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  • 蛋白組學(xué)

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    蛋白質(zhì)是生命功能的執(zhí)行者,直接體現(xiàn)生命活動(dòng)的多樣性和復(fù)雜性。蛋白質(zhì)組學(xué)研究是指在大規(guī)模水平上研究蛋白質(zhì)的特征,蛋白組研究可以反映、注釋和表征特定表征或疾病相關(guān)的蛋白質(zhì),為預(yù)測(cè)、診斷、治療和預(yù)防醫(yī)學(xué)應(yīng)用發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

    蛋白組研究主要內(nèi)容

    蛋白質(zhì)定性與定量分析;蛋白質(zhì)功能研究;翻譯后修飾;亞細(xì)胞定位;參與的代謝途徑;蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)或其它分子間的相互作用。

     

    蛋白組研究應(yīng)用領(lǐng)域


    1)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)/生物醫(yī)藥領(lǐng)域

    ① 診斷標(biāo)志物發(fā)現(xiàn):篩選和鑒定疾病特異的生物標(biāo)記分子,作為疾病診斷、預(yù)后效果等的重要證據(jù)。

    ② 治療靶點(diǎn)挖掘:識(shí)別與健康或疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)作為潛在治療或預(yù)防靶點(diǎn),分析蛋白質(zhì)靶點(diǎn)的可藥性,針對(duì)靶點(diǎn)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)新藥。

    ③ 新藥研發(fā):一方面可以研究候選藥物成分,另一方面可以聯(lián)合轉(zhuǎn)錄組信息分析藥物作用機(jī)理和毒理,篩選有效藥物,改進(jìn)藥效和藥物安全性。

    ④ 調(diào)控機(jī)制研究:研究蛋白質(zhì)之間、DNA/RNA與蛋白質(zhì)之間的相互作用,分析基因之間的協(xié)同和拮抗作用,理解生物網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)生物學(xué)。

    ⑤ 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究:針對(duì)未知蛋白質(zhì)或多肽,分析其氨基酸序列并預(yù)測(cè)空間結(jié)構(gòu),以及研究其功能作用,改進(jìn)基因注釋,發(fā)現(xiàn)新基因功能等。

    ⑥ 發(fā)病機(jī)制與病理進(jìn)程研究:研究疾病發(fā)生時(shí)的蛋白質(zhì)分子變化,以及不同病理階段分子水平的差異,揭露疾病發(fā)生的分子機(jī)制,促進(jìn)后續(xù)藥物篩選以及患者的病程管理等。

     

    2)其他領(lǐng)域

    ①農(nóng)林:抗逆脅迫機(jī)制,生長(zhǎng)發(fā)育機(jī)制,育種保護(hù)研究等。

    ②畜牧業(yè):肉類及乳制品等品質(zhì)研究,致病機(jī)理研究等。

    ③微生物:致病機(jī)理,耐藥機(jī)制,病原體-宿主相互作用研究等。

     

    蛋白組研究策略




    (1)非靶向蛋白質(zhì)組學(xué)

    又稱發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)組學(xué),不需要事先了解目標(biāo)蛋白的信息,能夠?qū)Φ鞍踪|(zhì)樣本進(jìn)行全面高通量的定量和鑒定,可以同時(shí)檢測(cè)和分析樣本中的多個(gè)蛋白質(zhì),更關(guān)注蛋白質(zhì)篩選和動(dòng)力學(xué)。數(shù)據(jù)依賴性采集模式(Data dependent acquisition,DDA)和數(shù)據(jù)非依賴性采集模式(Data independent acquisition,DIA)是質(zhì)譜分析中常用的兩種數(shù)據(jù)采集模式。

     

    DDA:在一級(jí)質(zhì)譜的每個(gè)時(shí)間窗口進(jìn)行檢測(cè)循環(huán)時(shí),選擇性采集信號(hào)相對(duì)較強(qiáng)的肽段離子進(jìn)入二級(jí)質(zhì)譜碎裂。因此,DDA無(wú)法有效的采集到信號(hào)強(qiáng)度較弱的信號(hào)離子,限制了檢測(cè)靈敏度,采集結(jié)果具有一定隨機(jī)性,無(wú)法對(duì)大量樣品完成可重復(fù)性的位點(diǎn)分析。

    代表性技術(shù)

    ① 4D-Label-free:無(wú)需化學(xué)標(biāo)簽(如同位素)標(biāo)記肽段;DDA采集模式;利用四維(保留時(shí)間、質(zhì)何比、離子強(qiáng)度、淌度)分離離子,可鑒定蛋白的有無(wú)情況。

    ② TMT:通過(guò)同位素標(biāo)簽標(biāo)記肽段;DDA采集模式;混樣上機(jī),可消除批次效應(yīng)。

     

