事医学科学院放射与辐射医学研究所、重庆医科大学、蛋白质组学国家重点实验室、北京蛋白质组研究中心承办的&ldquo 第八届中国蛋白质组学大会&rdquo 在重庆市国际会展中心召开,会议吸引了世界各地学者近千人参会。   蛋白质组学研究始于上世纪90年代,1998年中国开始开展蛋白质组学研究。2008年中国将蛋白质科学研究设施国家重大科技基础设施项目列入国家高技术产业发展项目计划,项目分北京设施和上海设施,总投资18亿元。截至目前,国家蛋白质科学中心(上海)今年即将投入使用,而国家蛋白质科学中心(北京)预计将于2015年8月全面投入使用。此外,中国人类蛋白质组计划也于今年启动。中国蛋白质组学研究如火如荼,而这其中也少不了蛋白质组学研究相关仪器、设备及试剂耗材供应商的&ldquo 声影&rdquo 。   来自相关机构的调查显示,2017年全球蛋白质组学市场将达到172亿美元,年复合增长率14.2%,其中涵盖从样品处理到最终检测等试剂、仪器等。据Bio-Rad生命科学部全球产品经理Sricharan Bandhakavi介绍,随着技术的进步,我们已经可以鉴定出很多的蛋白,但这些蛋白在机体中的作用和功能是如今科学家们关注的重点,在已鉴定的蛋白和其功能之间建立联系也是各厂商研发的重点。   本次会议共有38家企业参展,展示蛋白质组学研究相关的产品,以下为部分参展厂商: 赛默飞 AB SCIEX GE医疗 GE 医疗展示的蛋白质纯化设备 布鲁克 沃特世 Bio-Rad Bio-Rad展示的最新蛋白质纯化仪 安捷伦 默克化工 赛多利斯 Sigma-Aldrich 马尔文 好创生物 好创生物ESI离子源产品 尼康 岛津 北京谱之源 New Object(兴悟杰) 毅新兴业 华利世 伯楷安生物 拜普诺 (撰稿:杨娟)
  • Cell 主刊:高内涵筛选助力攻克毒性蛋白质病难题
    毒性蛋白质病(Proteinopathy)通常由细胞内或细胞外沉积大量折叠变异的蛋白质(Misfolded protein)所致。在蛋白合成和成熟过程中的任何一个环节出现问题,如蛋白突变、折叠以及翻译后修饰出现异常都有可能会导致蛋白质病的发生。虽然蛋白质病这个术语对很多人来说还比较陌生,但现已证明其和多种严重的神经性疾病,如阿尔兹海默症、帕金森病和肌萎缩性侧索硬化症(ALS)的发生密切相关。靶向蛋白质病的研究也为屡屡受挫的神经退行性疾病治疗提供了新的曙光[1,2]。高内涵整体解决方案的优异体现在七月的Cell主刊中,研究将目光转至由MUC1基因移码突变导致的肾病(MUC1 kidney disease ,MKD)[3]。与神经性退行性疾病类似,MKD目前尚无有效治疗手段。结合细胞系、小鼠模型、病人组织和日益火热的类器官来源样本,研究证实MUC1突变蛋白(MUC1-fs)会大量聚集在细胞内,并最终激活未折叠蛋白应答(Unfolded protein response UPR),诱发细胞损伤和毒性。因此,MKD也属于蛋白质病的一种。针对该发病机制,研究实施基于高内涵平台的高通量筛选,并成功获得能特异清除突变MUC1蛋白的小分子药物BRD4780。该研究不仅深入我们对蛋白转运异常发生机制的了解,也为多种毒性蛋白质病提供了新的治疗策略和切入点。在七月的研究热点版块中,Nature Review Drug Discovery专门针对发现进行了解析[4]。该研究也体现了珀金埃尔默高内涵整体解决方案的高效应用。成像平台Opera Phenix配合CellCarrier Ultra系列微孔板主导高内涵筛选的同时,并通过水镜优势参与了基于上述四种样本的所有荧光拍摄和动态追踪分析细胞凋亡进程。针对类器官样本的拍摄,PreciScan功能被用于提速拍摄进程和排除不需要的图像采集和分析。所有的荧光分析由Harmony软件完成,尤其是‘spot’分析功能的应用。a疾病解析通过MKD病人和体外模型等样本,研究使用抗体染色方式分析野生型MUC1和对应突变产物的组织和细胞分布。在不同来源的样本中,值得一提的是基于病人诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells , iPS cells)建立的类器官(Organoid)样本。基于干细胞技术的类器官模型建立和分析也是近年来高内涵的优势应用方向之一[5]。与病人的切片结果一致,野生型MUC1主要分布在类器官的顶膜部位,而突变蛋白则分布在细胞内。进一步研究证明聚集在细胞内的突变MUC1会诱发细胞应激,活化ATF6-UPR通路并最终导致细胞损伤,表明MKD是蛋白质病。基于MKD病人的肾类器官模型染色,图片由Opera Phenix拍摄。红色指示野生型MUC1蛋白;绿色指示突变体MUC1蛋白;蓝色为E-cadherin;黄色为Na/K ATPase标记基底外侧膜。b高内涵筛选为了发现能有效清除突变蛋白的药物,研究针对病人样本建立永生化细胞系,并利用Opera Phenix开展大规模、多指标高内涵筛选。在初筛中,研究关注能清除突变蛋白并无显著细胞毒性的药物,并在此基础上细化筛选药物浓度开展二轮筛选。通过两轮筛选后,研究通过特异性、mRNA水平调控和是否能抑制ER应激药物thapsigargin的细胞毒性三个指标来进一步分析候选药物。高内涵筛选流程图最终,从3713种化合物中,研究成功发现BRD4780满足上述的指标,能有效特异清除突变蛋白的同时不影响MUC1转录水平,并能保护病人模型细胞系不受thapsigargin的应激压力。进一步的实验证明BRD4780能工作于类器官模型和小鼠模型,是非常有潜力的MKD治疗药物。左图:基于细胞系的染色结果,黄色指示野生型MUC1蛋白;绿色指示突变体MUC1蛋白;灰色指示细胞核。右图:对应的统计分析和细胞数变化分析。c机制研究为了解析MUC1突变体亚细胞聚集原理和BRD4780工作机制,研究利用成像技术进行大量共定位研究,并发现病人来源细胞系中MUC1突变体滞留在内质网和高尔基体之间的早期分泌通路中,并与运货受体TMED9有显著的共定位趋势,且这个现象能进一步在多种模型和病人组织中重现。通过动态成像追踪,研究证明BRD4780能将滞留的突变蛋白从早期分泌途径中释放出来,并促进其进入溶酶体降解途径。基于细胞系的亚细胞共定位研究,分析基于Harmony软件的‘spot’分析功能。