蛋白質定量組學服務

2020-12-03 ChemicalBook

來源：ChemicalBook

背景[1-5]

定量蛋白質組學服務是一種用於確定樣品中蛋白質含量的分析化學技術服務。蛋白質鑑定的方法與一般（定性）蛋白質組學中使用的方法相同，但把量化作為附加維度。定量蛋白質組學不是僅僅提供在某個樣品中鑑定的蛋白質列表，而是產生關於兩個生物樣品之間的生理差異的信息。

例如，該方法可用於比較來自健康和患病患者的樣品。定量蛋白質組學主要通過二維凝膠電泳進行（2-DE）或質譜（MS）。然而，最近開發的定量斑點印跡（QDB）分析方法能夠以高通量形式測量樣品中單個蛋白質的絕對量和相對量，從而為蛋白質組學研究開闢了新的方向。與需要MS進行下遊蛋白質鑑定的2-DE相比，MS技術不僅可以識別蛋白種類還可以量化構成變化。

胞內蛋白質組豐度的動態變化對各種生命過程有重要影響。例如在許多疾病的發生和發展進程中，常常伴隨著某些蛋白質的表達異常。目前定量蛋白質組學技術主要分為標記(label)策略和非標記的(label free)定量策略，其中標記策略又分為體內標記(如SILAC、15N標記)，以及體外標記(如iTRAQ、TMT標記)。

傳統的基於2D雙向凝膠電泳分離的蛋白質組通常可以鑑定出約1000種蛋白，對全蛋白質組的覆蓋僅在5~10%左右，遠遠不能滿足高通量定量蛋白質表達譜分析的要求。定量蛋白質組學服務結合精細的樣品製備與超高解析度、高靈敏度的液相色譜-質譜聯用技術，可在細胞與組織類樣品中鑑定直至超過10000個蛋白，對全蛋白質組的覆蓋>60%。結合生物信息學分析，可以為客戶構建高通量蛋白質定量表達譜。

應用[6][7][8]

1.生物醫學應用

定量蛋白質組學在醫學領域具有獨特的應用，特別是在藥物和生物標誌物發現領域。定量蛋白質組學可以標記不同蛋白質的複雜性質和定量分析，比更多傳統方法（蛋白質印跡和ELISA）對蛋白質結構的差異以及翻譯後修飾更敏感，因此可以量化對蛋白質的不同修飾。

2.藥物發現

定量蛋白質組學在蛋白質靶標鑑定，蛋白質靶標驗證和藥物發現的毒性分析中具有重大作用。新藥物的發現可被用於研究蛋白質-蛋白質相互作用，以及藥物-小分子相互作用。因此，定量蛋白質組學在監測小藥物樣分子的副作用和理解一種藥物靶標相對於另一種藥物靶點的功效和治療效果方面顯示出巨大的作用。藥物發現中絕對蛋白質定量的方法是LC-MS/MS和多反應監測（MRM）。

3.單細胞蛋白質組學

傳統的質譜蛋白質組學已應用於數百萬個細胞組成的大量樣品。然而，這種群體平均測量對於異質樣品（即人體組織或癌症）中單個細胞之間差異檢測依然存在許都問題。SCoPE-MS可以量化單個哺乳動物細胞中的一千多種蛋白質，進一步的技術發展和想法可以顯著提高單細胞蛋白質組學的靈敏度和通量。

參考文獻

[1] Ong SE,Mann M(October 2005)."Mass spectrometry-based proteomics turns quantitative".Nature Chemical Biology.1(5):252–62.

[2] Bantscheff M,Schirle M,Sweetman G,Rick J,Kuster B(October 2007)."Quantitative mass spectrometry in proteomics:a critical review".Analytical and Bioanalytical Chemistry.389(4):1017–31.

[3] Nikolov M,Schmidt C,Urlaub H(2012).Quantitative mass spectrometry-based proteomics:an overview.Methods in Molecular Biology.893.pp.85–100.

[4] Bantscheff M,Lemeer S,Savitski MM,Kuster B(September 2012)."Quantitative mass spectrometry in proteomics:critical review update from 2007 to the present".Analytical and Bioanalytical Chemistry.404(4):939–65.

[5] "Quantitative targeted absolute proteomics-based ADME research as a new path to drug discovery and development:methodology,advantages,strategy,and prospects".Journal of Pharmaceutical Sciences.100(9):3547–59.

[6] Rix U,Superti-Furga G(September 2009)."Target profiling of small molecules by chemical proteomics".Nature Chemical Biology.5(9):616–24.

[7] Schenone M,Daník V,Wagner BK,Clemons PA(April 2013)."Target identification and mechanism of action in chemical biology and drug discovery".Nature Chemical Biology.9(4):232–40.

[8] Budnik,Bogdan;Levy,Ezra;Slavov,Nikolai(2017-03-15)."Mass-spectrometry of single mammalian cells quantifies proteome heterogeneity during cell differentiation".bioRxiv 102681.