    DIA:采集所設(shè)置的最低強(qiáng)度值以上的所有肽段離子進(jìn)行二級(jí)質(zhì)譜分析,遺漏的數(shù)據(jù)少,準(zhǔn)確定更高。

    代表性技術(shù):

    ① 4D-DIA4D和label free蛋白組技術(shù)基礎(chǔ)上,采用DIA采集模式,覆蓋度、穩(wěn)定性好。

    ② Astral DIA:基于新一代Orbitrap Astral高分辨質(zhì)譜儀,結(jié)合了四極桿質(zhì)量分析器(Quadrupole)、軌道阱質(zhì)量分析器(Orbitrap)以及全新非對(duì)稱軌道無(wú)損質(zhì)量分析器(Astral),分辨率、靈敏度、覆蓋度、穩(wěn)定性全方面提升。


    Astral DIA蛋白組學(xué)優(yōu)勢(shì)

    高覆蓋率:2ug Hela細(xì)胞裂解液60min掃描梯度,能測(cè)定12000多個(gè)蛋白;

    高靈敏度:250pg Hela細(xì)胞裂解液18min掃描梯度,能測(cè)定5335多個(gè)蛋白;

    高穩(wěn)定性:針對(duì)真菌和E.coli多樣本分析,88%鑒定蛋白CV<20%,75% CV<10%;

    檢測(cè)速度快,周期短:1天可測(cè)定180個(gè)樣本,共獲得147萬(wàn)多個(gè)蛋白。

     

     

    Source:https://www.thermofisher.com/)

     

    (2)靶向蛋白組學(xué)

    通過(guò)預(yù)先選擇目標(biāo)蛋白針對(duì)性的分析復(fù)雜混合物,進(jìn)行定量和分析,類似ELISA或Western blot等技術(shù),更側(cè)重于檢測(cè)目標(biāo)蛋白質(zhì)/多肽的絕對(duì)定量。


    代表性技術(shù)

    ① P7k/11k:化學(xué)合成并修飾得到DNA適配體(Aptamer),篩選出針對(duì)目標(biāo)蛋白特異性識(shí)別的適配體。能達(dá)到與單克隆抗體相當(dāng)?shù)挠H和力,進(jìn)而對(duì)目標(biāo)蛋白進(jìn)行廣泛、特異、準(zhǔn)確地定量分析。

    ② Olink:基于PEA技術(shù)(Proximity Extension Assay,PEA)的靶向高敏微量體液蛋白質(zhì)組學(xué),通過(guò)抗體對(duì)目標(biāo)蛋白特異性識(shí)別、結(jié)合抗體末端寡核苷酸序列的擴(kuò)增,實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病與生理過(guò)程中血清、血漿等各類體液樣本中目標(biāo)蛋白的定量分析。

    ③ PRM:基于LC-MS/MS的靶向蛋白質(zhì)分析技術(shù),能夠?qū)δ繕?biāo)蛋白、目標(biāo)肽段(包括發(fā)生翻譯后修飾的肽段)進(jìn)行高選擇性、高特異性、高重復(fù)性和高準(zhǔn)確性檢測(cè),實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)蛋白/肽段的相對(duì)或絕對(duì)定量分析。



  • 檢測(cè)樣品類型

    動(dòng)物組織類:常規(guī)動(dòng)物組織(腦、心、肝、脾、肺、腎、肌肉、皮膚等)軟體動(dòng)物(血吸蟲(chóng)、旋毛蟲(chóng)等)脂肪組織(白色)動(dòng)物堅(jiān)韌組織-軟骨動(dòng)物堅(jiān)韌組織-硬骨動(dòng)物堅(jiān)韌組織-毛發(fā)FFPE (石蠟切片)活檢穿刺組織

    植物組織類軟組織(木本植物的葉、花等,草本科植物,藻類,蕨類植物,大型真菌等)木本科植物的樹(shù)根、樹(shù)皮、樹(shù)枝等果實(shí)、種子花粉

    微生物類菌類

    細(xì)胞類樣品懸浮培養(yǎng)細(xì)胞貼壁培養(yǎng)細(xì)胞亞細(xì)胞器樣本(如線粒體等)

    體液類血清血漿動(dòng)物乳汁或人乳汁乳脂肪球膜蛋白(MFGM)即脂質(zhì)層)、腦脊液、關(guān)節(jié)液、淋巴液、附睪腔液唾液淚液尿液房水、玻璃體液肺泡灌洗液

    其他類分泌蛋白細(xì)胞上清

    注:以上僅為參考樣品類型,具體送樣建議請(qǐng)聯(lián)系公司專業(yè)人員。