基于细胞系、小鼠模型、病人组织和类器官来源样本的荧光染色分析,红色指示TMED9;绿色指示突变体MUC1蛋白;灰色指示细胞核。* 荧光图片均由Opera phenix 拍摄。非常有意思的是,在病人样本中研究同时也发现TMED9蛋白水平的上升,而BRD4780处理同样能降低TMED9蛋白水平。此外,通过CRISPR技术敲除TMED9能表型模拟BRD4780的处理效果,清除突变蛋白。因此,TMED9参与了MUC1突变体在早期分泌途径的滞留和积累,并可能是BRD4780的直接作用靶点。针对此,研究采取细胞热移位测定法(Cellular thermal shift assay,CETSA)证实细胞内BRD4708和TMED9存在直接相互作用。凭借其能在生理条件下进行细胞水平分析的优势,CETSA成为了内源蛋白-药物相互作用分析技术的生力军,是表性筛选下游药物解析的利器。基于CETSA方法在细胞水平确认BRD4708能直接结合TMED9综合上述的发现,研究向我们阐释了MKD的发病以及BRD4780的作用机制。通过直接结合TMED9,BRD4780将突变的MUC1蛋白从内质网和高尔基体之间的早期分泌通路中释放出来,加速溶酶体对其的清除。令人兴奋的是,在具有很好的药理性质的同时,BRD4780不仅能作用于MKD,还能作用于其他多种膜相关蛋白导致的毒性蛋白质病,如UMOD突变相关的慢性肾病和色素性视网膜炎等,是非常有潜力的候选药物。MKD的发病机制和BRD4780的作用机制图同时,该研究也是高内涵两大应用领域的精华案例。首先是亚细胞水平成像应用,研究中涉及到的大量定位、共定位研究和动态追踪蛋白转运过程都是高内涵的优势应用场景。其次,更为关键的是,该研究也是成像筛选主导的药物发现案例。从疾病模型表型的建立到靶向逆转疾病相关表型的筛选,和最后下游的药物机制研究,都离不开珀金埃尔默高内涵解决方案。高内涵解决方案,伴随着机器学习的逐渐成熟,将成为创新药物研发行业的新鲜血液[6]。参考文献1. Ganguly G, et al.Proteinopathy, oxidative stress and mitochondrial dysfunction: cross talk in Alzheimer' s disease and Parkinson' s disease. Drug Des Devel Ther. 2017 Mar 16 11:797-810.2. Scotter EL, et al.TDP-43 Proteinopathy and ALS: Insights into Disease Mechanisms and Therapeutic Targets. Neurotherapeutics. 2015 Apr 12(2):352-63. doi: 10.1007/s13311-015-0338-x.3. Dvela-Levitt M, et al.Small Molecule Targets TMED9 and Promotes Lysosomal Degradation to Reverse Proteinopathy. Cell. 2019 Jul 25 178(3):521-535.e23.4. A novel approach to reverse proteinopathies https://www.nature.com/articles/d41573-019-00133-55. Czerniecki SM, et al.High-Throughput ScreeningEnhancesKidneyOrganoid Differentiation from HumanPluripotent Stem Cells and Enables Automated Multidimensional Phenotyping. Cell Stem Cell. 2018 Jun 1 22(6):929-940.e4.6. Machine learning brings cell imaging promises into focus https://www.nature.com/articles/d41573-019-00144-2关于珀金埃尔默:珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案,助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长,我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球,我们拥有12500名专业技术人员,服务于150多个国家,时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭,改善人类生活质量。2018年,珀金埃尔默年营收达到约28亿美元,为标准普尔500指数中的一员,纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息,请访问www.perkinelmer.com.cn。
  • 蛋白质理性设计学术研讨会 暨Discovery Studio 4.5软件培训(免费)
    尊敬的老师和同学,您好! 创腾科技有限公司将联合华南理工大学生物科学与工程学院于2015年7月3日在广州举办为期1天的“蛋白质理性设计学术研讨会暨Discovery Studio4.5软件培训”,将为大家提供一个蛋白质理性设计领域面对面讨论与交流的机会与平台。 随着2013年诺贝尔化学奖的揭晓,美国三位科学家Martin Karplus, Michael Levitt与Arieh Warshel因其发展的分子模拟方法对生命科学领域发展的贡献而获奖,这从根本上承认了计算机模拟预测在生物学领域的贡献,分子模拟工具已经成为了生命科学家不可或缺的预测工具。Discovery Studio(简称DS)作为面向生命科学领域的综合性分子模拟平台,在生物制药、生物领域的应用已日趋成熟与完善,也为蛋白质理性设计提供了最先进的分子模拟工具。 研讨会将邀请中国科学院广州生物医药与健康研究院的刘劲松研究员和暨南大学生命科学技术学院的姚冬生教授分享他们在蛋白质理性设计领域的成果、经验与最新进展。