现代生物技术发展概况以及质谱鉴定技术的应用

21世纪生物技术突飞猛进,人类基因组计划的实施使生物信息学应运而生,目前其研究方向主要体现在基因组学和蛋白质组学2方面。蛋白质鉴定是蛋白质组学研究中的一项最基础性工作,鉴于此,分析阐述质谱鉴定的假设、试验过程以及质谱鉴定的计算机分析模型。     

生物质谱技术研究进展及其在蛋白质组学中的应用

随着蛋白质组学的快速发展,生物质谱技术在蛋白质组学中的应用不断深入,逐渐成为这一领域的核心技术。为系统揭示生物质谱技术在蛋白质组学中的具体应用。本文综述了生物质谱仪器的快速发展和其在蛋白质鉴定、翻译后修饰和蛋白质定量分析等方面的应用和研究进展。生物质谱技术的进步加快了蛋白质组学研究的进程,但样品的复杂性和庞大数据的处理是生物质谱技术面临的不可避免的挑战。相信随着生物质谱技术的不断完善和改进,必将会在蛋白质组学研究中发挥更加重要的作用。     

蛋白质组学在农业中的应用

随着拟南芥、水稻等模式植物基因组测序的完成,植物基因组学的研究重点已经转变为功能基因组学研究。蛋白质组学是后基因组时代——功能基因组学研究的新兴学科和热点领域。本文简要介绍了蛋白质组学产生的背景、蛋白质组学的含义和研究方法。研究方法主要包括以双向聚丙烯酰胺凝胶电泳为主的蛋白分离技术(2-DE)和以质谱(Mass-spectrometry)分析为主的蛋白鉴定技术。本文详细评述了蛋白质组学技术在农业科学研究中的应用,如核不育和细胞质雄性研究,病虫害等生物胁迫蛋白质组学研究,缺氧胁迫、热胁迫、损伤胁迫等非生物胁迫研究、各种突变体研究、组织和细胞器(叶绿体、线粒体等)蛋白质组研究等。最后展望了蛋白质组学在农业科学研究中的应用前景。     

差异蛋白质组学技术及其在园艺植物中的应用

差异蛋白质组学是蛋白质组学研究的一个重要内容,简要介绍了差异蛋白质组学产生的意义、背景以及研究方法。差异蛋白质组学主要包括双向聚丙烯酰胺凝胶电泳、质谱技术和生物信息学等研究技术,在园艺植物研究的诸多方面得到应用。     

泛素化修饰及其在植物蛋白质组学中的研究进展

泛素化修饰是真核生物中一种重要的蛋白质翻译后修饰,几乎参与调控细胞内所有重要的生命活动过程。近年来,随着泛素化蛋白质富集技术和质谱技术的不断发展,泛素化蛋白质组学研究取得了重大进展。目前泛素化蛋白质组学研究多集中在动物和酵母中,而在植物中开展的相对较少。为了总结植物中泛素化蛋白质组学的最新研究成果,本文对泛素化修饰、质谱法鉴定泛素化位点、泛素化蛋白的富集方法及泛素化蛋白质组学在植物光调节、激素处理和逆境胁迫条件下的应用研究进行综述,为泛素化修饰在植物领域的最新研究提供理论基础。     

大白菜育性相关蛋白差异表达

为揭示复等位基因遗传的大白菜雄性不育分子机制,通过基于质谱的蛋白质组学同位素相对标记与绝对定量技术技术(i TRAQ),开展了大白菜核基因雄性不育蛋白质组学研究,以找到不育与可育材料中差异表达蛋白,从蛋白水平来进一步揭示大白菜雄性不育的分子遗传机制。通过研究,共发现了358个差异蛋白,其中可育中上调表达的蛋白有226个,下调表达的蛋白有132个,GO分析结果表明,鉴定的蛋白质组数据具有较好的生物学功能覆盖范围。通过双向电泳验证,差异蛋白点差异特性与i TRAQ结果类似,表明i TRAQ用于差异蛋白分析结果可靠。     

