蛋白质组技术在作物雄性不育研究中的应用

蛋白质组学技术已广泛应用于作物雄性不育研究中,该技术通过双向凝胶电泳技术对蛋白质进行分离,后与质谱鉴定技术相结合对蛋白质进行分析,最后利用数据库对蛋白质进行鉴定。综述了蛋白质组研究的关键技术,即蛋白质双向电泳技术、质谱分析、生物信息学数据库,以及蛋白质组技术在水稻、小麦、大豆等作物雄性不育研究中的应用概况,并对其在作物雄性不育方面的发展做了展望。     

蛋白质组分析技术与进展

双向电泳、质谱技术与信息技术是蛋白质组研究的主要技术。为满足高通量蛋白质组研究的需要,这些技术也在不断改进,同时也诞生了其它一些分析技术。本文对蛋白质组分析的主要技术与发展趋势进行了综述。     

蛋白质互作组学技术及其在植物 研究中的应用进展

蛋白质互作组学技术是一门鉴定和量化蛋白质与其他代谢物或蛋白质等分子相互作用的前沿技 术,已成为研究植物系统生物学和多组学研究的重要组成部分。近年来,基于质谱的组学技术迅速发展,也促 进蛋白质 - 代谢物相互作用（Protein-metabolite interaction, PMI）、蛋白质 - 蛋白质相互作用（ Protein-protein interaction, PPI）的发现和验证方法取得巨大进步 , 这些蛋白质互作组学技术在功能基因组和功能代谢组研究中 逐渐展示出巨大的应用潜力。系统总结了过去 10 年不同蛋白质互作组学技术（主要包括 PMI 和 PPI）的分析策略, 并详细分析了它们各自的优缺点和适用的相互作用类型,综述了蛋白质互作组学技术在植物研究领域的应用进 展,对植物蛋白质互作组学技术的应用策略和需要攻克的关键技术瓶颈进行了总结。蛋白质互作组学技术的不 断发展将进一步推动植物胞内信号转导及代谢调控通路的解析,而精准解析信号网络中关键相互作用将为植物 自身生长发育以及适应外界环境等机制研究提供重要的信息。     

蛋白质组学及其技术体系简介

蛋白质组学以蛋白质组为研究对象。作为生命科学新的发展前沿,蛋白质组学可以在整体水平上研究蛋白质组成与调控的分子机制。双向电泳和质谱技术是蛋白质组学研究中的关键性技术。双向聚丙烯酰胺凝胶电泳根据蛋白质的等电点和分子量分离蛋白质,而质谱技术已成为鉴定蛋白质的极为灵敏而迅速的工具。由此得到的肽质量图谱结合准确全面的数据库技术,就使得新的蛋白质或多肽得以鉴定。今天蛋白质组学研究已成为后基因组时代的标志性技术。     

蜜蜂蛋白质组研究进展

 蜜蜂在自然界和人类社会中具有举足轻重的作用。蜜蜂授粉不但能够提高农作物的产量和质量,而且对维持自然界生物多样性具有重要贡献,同时蜜蜂提供给人类的蜂产品也具有较高的营养和保健功能。随着基因组测序工作的完成,作为模式生物,蜜蜂蛋白质组学研究进入了一个新的阶段。目前对蜜蜂蛋白质组的研究比较常用的是双向电泳结合质谱的研究方法,包括不同品系蜜蜂卵、幼虫、蛹、级型分化、咽下腺等发育相关蛋白质组及差异蛋白质组研究,蜜蜂毒腺、头部、胸部、血淋巴、精液、受精囊、附腺等器官和组织的蛋白质组分析,以及蜂王浆、蜂花粉、蜂毒等部分蜂产品的蛋白质组等。本文综述了近年来蜜蜂相关蛋白质组研究进展,对其今后在蜂业科学的研究应用进行了展望,以期对蜜蜂研究有所借鉴。     

差异蛋白质组学在植物研究中的应用

差异蛋白质组学是蛋白质组学的研究策略之一,主要目标是研究有意义的因素引起的蛋白质组成的变化以发现有差异的蛋白质。介绍了差异蛋白质组学应用于植物研究中的基本方法和新兴技术。植物样品制备方法主要为TCA/丙酮法和植物组织分级提取法。2-DE仍是目前主要的分离方法,多维液相色谱等新型分离模式可以弥补2-DE的不足,新型质谱和蛋白质芯片技术的应用可大大提高差异蛋白质的鉴定速度。差异蛋白质组学目前在植物生理、植物组织器官和亚细胞、植物突变体、植物遗传多样性等多方面研究中都有应用。     

质谱技术在植物蛋白质组学研究中的应用

植物蛋白质组是植物生理特征的动态反映,在植物生长发育、组织器官分化、抵御外界干扰等生理病理过程中发挥着重要作用。综述了基于质谱技术的植物不同器官、不同发育阶段、响应生物及非生物胁迫过程中的蛋白质组学研究进展,以期对后续植物蛋白质组学的研究提供思路设计和试验方法上的参考。     