同期的培训会,创腾科技技术支持专家将以Discovery Studio4.5软件的基础操作和应用为核心,以蛋白质理性设计为基础,针对蛋白质理性设计中所涉及的技术进行介绍与上机操作,包括:基于蛋白的一级序列预测蛋白的三维结构、蛋白-小分子/蛋白相互作用预测、通过虚拟氨基酸突变设计亲和力更高或稳定性更高的蛋白、预测并引入新的二硫键提高蛋白酶的稳定性、预测蛋白结构表面易聚集的位点并进行突变优化等等。会议基本信息会议时间:2015年7月3日(周五)会议地点:华南理工大学生物科学与工程学院1楼机房具体地址:广州市番禺区外环东路382华南理工大学大学城校区会议主题:蛋白质理性设计日程安排详情请登入创腾科技网站:www.neotrident.com 培训电脑参加7月3日下午培训的学员需自带手提电脑,手提电脑推荐配置如下:DS4.5安装所需的系统环境:Windows 7 (Professional & Enterprise完整版)64位;硬件要求:- Processor: Intel-compatible processor ≥2 GHz with x86_64 architecture- RAM: ≥4 GB of memory- Disk space: ≥20 GB disk space - Graphics card: ati or nvida independent graphics recommended- Mouse: Standard Microsoft 3-button mouse or 2-button wheel mouse关于软件安装、卸载的特别说明此次安装的DS4.5软件仅限于2015年7月3日培训使用! 7月2日下午 14:00-17:00,7月3日上午8:00-13:00,由北京创腾科技有限公司的工程师在华南理工大学生物科学与工程学院1楼机房,负责为下午参加培训的学员安装DS4.5软件,并在培训结束后统一卸载。 对于安装过软件的学员,在培训结束后,需积极配合工程师的卸载工作,并承诺不将软件用作文章发表或者其它任何商业用途,对于不配合软件卸载工作、将软件用于文章发表或者其它任何商业用途的学员,北京创腾科技有限公司将保留追究其法律责任的权利。 对于确认报名参加此次培训的学员,均视作已阅读、知晓并同意以上全部内容。报名方式报名详情请登入创腾科技网站:www.neotrident.com 额有限,报名从速,额满为止。为保证研讨会质量,广州学术研讨会计划招生40名学员,额满为止。
  • 科学创新 | Food Hydrocolloids:解析核桃蛋白高内相乳液的流变特性
    想象一下,我们有一种特别的油水混合物,这种混合物中油的比例超过了,被称为高内相乳液(简称HIPEs),这种凝胶状混合物因其独特性,可用作替代高油产品如部分氢化油或蛋黄酱,甚至作为可食用的3D打印油墨。通常,我们需要添加表面活性剂来保持其稳定,但市面上多数是化学合成的,营养价值有限。因此,研究人员转向天然大分子如蛋白质、多糖作为替代稳定剂。然而,天然稳定剂面临环境因素的挑战,如温度、酸碱度的影响,需进一步研究以优化其稳定性和流动特性,以便更广泛应用。2023年10月,西华大学食品与工程学院陈祥贵教授课题组在《Food Hydrocolloids》发表题为“High internal phase emulsions stabilized by walnut protein amyloid-likeaggregates and their application in food 3D printing”的研究成果(IF=10.7),研究了核桃分离蛋白(WPI)固化的高内相乳液(HIPEs)及其淀粉样聚集体(WPIA)的流变性能,并测试了WPIA稳定的HIPEs作为可食用食品油墨用于3D打印的打印性能,为蛋白质类淀粉样纤维聚集对稳定HIPEs流变特性的影响提供了重要的实验视角。研究团队首先通过特殊方法制备了核桃淀粉样蛋白聚集体(WPIA),并使用了两种不同的染料来标记蛋白质和油滴,借助SOPTOP CLSM600激光共聚焦扫描显微镜观察HIPEs中油滴的形态和微观结构,发现乳化剂浓度和酸碱值(pH值)对高内相乳剂在酸性环境(pH 3.0)下,核桃分离蛋白能有效稳定高内相乳液,形成了以固体颗粒为乳化剂的Pickering型HIPEs。相比之下,核桃分离蛋白稳定的HIPEs具有更好的储能能力和较低的屈服应力。在中性pH 7.0下,虽然核桃分离蛋白的稳定效果减弱,核桃蛋白淀粉样聚集体(WPIA)仍可一定程度上维持乳液结构,而单独的核桃分离蛋白由于溶解性差,在中性环境中几乎不能稳定HIPEs。 WPI和WPIA在pH 3.0下稳定的HIPEs以及在pH 7.0下WPIA稳定的HIPEs的CLSM600镜下图像相比于普通倒置荧光显微镜,共聚焦显微镜能够提供更高的分辨率和图像清晰度,减少背景信号的干扰,提高图像的对比度。同时,激光光源具有较高的亮度和穿透性,对于观察HIPEs这类结构复杂或者较为不透明的样品更有优势。此外,研究团队还发现WPI和WPIA在pH 3.0稳定的HIPEs都表现出优良的3D打印性能,为同一蛋白质在不同聚集情况下形成的HIPEs性能提供了一系列有价值的见解,也为扩大核桃蛋白在食品工业中的应用提供了一种新方式。论文信息He C, Xu Y, Ling M, et al. High internal phase emulsions stabilized by walnut protein amyloid-like aggregates and their application in food 3D printing[J]. Food Hydrocolloids, 2024, 147: 109444.DOI: 10.1016/j.foodres.2023.112858
  • 北京蛋白质组研究中心第二期蛋白质组信息学培训班(第一轮通知)