相關焦點

  • 蛋白質設施:開放新冠病毒全部蛋白質表達質粒
    為了增強我國快速應對公共衛生事件能力，中國科學院上海高等研究院國家蛋白質科學（上海）設施（蛋白質設施）建立了我國自己的蛋白質庫。所有新冠病毒編碼的29種蛋白質的表達質粒的構建已經全部完成，由國家蛋白質科學研究（上海）設施蛋白質庫進行存儲和分發，6月17日起面向全球開放並提供服務，以實現蛋白質資源的快速共享，助力新冠肺炎病毒的防治研究。
  • 質譜法蛋白質N/C端胺基酸序列分析技術服務
    蛋白質樣品的N/C末端序列分析，對於醫藥工業來說是非常重要的信息。
  • 研究蛋白質你的資料庫用對了嗎?常用蛋白質資料庫分享
    、蛋白質網絡、蛋白質互作、基因組等資料庫)存在著交叉應用。當蛋白質某一胺基酸殘基發生改變時，其質譜圖也會發生改變，通過蛋白質質譜圖的改變，檢測與疾病相關的突變。CDD，蛋白質保守結構域資料庫，收集了大量保守結構域序列信息和蛋白質序列信息。檢索者通過CD-Search服務，可獲得蛋白質序列中所含的保守結構域信息，從而分析、預測該蛋白質的功能。
  • 蛋白質降解技術!
    為什麼要對蛋白質進行降解？現代質譜儀能夠以相當高的精度測定完整蛋白質的分子量。那麼我們為什麼不簡單地通過測量完整蛋白質的質量來進行蛋白質組學分析呢？而是通過蛋白降解技術將大的蛋白質片段降解為小的多肽片段呢？
  • 歡樂番茄丨補充蛋白質不用只吃肉,高蛋白質的蔬菜,了解一下!
    很多食物中都含有蛋白質，以肉類、蛋類最為常見，也是我們補充蛋白質來源的主要食物。不過，含有高蛋白質的食物不僅僅只有肉類、蛋類，對於喜歡吃素的人來說，有些蔬菜同樣含有極高的蛋白質。蛋白質被吸收的越多，營養也就越多。比如，我們吃的黃豆，吸收率大概能達到60%，如果做成豆腐、豆漿的話，吸收率能提高到90%。
  • 基於質譜的蛋白質鑑定,第1節:蛋白質鑑定技術簡介
    蛋白質組學（Proteomics）的分析一般可分為四類分析方法：（i）快速而簡單的分析方法，用於從複雜混合物中純化少量蛋白質；（ii）快速而靈敏的方法，可從目標蛋白質中獲取少量但足夠的結構信息 （iii）獲取拓展的蛋白質或DNA序列資料庫，以及（iv）能夠通過計算機算法將DNA序列信息與各種類型的蛋白質結構信息結合起來
  • 上海蛋白質設施開放 提供新冠病毒全部29種蛋白質的表達質粒
    上海蛋白質設施向全球開放提供新冠病毒全部29種蛋白質的表達質粒科技日報訊 (記者王春)記者從中國科學院上海分院獲悉，6月17日起，中國科學院上海高等研究院的國家蛋白質科學研究(上海)設施面向全球開放新冠病毒編碼的全部29種蛋白質的表達質粒庫，以實現蛋白質研究資源的快速共享
  • 蛋白質流變學登上《Science》:三體人?星際旅行?蛋白質相變或給你...
    真實的蛋白質能否存在類似的休眠機制和功能呢？這篇Science文章從蛋白質流變學的角度為我們提供了一個新的認識視角。　　Jawerth等通過研究5種蛋白質，首次發現蛋白質通過老化可形成一種新的相態——麥克斯韋玻璃態（粘彈性、不規則、硬化形成）。相比於液—固相變（單向箭頭）液態和麥克斯韋玻璃態蛋白質非常容易相互轉化（雙向箭頭）。
  • 高效液相色譜法分離蛋白質
    高效液相色譜法蛋白質混合物分離固定相材料和硬體可利用率的改善，大大提高了液相色譜系統在蛋白質純化中的性能表現。儘管完整蛋白質的高效液相色譜法（HPLC）還不是蛋白質組學分析中最常用的技術，但它非常適用於在初始階段分離蛋白質混合物。有多種色譜分離法可供選擇，包括反相色譜法、陰陽離子交換法、尺寸排除法和親和色譜法。後者作為一種從複雜混合物中提取蛋白質子集的方法，應用廣泛。在將蛋白質混合物分離這個步驟中，高效液相色譜法與製備型等電聚焦電泳法（IEF）一樣有用。
  • MCP:高等植物擬南芥蛋白質熱穩定性的蛋白質組學分析
    景傑生物|解讀景傑編者按：質譜序技術可以對複雜樣品中蛋白質的濃度和共價修飾進行平行地測量。 最近，通過同時測定數千種蛋白質的熱變性曲線，質譜的這方面的應用已經擴展到探測蛋白質組的三維結構和構象狀態。雖然許多動物及其常駐微生物存在於相對狹窄，受調節的生理溫度範圍之內，但植物所處的環境經常會劇烈的溫度變化，這可能影響蛋白質熱穩定性的進化與演變。威斯康星大學麥迪遜分校生物化學系的Michael R. Sussman教授在Molecular & Cellular Proteomics雜誌上發表文章，通過質譜首次深入研究了擬南芥的熱蛋白質組。