橡胶种子萌发前后蛋白质组的比较研究

采用双向聚丙烯酰胺凝胶电泳（2D—PAGE）及质谱技术对橡胶种子萌发后蛋白质表达谱的变化进行了检测分析。结果显示,种子萌发前后的2个蛋白质组在蛋白质总数上并无显著差异,但各自均检测到特异性蛋白质的存在。成熟干种子蛋白质组含有2个分子量约为36．5kDa和23kDa的蛋白质簇（pH4～7）以及一组碱性蛋白质（大约pH10）,而已萌发种子蛋白质组中23kDa蛋白质的表达量出现明显下降。已萌发种子蛋白质组中大约有60％的蛋白质与成熟干种子一致,其余40％则不相同或为其所独有。此外,本研究通过质谱分析从已检测到的蛋白点中鉴定出了3种在萌发种子蛋白质组中丰度有所下降的蛋白质,同时还发现了2种仅存在于成熟干种子蛋白质组中的蛋白质。前3种蛋白质包括1种推定的β-葡萄糖苷酶,淀粉分枝酶,以及1种MutT／nudix家族蛋白质,后2种蛋白质则分别为1种酸性植物凝集素和赤霉素20-氧化酶。本研究目的旨在探索2D—PAGE及质谱分析技术在巴西橡胶树蛋白质鉴定中的应用潜力,并根据蛋白质的变化动态藉以了解橡胶种子萌发的内在机制。     

基于生物质谱技术的蛋白质组学研究

随着现代生物科学技术的不断发展,有关蛋白质组学的研究逐渐深入,已经从最初的细胞鉴定及组织内基因表达上升到对整个蛋白组水平的研究,其中过程涉及对蛋白质的翻译修饰、生物大分子的相互作用等,充分表现出蛋白质功能层次特点。通过利用生物质谱技术能够为蛋白质组学研究提供支持,在将质谱技术和蛋白质组学相联系后,可以更深层次地探索生命系统分子本质,为生命科学研究拓展更为广阔的空间。本研究从分析生物质谱技术的原理出发,说明生物质谱技术在蛋白质组学的应用情况。     

蛋白质互作技术研究进展

蛋白质作为细胞活性及功能的执行者,以复杂有序的动态互作协调着细胞的增殖与分化、衰老与死亡以及环境应答等各种重要生理过程。重点介绍了酵母双杂交系统、双分子荧光互补、噬菌体展示技术、荧光共振能量转移技术、谷胱甘肽巯基转移酶融合蛋白沉降技术、免疫共沉淀技术等蛋白质互作研究技术的原理及在生物学中的应用,以及生物信息学在蛋白质互作研究中的应用,并对目前及未来蛋白质互作技术的发展方向进行了探讨。     

Comparative proteomic analysis provides new insights into ear leaf senescence of summer maize(Zea mays L.) under fi eld condition

As the most important organ in plant photosynthesis, the leaf plays an important role in plant growth and development. Leaf senescence is associated with fundamental changes in the proteome. To research the molecular mechanisms of leaf senescence, protein expression in senescing maize ear leaves grown under field conditions was analyzed using two-dimensional gel electrophoresis and matrix-assisted laser desorption/ionisation time-of-flight/time-of-flight mass spectrometry(MALDI-TOF/TOF MS). A total of 60 senescence-associated proteins were identified. The identified proteins are involved in many biological processes, especially energy, metabolism and protein synthesis. Several of the identified proteins have not been previously reported as senescence-associated, including glycine-rich RNA-binding protein.     

适用于小麦叶片蛋白质组分析的样品制备方法

 【目的】建立适用于小麦叶片蛋白质组分析的样品制备方法。【方法】以Taichung 29小麦苗期叶片为材料，分别采用改进的酚提取-甲醇/醋酸铵沉淀法及尿素/硫脲提取法提取总蛋白，进行双向电泳分离和胶体考染，并选取代表性的蛋白点进行MALDI-TOF质谱分析及数据库搜索。【结果】上述的两种方法可检测到较多的蛋白点数，分别为1 016±203和1 014±281，并能成功地完成代表性蛋白点的鉴定。【结论】作者建议，进行小麦叶片蛋白质组分析时，可采用本实验提供的两种样品制备方法。     