    时间:2014年5月20-23日   地点:北京蛋白质组研究中心(北京市昌平区科学园路33号,中关村生命科学园内)   主办单位:   北京蛋白质组研究中心(BPRC)   蛋白质组学国家重点实验室(SKLP)   中国生物化学与分子生物学会蛋白质组学专业委员会(CNHUPO)   北京蛋白质组研究中心是蛋白质组学国家重点实验室,国际联合研究中心,国际人类肝脏蛋白质组计划(HLPP)执行总部。建立了世界上最大的人类蛋白质组数据库及数据管理平台,和国际领先的蛋白质相互作用网络构建和分析平台。对人类肝脏蛋白质组进行了系统的生物信息研究,包括蛋白质鉴定、修饰、定位、相互作用网络、代谢通路及肿瘤标志物发现等研究。讲师团队长期致力于蛋白质组数据分析及相关知识发现,为国际人类肝脏蛋白质组计划提供了全方位的生物信息支持。2012年,集体获中国电子学会电子信息科学技术奖一等奖:蛋白质组学计算方法的研究及其支撑平台的构建和应用 2007年,集体获北京市科学技术一等奖:蛋白质组支撑技术及其在人类重要疾病与生理过程研究中的应用。   前言   本课程为生命科学研究人员介绍如何合理利用和开发蛋白质生物信息学资源。课程着眼于实际数据库搜索、工具使用、大型数据库分析、生物学网络构建、可视化和数据分析等。采取小班授课,专人指导 理论课与实践课相结合,讲师与学员研讨的方式进行 精心挑选相应的上机软件,提供充足的实际操作机会 让每位学员学有所成。   培训对象   从事生命科学、农学、医学等领域科研工作者和高校教师及研究生   迫切希望提升生物信息分析能力的学者   培训内容   质谱数据深度分析、蛋白质注释及功能分析、蛋白质相互作用网络构建及分析、蛋白质组研究主题信息服务和专业数据库研发。   课程安排 时间 培训内容 2014年5月20日 9:00-10:00 蛋白质组信息学概论 10:00-12:00 质谱数据处理-搜库与质控 13:00-15:00 蛋白质组定量分析(以无标定量为主) 15:00-16:00 蛋白质翻译后修饰分析 16:00-17:00 蛋白质鉴定上机实习 2014年5月21日 9:00-11:00 质谱数据深度挖掘 11:00-12:00 蛋白质定量上机实习 13:00-15:00 蛋白质组数据分析/生物标志物发现 15:00-17:00 蛋白质组数据分析上机实习 2014年5月22日 9:00-10:30 蛋白质组数据库/数据提交 10:30-12:00 数据库及数据提交实习 13:00-15:00 蛋白质组软件包的使用(TPP等) 15:00-17:00 TPP安装及使用实习 2014年5月23日 9: 00-10:30 蛋白质相互作用网络和蛋白质组学知识挖掘的基础知识 10:30-12:00 蛋白质相互作用的生物信息学资源介绍 13:00-14:00 Cytoscape软件使用介绍 14:00-17:00 蛋白质相互作用数据分析上机   培训费   4月18日前注册:每人4200元,学生3900元。   4月19日至5月20日之间注册:每人4500元,学生4200元。   其他优惠:同一单位2人以上参加,每人优惠200元。   提前注册截止日期:2014年4月18日,以银行汇款凭证为准。   网上注册地址: http://61.50.138.116/training/cn/   培训费用包含:培训资料、培训期间的午、晚餐。   可协助安排住宿,住宿费用自理。需住宿的学员请在网上注册时填写住宿信息。   报到时间和地点   报到:5月19日全天,北京扬子江药业海诺康会馆(北京市昌平区生命园路16号,中关村生命科学园内) 20日8:30-10:00,北京蛋白质组研究中心。   住宿:北京扬子江药业海诺康会馆,标准间298元/天(含早餐)。   学生报到时须持学生证。   学员自备笔记本电脑(具有WiFi无线网络功能)用以操作练习。   注意事项   培训结束后颁发北京蛋白质组研究中心和蛋白质组学国家重点实验室培训证书,需要中国生物化学与分子生物学会继续教育证书的学员报到时需要另交1张2寸免冠照片及20元工本费。   中心通过了ISO/IEC 17025实验室认可,为社会各界提供科研技术服务。参加本期培训班的学员可以享受中心提供的技术服务优惠政策。技术服务项目请看网站: http://www.bprc.ac.cn/guidance/list.php?catid=27   汇款信息   帐 号:0200004909200041055   账户名称:北京蛋白质组研究中心   开户银行:工商银行北京市永定路支行   注:汇款时请务必注明&ldquo 信息学培训班&rdquo 和学员姓名。汇款后将汇款凭据传真至中心,或将扫描电子版发送至邮箱bprctrain@163.com,以确保汇款安全到账。   如需发票请注明发票抬头,培训结束后统一开具发票(培训费、注册费、会议费、技术服务费等),有其他特殊要求请声明。   联系方式   联系电话: 注册:周建平(010)80705277   咨询:史冬梅(010)80705888   传 真:(010)80705155   电子邮件:bprctrain@163.com   通信地址:北京市昌平区科学园路33号(102206)
  • 科学家绘制世界最大蛋白质图谱
    科学家已经发现了上万种新的蛋白联结,约占蛋白联结总量的四分之一。  为了揭示蛋白质是如何构建细胞与机体,来自多个国家的科学家组成的研究团队筛选了不同生物的细胞,这些细胞从变形虫到蠕虫到老鼠到人类,来源十分广泛。  这项蛋白质科学的壮举,是来自七个国家的三个研究小组合作的结果,由多伦多大学唐纳利中心的Andrew Emili教授和德克萨斯大学奥斯汀分校的EdwardMarcotte教授领导,发现了成百上千种新的蛋白质相互作用,其中细胞内蛋白质的接触作用大约占四分之一。  一个蛋白联结的缺失都会致病。图谱已经帮助科学家锁定病变蛋白。这些数据将通过开放数据库的访问提供给世界各地的研究人员。  虽然十几年前的人类基因组测序无疑是生物学中最伟大的发现之一,然而这只是人们对细胞工作的深入了解的开始。基因只不过是一幅模板,而它的复制品——蛋白质,担任了细胞运转的主要工作。  蛋白间相互联系,共同协作。许多蛋白质结合形成所谓的分子机器并在细胞活动中扮演关键角色,例如合成新的蛋白质,或者是回收旧蛋白,再造新蛋白。但是人类细胞中有上万种蛋白质,其中的大部分我们仍旧不知道它们的作用。  于是有了Emili 和Marcotte的图谱,团队使用最先进的方法,可以提取细胞内数千个分子机器并分析其蛋白构成。然后他们建立了一个类似于社交网站的网络,通过探知未知蛋白与已知蛋白的联结,推知未知蛋白质的功能。例如,未知蛋白与“杂活儿工”蛋白有联结,那么这个未知蛋白极可能也具有细胞修复功能。  今天这项里程碑式的研究收集了九个物种分子机器的信息,分别包含了面包酵母、阿米巴虫、海葵、苍蝇、蠕虫、海胆、青蛙、老鼠和人类,并由此可以绘制出一个生命树图。