  • LabelFree定量蛋白質組學技術研究蛋白質互作——背景介紹(下)
    蛋白互作的研究背景內容比較豐富，我們分成兩期定量蛋白質組學非標記定LabelFree定量蛋白質組學技術研究蛋白互作的背景進行介紹。本期我們接著說蛋白-蛋白互作方法的研究背景。蛋白互作方法的研究背景免疫印跡或免疫沉澱逐漸轉向使用質譜法進行樣本中的蛋白質定量，同時，也可使用該方法進行蛋白質鑑定。質譜法為高度複合的定量分析創造了條件，為它們的快速發展提供了條件，無需考慮費時的基於抗體的方法。
  • 蛋白質是什麼 蛋白質的作用有哪些
    蛋白質對人體來說非常的重要，我們每天都離不開蛋白質，我們每天所吃的食物中就包含一些蛋白質。那蛋白質對我們人體有哪些作用呢?哪些食物中富含蛋白質呢?下面就讓小編帶大家了解一下吧。蛋白質是什麼蛋白質是組成人體一切細胞、組織的重要成分。
  • 蛋白質的作用 蛋白質對身體健康的作用
    蛋白質是人體生長發育的重要物質基礎，所以我們每個人都不能缺乏蛋白質這種營養，那麼蛋白質的作用具體都有哪些呢?下面我們就來詳細了解下。，包括肌肉、骨骼、皮膚、血管、頭髮、指甲、各種臟器等，所以要保證這些機體的運轉，蛋白質一定不能少。
  • NIH承諾資助全球化蛋白質資料庫
    《科學時報》訊 歐洲生物信息科學研究機構的目的是滿足它的研究人員未來對蛋白質序列資料庫的需要，如今美國正在積極行動起來幫助它實現這一目標。    據近期出版的《自然》雜誌報導，美國國家衛生研究院(NIH)將在未來3年內提供1500萬美元的經費幫助建立一個聯合蛋白質資料庫(United Protein UniPro)，即蛋白質序列和功能的全球化資料庫。
  • 蛋白質二級、三級結構預測
    實驗方法獲得蛋白質結構的方法有：X射線衍射法，核磁共振法（只能測定質量小於70kDa的蛋白結構）和冷凍電鏡，目前已解析的蛋白結構約10萬個，僅佔所有蛋白的一丟丟
  • 蛋白質是不是有機物 蛋白質是有機物還是無機物
    蛋白質是有機物。有機物至少含有一個碳原子，且不包含任何來自1-12族的元素，氫除外。根據有機物的定義，蛋白質含有碳、氫、氧、氮元素，是一種複雜的有機化合物。胺基酸是組成蛋白質的基本單位，蛋白質是生命的物質基礎。
  • 蛋白質晶片-未來臨床診斷的縮影
    蛋白質晶片是一個比較新的技術領域，當時覺得這個技術很酷，就來學了，後來是因為興趣，它的優勢很明顯，將來在蛋白質組學和疾病檢測方面一定有很廣泛的應用。生物谷：我們知道博翀生物主要從事蛋白質晶片的產品和技術服務，那麼什麼是蛋白質晶片？包含哪些類別？又有哪些應用？蛋白質晶片目前在國內外的發展現狀是怎樣的？
  • 【生物課】蛋白質
    蛋白質基本含義蛋白質是由胺基酸以「脫水縮合」的方式組成的多肽鏈經過盤曲摺疊形成的具有一定空間結構的物質。蛋白質中一定含有碳、氫、氧、氮元素。蛋白質是由α—胺基酸按一定順序結合形成一條多肽鏈，再由一條或一條以上的多肽鏈按照其特定方式結合而成的高分子化合物。蛋白質就是構成人體組織器官的支架和主要物質，在人體生命活動中，起著重要作用，可以說沒有蛋白質就沒有生命活動的存在。
  • 國家蛋白質科學研究(上海)設施通過國家驗收
    央廣網上海7月29日消息（記者 周洪）當今全球生命科學領域首個綜合性的大科學裝置——國家蛋白質科學研究（上海）設施（以下簡稱「上海設施」）自開工之日起就引起了國內外同行的高度關注。昨天（28日），這座集各種大型科學儀器和先進技術於一體、被譽為探索生命奧秘的「國之利器」通過國家驗收、即將「亮劍出鞘」。
  • 細胞膜蛋白質提取方法 蛋白質沉澱法
    6.鹽析法 多用於各種蛋白質和酶的分離純化。 　　第一節 鹽析法 　　一般來說，所有固體溶質都可以在溶液中加入中性鹽而沉澱析出，這一過程叫鹽析。在生化製備中,許多物質都可以用鹽析法進行沉澱分離，如蛋白質、多肽、多糖、核酸等，其中以蛋白質沉澱最為常見，特別是在粗提階段。