干旱胁迫下玉米开花期雄穗差异表达蛋白质的鉴定与筛选

【目的】 研究玉米开花期不同耐旱性玉米自交系的蛋白质表达差异,分析玉米响应干旱胁迫的主要代谢途径并发掘有价值的耐旱基因,对响应干旱胁迫的差异表达蛋白质组进行筛选和鉴定分析。【方法】 以强耐旱系PHBA6和弱耐旱系吉63为材料,设计干旱胁迫和正常灌溉处理。在玉米开花期进行干旱胁迫处理,取雄穗小花提取蛋白经双向凝胶电泳分离、凝胶图像扫描和质谱分析。【结果】 质谱分析共筛选出542个高清晰、重复性强的蛋白质点。其中,差异表达丰度达2.0倍以上的蛋白质点共有59个,强耐旱系PHBA6中有26个,弱耐旱系吉63中有37个,在强耐旱系PHBA6与弱耐系吉63中都表达且差异显著的蛋白质点有4个。【结论】 干旱胁迫蛋白参与代谢物和能量前体合成、核苷酸代谢、氧化还原辅酶代谢过程、蛋白翻译调控、细胞蛋白质及氨基酸代谢过程的调控、含硫化合物的合成与代谢过程、半胱氨酸的生物合成及代谢过程和光合作用等。细胞组分分类显示二者中的差异蛋白都与叶绿体及其结构相关,而且差异蛋白的细胞组分分类一致,但在生物学代谢过程及分子功能分类上相差较大,这些显著的差异表达的蛋白可能是形成不同品系间耐旱性强弱的主要原因。     

植物雄性不育的蛋白质组研究概况

蛋白质是基因表达的产物,从蛋白质组水平上寻找与雄性不育系不育相关的蛋白质,进而找到相应的基因,具有重要的理论和实践意义。文章概述植物雄性不育的蛋白质组研究情况,研究结果表明不育系与保持系叶片间的蛋白质几乎没有差异,而花药中存在大量差异,说明不育基因表达具有时空性和器官特异性,与育性相关的蛋白质主要在花药中表达。     

人参皂甙Rbl对大鼠神经细胞表达蛋白质组的影响

[目的]研究人参皂甙Rbl对大鼠神经细胞表达蛋白质组的影响。[方法]常规培养大鼠神经细胞,将其随机分为2组,试验组加入5μg/ml Rbl,对照组加入等量的培养基,药物作用20 min,裂解细胞,提取全细胞蛋白。双向电泳(2-DE)分离提取物,用ImageMaster2D Platinum v5.0软件进行差异表达蛋白质组分析,基质辅助激光解吸附离子化飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)鉴定差异表达蛋白质。[结果]通过对2-DE图谱蛋白斑点的匹配及对比分析,试验组的2-DE图谱共检出蛋白斑点418个,其中226个为差异表达的蛋白斑点;经质谱鉴定,与Rbl作用相关的2个差异表达的蛋白斑点包括:细胞色素P-450、光导素样蛋白,它们均属于磷酸化蛋白质。[结论]该研究表明Rbl对大鼠神经细胞的作用极有可能是通过相应的细胞信号转导网络系统来实现的。     

4种禽病毒抗体可视化蛋白芯片的制备及应用

 【目的】研制可同时鉴别检测AI、ND、IB、IBD等4种禽病血清抗体的可视化蛋白芯片。【方法】用超速离心法和蔗糖密度梯度法分别纯化了4种病毒蛋白抗原,调整到合适浓度后点于醛基修饰的片基上,制备蛋白芯片;分别用4种禽病阳性血清杂交,再与金标二抗杂交,银染显色后读取结果,建立4种禽病的可视化蛋白芯片工作平台;进一步对此芯片的特异性以及灰度值与抗体浓度的相关性进行了研究;最后对18个现地血清样品进行了初步应用检测。【结果】结果显示经过条件优化后,芯片检测探针可特异性的相应的抗体进行杂交,呈现较强的杂交信号,且无交叉杂交。信号灰度值在抗体浓度为50～300 μg?ml-1范围内成线性关系。用芯片和其它传统抗体检测方法同时检测18份现地样品,结果发现可视化蛋白芯片具有很好的特异性,并且灵敏性明显高于传统检测手段。【结论】研究表明该方法可用于同步鉴别4种禽病抗体,是一种有效的抗体检测新方法。     

森林植物分子生态学的研究方法

森林植物分子生态学的核心内容是检测其群落、种群、个体水平上的遗传多样性．较详细地综述了DNA水平上森林植物分子生态学的研究方法;DNA分子标记、DNA测序、基因克隆技术、DNA芯片技术的的原理和方法；简要介绍了蛋白质水平上的研究方法：等位酶分析和蛋白质组学的原理和方法．     

Combinatorial synthesis of peptide arrays onto a microchip

Arrays promise to advance biology through parallel screening for binding partners. We show the combinatorial in situ synthesis of 40,000 peptide spots per square centimeter on a microchip. Our variant Merrifield synthesis immobilizes activated amino acids as monomers within particles, which are successively attracted by electric fields generated on each pixel electrode of the chip. With all different amino acids addressed, particles are melted at once to initiate coupling. Repetitive coupling cycles should allow for the translation of whole proteomes into arrays of overlapping peptides that could be used for proteome research and antibody profiling.