这个新的图谱将蛋白质结合体数目扩大到已知的十倍有余,并可以让我们观察到它们如何随着时间进行进化的。  “对于我来单单是此项研究的规模就足以吸引人们的眼球,我们已知的每个物种的蛋白联结已达到到原先所知的三倍。我们现在通过蛋白质相互作用网络可以非常可靠的预测,所有动物具有超过一百万种蛋白质相互作用,这从根本上来讲是一个巨大的进步。”Emili说,他也是疾病管理生物标记方面的安大略研究会主席、分子遗传学教授。  研究发现,自从十亿年前原始细胞出现之后,动物生命出现在地球上以前,成千上万种蛋白质协作关系一直保持不变。  “就蛋白质分布而言,人类与其他物种通常是相同的,这不仅印证了我们拥有共同祖先,也对在基因组学的基础上研究多种疾病以及这些疾病如何存在于不同物种中有实际意义。”Marcotte说。  在确定人类疾病的可能原因方面,人们已经证明这个图谱是有用的,例如一种新发现的分子机器名为Commander,由十二个单一的蛋白质组成。人们曾发现一些智力障碍患者的机体里具有编码Commander某些组分的基因,但并不清楚这些蛋白质的机制。  由于Commander存在于所有动物的细胞里,研究生FanTu正在破坏蝌蚪中的蛋白质部件,揭示了胚胎发育阶段脑细胞位置异常,并为复杂的人类起源问题提供了一个可能。  “有了成千上万种蛋白质相互作用,我们的图谱会帮助人们研究蛋白质相互作用和人类疾病的多种联系,这是我们未来几年的研究方向。”Emili博士总结道。
  • 首届 “蛋白质研究前沿”三方论坛在北京大学举行
    由北京大学跨院系蛋白质科学中心、日本大阪大学蛋白质研究所、国家蛋白质科学中心(上海)共同组织的首届 &ldquo 蛋白质研究前沿&rdquo 三方论坛于2015年4月23日-25日在北京大学生命科学学院101报告厅举行。这也是为庆祝北京大学蛋白质科学中心成立十周年而举行的重要活动。   会议开始时,日本大阪大学蛋白质研究所所长Haruki Nakamura教授 (曾任国际蛋白质学会执委、日本蛋白质科学学会主席,现为日本生物物理学会及亚太地区生物物理学会候任主席)、国家蛋白质科学中心(上海)主任雷鸣研究员(现任国际蛋白质学会执委、中科院上海生物化学与细胞生物学研究所副所长、中国生物化学与分子生物学会蛋白质专业委员会副秘书长)以及北京大学蛋白质科学中心主任昌增益教授(曾任国际蛋白质学会执委、亚太地区蛋白质学会主席,现为中国生物化学与分子生物学会副理事长及蛋白质专业委员会主任委员、《中国科学:生命科学》常务副主编)分别介绍了各自单位的历史、现状和总体情况。北京大学蛋白质科学中心成立于2005年,50多位成员来自北京大学的生命科学学院、化学与分子工程学院、医学部、物理学院、工学院、分子医学研究所,北京核磁共振中心、人民医院、口腔医院。大阪大学蛋白质研究所成立于1958年,是一个在国际上享有很好声望的蛋白质研究机构。国家蛋白质科学中心(上海)是近年刚成立的附属于中科院上海生物化学与细胞生物学研究所并配有先进齐全设施的国家级蛋白质研究机构。   来自这三个单位及会议赞助单位Malvern公司(英国)的共22个报告涉及蛋白质研究的几乎所有前沿领域,比如:蛋白质结构的X-射线晶体衍射分析、核磁共振分析、冰冻电镜分析和质谱分析 基于结构分析的药物设计 蛋白质的单分子研究及组学研究 活细胞内蛋白质标记的蛋白质修饰和蛋白质相互作用研究 蛋白质的折叠和聚集研究 与染色体维持、基因表达、肿瘤发生、细胞分裂等重要过程相关的蛋白质复合体的研究,等等。北大蛋白质科学中心的来鲁华、苏晓东、尹长城、陈兴、陈鹏、王申林等各自介绍了自己实验室科研工作的最新进展。   在论坛闭幕式上,Haruki Nakamura所长以及来自大阪大学蛋白质研究所的Yuji Goto 教授(曾任国际蛋白质学会执委、亚太地区蛋白质学会主席)、以及昌增益教授对这次高水平论坛进行了总结。Nakamura教授希望尽快推动三个单位的学者和学生之间的交流和合作。昌增益教授希望三个单位的学者之间能鉴定出若干蛋白质研究的前沿领域并开展合作,以获得突破性研究成果。第二届三方&ldquo 蛋白质研究前沿&rdquo 论坛将于2016年(初步定于6月份)在大阪大学蛋白质研究所举行,第三届将于国家蛋白质科学中心(上海)举行。   部分参会者合影
  • 第八届中国蛋白质组学大会在重庆开幕
    仪器信息网讯 2013年9月8日,由中国生物化学与分子生物学会蛋白质组学专业委员会(CNHUPO)主办,军事医学科学院放射与辐射医学研究所、重庆医科大学、蛋白质组学国家重点实验室、北京蛋白质组研究中心承办的&ldquo 第八届中国蛋白质组学大会&rdquo 在重庆市国际会展中心开幕,会议为期三天,本次会议主题为&ldquo 人类蛋白质组计划:让人类更健康&rdquo 。 会议现场   中国蛋白质组学大会始于2003年,至今已成功举办了七届,上一届于2011年在杭州召开。该会已经成为中国蛋白质组学研究顶级会议,聚集了来自全国各地,乃至世界各地的科学家参与,本次会议参会者约1000人。 大会主席贺福初院士致辞 杨芃原教授主持开幕式   军事医学科学院贺福初院士、重庆市副市长吴刚、重庆医科大学校长雷寒教授、科技部基础研究司原司长张先恩研究员、新加坡国立大学Maxey C.M. Chung教授、军事医学科学院张学敏院士、美国密歇根大学Gilbert S. Omenn教授、北京蛋白质组研究中心主任秦钧教授、北京蛋白质组研究中心钱小红研究员、中科院北京基因组研究员刘斯奇研究员等出席大会开幕式。开幕式由复旦大学杨芃原教授主持。 北京蛋白质组研究中心钱小红研究员   在此次会议上,北京蛋白质组研究中心钱小红研究员代表发表了&ldquo 中国人类蛋白质组计划&rdquo ,计划总体构想通过器官/组织蛋白质组、疾病蛋白质组、染色体蛋白质组三方面来共同构建。一期计划于2013-2016年实施,主要绘制人类蛋白质组图谱,包括表达谱、修饰谱、连锁图、定位图,以此为基础建设人类蛋白质&ldquo 大数据库&rdquo ,同时整合产业链,包括蛋白质组技术、蛋白质测序装置、蛋白质相互作用分析装置及配套试剂。   本届会议设有大会报告、分会专题报告、墙报,邀请了蛋白质组学及相关领域内多位国内外著名专家和教授作大会报告或专题报告,就疾病标志物/药物蛋白质组学、模式生物(动、植物、微生物)蛋白质组学、功能蛋白质组学、蛋白质组生物信息学、蛋白质组新技术、 蛋白质组学和系统生物学(基因组学、蛋白质组学和代谢组学)等焦点问题进行了演讲和探讨,共同交流蛋白质组学研究工作中的经验与体会,探讨蛋白质组领域的合作与发展。 墙报展示 会议举办地重庆国际会议中心   会议同时还设立了与生物化学与分子生物学、蛋白质组学等研究领域相关的仪器、设备、试剂和新技术的展览。赛默飞世尔、AB Sciex、沃特世、布鲁克&bull 道尔顿、安捷伦、岛津、通用电气生命科学部、伯乐、赛多利斯、西格玛奥德里奇、默克密理博等公司参展。(撰稿:杨娟)