2D-DIGE蛋白质组技术体系及其在植物研究中的应用

蛋白质组技术是植物基因功能鉴定和分析的强有力工具.经典的双向电泳技术是蛋白质组研究的核心技术,但差异蛋白质组分析使其具有更大的挑战性,因此在蛋白质水平的基因表达的定量分析研究需要更高灵敏度和更宽动力线性范围的技术.双向差异凝胶电泳(two dimension difference gel electrophoresis,2D-DIGE)是一种新出现的荧光标记的定量蛋白质组学技术,比经典的2-DE具有更高的动力学范围和灵敏性.该方法通过引入内标使得多个样品在一块胶上分离,进而减少了实验条件不一致引起的误差.2D-DIGE结合质谱、生物信息学及高可信度的统计分析使得成功地定量、鉴定植物蛋白质成为可能.本文综述了2D-DIGE蛋白质组学的基本原理,实验方法,2D-DIGE蛋白质组的优缺点和可能解决的方法,以及该技术体系在植物研究中的应用.     

蛋白质组学研究技术进展及其在烟草科学研究中的应用前景

随着蛋白质组学相关研究技术的飞速发展,蛋白质组学已成为后基因时代生命科学领域研究的热点。本文对蛋白质组学主要研究技术包括蛋白质的提取、分离、鉴定等技术进行了简要的概述,并对蛋白质组学技术在烟草科学研究上的应用前景进行了展望。     

蛋白质组学研究技术及其在烟草科学研究中的应用前景

随着蛋白质组学相关研究技术的飞速发展,蛋白质组学已成为后基因时代生命科学领域研究的热点.对蛋白质组学主要研究技术包括蛋白质的提取、分离、鉴定等技术进行了简要的概述,并对蛋白质组学技术在烟草科学研究上的应用前景进行了展望.     

蛋白质组学研究中的质谱鉴定与生物信息学分析

 以陆地棉TM-1开花后6 d的胚珠为对照,比较开花后6、10、14、18、22 d纤维的蛋白质组双向电泳图谱,从中选取了编号为37的差异表达的蛋白质点。胶内胰蛋白酶酶切的多肽,用AB 4700 蛋白质组学分析仪进行MALDI-TOF/TOF分析,获得了该点内蛋白质的高品质肽质量指纹图谱（PMF）,从中挑出质量为1517.9的肽离子进行串联质谱分析,获得碰撞后断裂片段离子的串联质谱(FFP)。将获得的PMF分别用MASCOT、ProFound、Aldente和MS-Fit等常用软件对NCBInr和UniProt数据库中的绿色植物蛋白质数据库进行搜索,并用MASCOT搜索本地棉属EST数据库。将获得的FFP用MASCOT软件的离子搜索模式和序列查询模式搜索数据库结合手工质谱解析推断序列,最后确认该蛋白质是羟甲基转移酶。本文着重讨论了蛋白质组学研究中质谱分析和生物信息学软件的应用,评价常用蛋白质组学PMF检索工具及其检索结果。     

种子发育和萌发过程的蛋白质组学研究

蛋白质组学是通过对生物体、组织、细胞和亚细胞全套蛋白质动态的研究,来阐明全部蛋白质的功能模式与表达模式的学科.基因组序列信息技术与高通量分离鉴定技术的结合,为蛋白质组学方法分析植物复杂的生命功能开辟了新的途径.本文综述了近些年种子蛋白质组学的研究进展,其中包括种子发育过程中蛋白质的变化,与种子休眠相关的蛋白以及与萌发相关的关键蛋白,并对种子蛋白质组研究的热点问题进行了展望.     