  • 解析人类蛋白质组草图公布
    1 人类蛋白质组草图公布   之前,尽管不少大型的蛋白质组数据集,已经收集约上万个蛋白数据,然而覆盖80%的人类蛋白质组的草图却并未绘制。此次的研究,则突破了这一局限。   该图谱由德国慕尼黑工业大学、约翰霍普金斯大学/印度生物信息研究所等机构的两个团队独立完成。其中,在印度生物信息研究所和美国约翰霍普金斯大学等机构绘制了17 924个基因编码的蛋白质草图,其总数约占人类基因总数的84% 而慕尼黑理工大学领衔的团队,则对19 629个基因编码的蛋白质绘制草图,其总数约占人类基因总数的92%。不过,印度和美国团队,与德国团队所采用的实验数据来源略有不同,印度和美国的研究者从30个人体组织的许多不同的样品及细胞系(包括7种胎儿组织和6种血细胞类型)中提取、纯化所有蛋白质,并用质谱技术揭示组成各蛋白片段的氨基酸序列,因而两种数据的分析方法相对统一 德国的团队所采用的数据从公共数据库收集获得,而后与实验室生成的数据合并完成分析。在德国的研究中,慕尼黑工业大学的Bernhard Kü ster等人建立了搜索性公共数据库ProteomicsDB,而公共数据库收集获得的质谱分析数据约占ProteomicsDB数据的60%,其他的数据来自于60个人类组织体液,13个体液,147个癌细胞系。   这些蛋白大多为健康人群中组织和器官中表达的蛋白,对于理解疾病状态下发生的变化,具有现实的意义,如德国团队完成的数据能用于识别数百个翻译的基因间非编码RNAs(lincRNAs),比较分析通过蛋白质对癌症药物的敏感性,发现mRNA和组织中蛋白的定量关系等。同时,这两项研究也发现了许多新蛋白,而编码这些蛋白的基因之前被认为位于基因组的非编码区域,因而也丰富了对于遗传学研究的认识。   2 研究团队的基本背景   此次研究的美国和印度团队,由约翰霍普金斯大学的副教授Akhilesh Pandey领衔,而他也是印度生物信息学研究所首席科学顾问。此前,印度生物信息学研究所和约翰霍普金斯大学的生物信息学团队就有广泛的合作,例如两个机构的26名科学家经过18个月的努力,排列出了人类的X染色体顺序,并将其与黑猩猩、老鼠的基因组相比较,发现了新基因。   慕尼黑工业大学的化学和功能蛋白质组学分析者Bernhard Kü ster,其研究的主要领域是探索蛋白质的相互作用及其与活性药物成分的相互作用,分析癌症发生发展的分子机制,以及开发相应的临床治疗方法。作为研究者,Bernhard Kü ster也曾参与了蛋白质组技术平台上具有雄厚基础的Cellzome公司的发明(新的酶相互作用化合物的方法)。而Cellzome公司的药物研发平台,可对于特定蛋白相互作用的药物进行筛选,其具有高度的灵敏性,而葛兰素史克(GSK)公司也正在看中了这一点已将其并购。   3 中国人类蛋白质组计划(CNHPP)   在人类蛋白质组草图公布的同时,&ldquo 中国人类蛋白质组计划(CNHPP)&rdquo 已经由科技部正式批准启动实施。此前,中国科学家已倡导并领衔人类第一个器官(肝脏)国际蛋白质组计划(HLPP)。   在&ldquo 中国人类蛋白质组计划&rdquo 中,&ldquo 激光解析基体辅助离子源-蛋白测序仪器&rdquo 课题是重点研究方向之一,致力于蛋白质测序仪器和试剂国产化,从而加速蛋白质组学和生物质谱技术在临床领域的研究与应用。   4 蛋白质组测序技术的开发   蛋白质组是一个细胞、组织、有机体在一定时间内表达的所有蛋白质(总蛋白质)。对蛋白质组进行系统的、全面的研究,而快速、准确、低成本的蛋白质分离纯化技术(如双向电泳、计算机图像分析与大规模数据处理技术以及质谱技术等)的发展,则是系统、全面研究的基础。有了基因组计划和基因组测序技术的发展经验,人类在蛋白质组草图公布的前后,也就有了对低成本、高效率的蛋白质组测序技术的格外重视。例如,亚利桑纳州立大学的Stuart Lindsay团队正在致力于研究让单链肽段穿过纳米孔的技术,从而将纳米孔单分子DNA测序技术(第三代基因测序技术,采用纳米孔的单分子读取,与之前的测序技术测序时间长、价格比较昂贵、测序分子需要大量扩增、还需要进行荧光标记等相比,第三代测序技术读取数据更快,测序成本明显降低)的设计理念应用于蛋白质组的测序,开发蛋白质单分子测序技术。   5 蛋白质组学与个性化医疗   人类蛋白质组草图的成果表明,有数百种蛋白质是由此前认为不具备相关功能的DNA片段(脱氧核糖核酸)及&ldquo 假基因&rdquo 形成。这也说明了基因组和蛋白质组之间的巨大差别。例如,表观遗传研究的核心内容即是基因的拼接和翻译后修饰,而蛋白质随时间和空间的动态变化等,使得蛋白质组的研究远比基因组研究复杂。   尽管目前的个性化医疗以基因解析为特征,然而真正衔接基因型与疾病表型的还是蛋白质。随着蛋白质组测序技术的快速发展,也许蛋白质组学的研究会带动个性化医疗新的发展阶段。   本文作者:中国科学院上海生命科学信息中心 于建荣 江洪波。
  • 投7.6亿 国家蛋白质科学研究(上海)设施在沪验收
    今天上午,全球生命科学领域首个综合性大科学装置——国家蛋白质科学研究(上海)设施在沪通过国家验收,这意味着这个集各种大型科学仪器和先进技术于一体、被誉为探索生命奥秘的“国之利器”正式“亮剑出鞘”。工作人员在位于浦东张江的质谱实验室内通过仪器进行样品数据分析  作为继上海光源后第二个落户浦东张江的国家重大科技基础设施,上海设施于2010年12月开工起便引起海内外高度关注,总建筑面积3.3万平方米,完成总投资7.56亿元人民币。  上海设施的落成是生命科学领域大科学装置建设史上的“一件大事”。上海设施集成了具有不同空间和时间分辨率的仪器和设备,形成了蛋白质研究的先进体系,在分析精度、检测极限和处理通量上均取得了突破。  以规模化蛋白质制备系统为例,上海设施自主研发了国内首套将软件控制、硬件设备和生物应用进行整合的规模化蛋白质制备系统,实现了蛋白质制备全流程的高度集成和流水线作业,在样品处理通量上超过半自动化10倍,超过传统的人工系统100倍,居于国际领先水平。  据上海设施总工艺师雷鸣介绍,在上海设施建成之初,曾设定一年解析150个蛋白质结构的指标任务。然而,仅在过去7个月里,就有超过370个蛋白质结构在此被解析,远远超过当初设计的指标。极大地提高了中国生命科学领域的研究能力,按上海光源一期建设的生物实验站能力,仅能满足中国15至20%的用户需求 上海设施的投入使用,则可以基本满足中国用户的需求。  与此同时,作为世界首个生命科学领域综合性的大科学装置,上海设施能以其完备的条件满足研究人员“五花八门”的要求。“对科研有着极大的促进,许多实验在没有这个(上海设施)之前是不可想象的。”雷鸣说。  “聚集一流的人才,造就一个宽松的科研环境,”雷鸣认为上海设施产出突出的科研项目只是“时间上的问题”。
  • 张丽华团队新成果 发展相变蛋白质的共价键标记和成像方法
    近日,中科院大连化物所蛋白质折叠化学生物学创新特区研究组(02T5组)刘宇研究员团队和生物分子高效分离与表征研究组(1810组)张丽华研究员团队合作,通过发展新型仿生荧光共价键探针和质谱表征方法,发现了蛋白质聚集态界面具有化学反应活性,可用于相变蛋白质的标记与成像。  蛋白质在人体内的相变过程会诱发多种退行性疾病,例如帕金森症、阿尔兹海默症、渐冻人症和老年性心衰等。针对上述疾病,刘宇团队致力于发展新型化学生物学工具用于观察蛋白质的相变过程和疾病的早期诊断,张丽华团队一直关注胞内相变蛋白质的质谱组学解析。然而,致病蛋白质通常由于发生相变处于无序结构状态,其特异性识别和检测具有挑战性。因此,发展新的化学方法识别和捕捉相变致病蛋白质对疾病的早期诊断和治疗有着重要的意义。  在前期工作(Anal. Chem.,2021)的基础上,该合作团队保持了红色荧光蛋白骨架分子对相变蛋白质分子的选择性结合能力和荧光激活效应,通过模仿Kaede光转化荧光蛋白的作用机理,逆向设计了具有迈克尔加成反应活性的新型荧光分子探针。该类新型探针可与早期错误折叠的蛋白结合发出红色荧光,在进一步相变聚集过程中发生迈克尔加成反应,荧光信号进而由红光转为绿光。团队通过定点突变技术和高分辨质谱分析,揭示了相变蛋白和探针分子的共价反应机制,蛋白质错误折叠过程中半胱氨酸的微环境变化、蛋白聚集紧实度的不同、探针反应活性强弱等因素均会影响该反应的进程。基于该化学特性,团队拓展了基于孔雀绿的新型荧光变色分子,并论证了该共价键反应的普适性和可调控性。同时,团队使用该探针,展示了细胞内蛋白质组在药物刺激下从早期错误折叠到晚期聚集的相变过程。该工作首次揭示了蛋白质相变界面的化学反应活性,对未来设计质谱探针和药物分子提供了新的策略和思路。  上述成果于近日发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上。该工作得到国家自然科学基金、辽宁省兴辽人才计划、大连市科创基金、博士后面上基金、国家重点研发计划等项目的资助。
  • 聚能生物与国家蛋白质平台开展广泛合作
    JNBIO(聚能生物)是一家由留学人员创办的高新技术企业,自主创新与欧洲前沿技术相融合,开发生产低温超高压连续流细胞破碎仪,是国家技术创新基金立项扶持的项目。   JNBIO系列低温超高压连续流细胞破碎仪自投入市场以来,积极开展与国家蛋白质科学研究平台的合作。到目前为止,中国科学院生物物理研究所(中国科学院蛋白质科学研究平台)、中国科学院上海应用物理研究所、复旦大学遗传工程研究所等国家重要蛋白质研究中心已采购使用JNBIO(聚能生物)高活性低温超高压连续流细胞破碎仪。   JNBIO低温超高压连续流细胞破碎仪特有的细胞高活性破碎技术,最大限度地保持了蛋白质的空间结构和内部活性基团,为研究蛋白的高级结构,晶体工程提供了先决条件。   人类基因组计划完成之后,蛋白质科学研究成为当代生命科学领域的前沿,是未来生物技术与生物产业发展的重要源泉。全球发达国家政府、研究机构和大学以及相关产业界竞相抢占蛋白质研究的制高点。   2004年5月,中国科学院生物物理研究所率先启动了“中国科学院蛋白质科学研究平台”建设。2008年7月中旬,中国科学院生物物理研究所(中国科学院蛋白质科学研究平台)采购了JNBIO低温超高压细胞破碎仪(JN-3000)。目前,中国科学院生物物理研究所用JNBIO低温超高压细胞破碎仪全面替代了国产和进口的高压细胞破碎仪。   中国科学院上海应用物理研究所的上海光源是一台高性能的中能第三代同步辐射光源,它的英文全名为ShanghaiSynchrotronRadiationfacility,简称SSRF。它是我国迄今为止最大的大科学装置和大科学平台。生命科学和医药学与人类健康生活息息相关,也是同步辐射光得到广泛应用的重要领域。同步辐射X射线衍射方法是当前测定生物大分子结构的最有力手段,是研究生命现象与生物过程的利器。2009年5月26日,JNBIO低温超高压连续流细胞破碎仪(JN-3000PLUS)正式进驻上海光源。   复旦大学遗传工程国家重点实验室是在由谈家桢院士创立的复旦大学遗传学研究所的基础上发展而来的研究实体,是我国最早建立的国家重点实验室之一。1984年经国家计委批准建立,1985年开始运行,同时向国内外开放,1987年通过国家验收。近年来,遗传工程国家重点实验室投入大量经费,采购先进的仪器设备建立蛋白质组学研究平台等。JNBIO低温超高压连续流细胞破碎仪独有的细胞高活性破碎技术和5ml微样品量,受到了遗传所教授们的青睐。日前,JN-3000PLUS微量精密型低温超高压连续流细胞破碎仪已正式投入使用。
  • 投资7亿 国家蛋白质科学中心(上海)建成
    我国生命科学领域第一个综合性的国家级重大科技基础设施&mdash &mdash 蛋白质科学研究(上海)设施日前通过工艺测试,进入开放试运行阶段,预计于今年年底正式面向多用户、多领域开放。25日,记者走进基本建成的国家蛋白质研究中心,见识了国际一流的研究设施和紧锣密鼓开展科研的研究团队:   高通量自动化克隆构建系统,中心自主设计了五套大型自动化装置,将软件控制、硬件设备和生物应用结合在一起,实现了整个大规模蛋白表达过程的自动化(包括克隆、蛋白表达和纯化),达到全球生物自动化一流水平,从传统手工一人次一天10个基因克隆提升到一天1000个基因克隆,极大地提高了生物实验效率。   自主研发高精度激光双光镊系统,光镊采用激光辐射压对微米级粒子进行捕获,并通过高精度的测量技术实现压纳米级位移和压皮牛级力的测量。这些技术有望在蛋白质折叠、RNA聚合酶合等研究领域提供单分子层次的信息。在仪器研发方面,为拓展仪器性能,还将结合单分子荧光技术和高精度激光光镊,有望提升蛋白质科学领域的仪器自主研发能力。   尽管仍处于紧张建设筹备中,科研活动早已紧锣密鼓地开展。截至2013年底,中心科研项目共计31项,年度新增13项,其中包括国家重大科学研究计划项目2项、中科院科研装备研制项目1项以及国家自然科学基金多项。中心成立伊始,许琛琦研究组即在阐明人体免疫机制方面取得突破性进展,首次证明钙离子能够改变脂分子功能来帮助T淋巴细胞活化,提高T淋巴细胞对外来抗原的敏感性,从而帮助机体清除病原体。周界文研究组在研究重要离子通道蛋白p7的精细空间结构以及p7与抑制剂金刚烷胺类药物相互作用的分子机理方面也取得重大突破,相关研究成果将大大推动新一代抗丙型肝炎病毒治疗手段的研发。周兆才研究组研究发现原癌蛋白质YAP的一个天然拮抗剂蛋白&mdash &mdash VGLL4,并在蛋白质晶体结构解析的基础上发展出一个针对YAP的多肽类抑制剂,为以胃癌为代表的肿瘤治疗提供了新的策略和途径。雷鸣、张荣光研究组的研究论文首次在原子水平上解析了端粒酶的结构,第一次从原子层面对脊椎动物端粒酶复合物中蛋白质-RNA的相互作用进行了描述。   国家蛋白质科学中心上海(筹)在保障上海设施高效运行的同时,定位于蛋白质科学研究,研究内容涵盖染色质结构与功能的调控、跨膜分子信息传递、非编码RNA以及结构生物学新技术和方法研究等学科领域,着重开展蛋白质多尺度结构分析、蛋白质动态结构研究、蛋白质修饰与相互作用研究、设备自主创新与集成研究和生物信息学与计算生物学等五大领域的研究。在未来的科学研究中,国家蛋白质科学中心/上海(筹)/蛋白质科学研究(上海)设施将围绕蛋白质科学研究的前沿领域和我国生物医药、农业等产业发展需求,保障国家中长期科技规划纲要部署的蛋白质重大研究计划的实施,建设高通量、高精度、规模化的蛋白质制取与纯化、结构分析、功能研究等大型装置,实现技术与设备的集成化、通量化和信息化,提供全面和完整的技术与条件保障,打造开放、协作、创新的国际一流蛋白质科学研究平台,为我国的蛋白质科学基础研究提供强有力的支撑。   背景介绍   蛋白质科学研究(上海)设施于2010年12月破土动工,总投资约7亿元,总建筑面积3.3万平方米,由中科院上海生科院承建,并依托上海设施同步筹建&ldquo 国家蛋白质科学中心· 上海&rdquo 。迄今,已有逾10位诺贝尔奖得主到访,对蛋白质中心表现出浓厚兴趣。
  • 蛋白质含量测定新方案——排除假蛋白氮(NPN)的干扰
    不法商人添加非法添加物的根本原因是,本来劣质产品中蛋白质含量就很低,需要添加用凯氏定氮法查不出的含氮物质充数。因为现行的凯氏定氮蛋白质测定方法局限于:只能测试总有机氮含量,而非特定的蛋白质中氮含量,因此,方法缺陷被不法商人所投机利用,使伪劣产品蒙混达标。 传统上,蛋白质的测定一直采用凯氏定氮法。该法的误区是:通过氧化还原反应,把低价氮氧化并转为氨盐,再通过氨盐中氮元素的量换算成蛋白质的含量。凯氏定氮针对有机氮化合物,主要是指蛋白质,aa,核酸,尿素等N3-化合物。非蛋白质的含氮化合物,,如三聚氰胺等,在凯氏定氮过程中,被同样消化成(NH4)2SO4,造成蛋白值虚高,我们统称这些化合物为假蛋白氮(NPN)。 从食品安全控制可靠性上考虑,解决问题的根本方法,是直接测试食品中的真蛋白质含量。因为,如果能够一次直接测定食品中真蛋白质含量,那么就堵住了市场监管上的漏洞,使伪劣产品无所遁形。因此添加假蛋白质物质,如三聚氰胺等就毫无意义了。区别蛋白质与NPN的意义在于可以获得真实准确的蛋白质含量。从根本上解决了问题,厂商只能提供达标产品。这对需要进行蛋白质检测行业如食品、饲料及蛋白研究和管理领域具有重要的价值。呼吁中国国家有关部门将真蛋白质检测尽快纳入预防性安全监控标准。 1.食品行业的蛋白质问题 监控食品加工过程中的所有流程节点,包括原料采购、浓缩、勾兑、干燥、储存等。如假劣奶粉的危害就在于产品未达到国家蛋白标准限定,但在&ldquo 国标&rdquo 的凯氏定氮法检测后通过检测,其原因就在于搀加大量的NPN,造成蛋白质含量虚高。所添加的NPN大部分是化工产品,严重威胁食品安全。 2.饲料行业的蛋白质问题 饲料行业同样面临NPN造成的危害。例如最近引起社会关注的三聚氰胺。三聚氰胺含氮量达66%,白色无味,与蛋白粉外观相似,是被不法厂商大量使用的NPN。与&ldquo 瘦肉精&rdquo 、&ldquo 苏丹红&rdquo 等少数违禁添加剂一样,损害动物机体健康,并最终通过食物链转移到人体内。三聚氰胺高温下会形成氰化物,长期或反复接触对肾脏器官形成巨大损害。 3.其他研究领域的蛋白质问题 植物原料中NPN的含量随季节、地域及品种变化很大。精确检测蛋白质含量,排除NPN干扰对于保证科学研究的严谨性具有重要意义。 美国CEM 公司的真蛋白质SPRINT分析仪,是目前唯一的真蛋白质测试仪,其主要特点: 1.直接测量&ldquo 真蛋白质&rdquo ,而非总氮含量 2.所有类型样品检测(液体、固体、粉末状、奶油、肉类、坚果类、谷物、种子等); 3.测量时间只需两分钟;全自动操作,无需有经验的化学家; 4.对三聚氰胺等非法添加剂,不会产生错误的蛋白质测量结果,精确性和准确度等优于凯氏定氮法; 5.对非氮蛋白质的测定无需校准,直接测量; 6.无需化学试剂;相比目前的检测方法,具有更低的操作成本; screen.width-300)this.width=screen.width-300" border="0" alt="" src="https://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/2008328164614.jpg" / http://www.analyx.com.cn/products/list.asp?classid=122
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