水稻籽粒蛋白双向电泳条件的优化及其蛋白组学方法的比较

探讨适用于籽粒蛋白组学研究的策略,对深入研究籽粒的发育过程具有重要的意义。本文对比了3种不同的蛋白提取方法,优化了双向电泳中自制管胶一向的等电聚焦条件和IPG干胶条一向的等电聚焦时间,以MALDI-TOF/MS、Western-blot和磷酸化蛋白组学3个重要的蛋白质组学研究方法对胶内蛋白质鉴定分析。结果表明,可溶性蛋白提取法最适用于籽粒蛋白组学的研究; 电泳条件优化后,得到了较优的2-DE图谱; 胶内蛋白点适用于质谱分析、蛋白表达量验证(Western-blot)及籽粒蛋白的磷酸化组学的研究。本研究为下一步在蛋白组水平上分析籽粒发育提供了技术支持。     

蛋白质组学在种子研究中的应用

蛋白质组学主要研究蛋白质的结构、功能和蛋白质之间的相互作用机理等方面,现已广泛应用于动物和植物遗传、生长发育和生理生态等诸多生物学领域研究.本文主要对蛋白质组学在种子的发育工程中、育种和遗传学鉴定等方面的研究应用进行了综述.     

短季棉叶片早衰的比较蛋白质组学研究

选取短季棉品种中棉所10号为研究材料,在棉花叶片衰老过程中,分别取30 d,40 d和50 d时的叶片进行叶片全蛋白的提取,利用双向电泳技术分析叶片衰老过程中的差异蛋白。考马斯亮蓝染色、扫描得到双向电泳图谱后,利用软件ImageMaster 2D Platinum 7.0分析差异蛋白。结果表明,在这3个时期里,共有33个蛋白点表达水平显著变化;对选取的差异蛋白点进行MALDI-TOF-TOF质谱鉴定,最终成功鉴定其中12个蛋白点。蛋白质组学分析表明衰老过程中:参与病虫害防御反应的蛋白6个显著下调表达,1个上调表达;参与光合作用的蛋白2个上调表达,1个下调表达;参与信号转导的2个蛋白均下调表达。     

盐胁迫对燕麦种子萌发期蛋白质组影响的研究

为探析盐胁迫下燕麦种子萌发时蛋白质的差异表达及其相关生理功能分析,比较了燕麦在不同浓度氯化钠溶液处理下种子的萌发及幼苗生长能力,然后采用二维凝胶电泳结合基质辅助激光解析飞行时间质谱的蛋白质组学方法分析种子在0和1%氯化钠溶液处理种子萌发时的蛋白质组差异表达。结果表明:随着盐胁迫的加剧,燕麦种子的萌发力和成苗率降低。蛋白质组分析显示:1%氯化钠溶液处理使得燕麦种子蛋白质组二维凝胶中11个蛋白质点表达发生变化,其中10个蛋白质点表达量上调。质谱鉴定得到3个可靠蛋白,分别为:燕麦蛋白、燕麦蛋白N9和蛋白质二硫键异构酶。这些蛋白的差异表达可能与盐分胁迫下燕麦种子萌发的生理活动有关联。     

分级提取蛋白技术在蛋白质组学中的应用

以小鼠急性肝脏氧化损伤为模型,通过采用不同浓度的丙酮对小鼠肝脏蛋白进行分级提取和沉淀,用SDS-聚丙烯酰胺连续密度梯度凝胶电泳(SDS-PAGE)试验寻找差异表达蛋白质。通过试验发现,模型组中水溶性总蛋白、非水溶性总蛋白和膜蛋白总体表达量较空白组均有明显降低,进而对水溶性总蛋白进行的分级提取试验中发现有2个蛋白条带具有显著的差异性。进一步以基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)检测差异蛋白的肽质量指纹,在蛋白质数据库中检索鉴定差异蛋白的种类,经鉴定两种差异蛋白分别为一种未命名蛋白和Cu/Zn超氧化物歧化酶(Cu/Zn superoxide dismutase),为进一步研究其损伤机理奠定基础。通过分级提取蛋白质样品的试验方法,降低了蛋白组学当中蛋白质分离的成本和技术难度,在保证蛋白纯度的同时提高了电泳的分辨率,电泳图中的条带清晰、分明,便于后期进行质谱分析,同时也为蛋白质组学的应用提供了一种新思路和新方法。     

甜菜叶片应答干旱胁迫的差异蛋白质组学分析

甜菜是我国主要糖料作物之一,为从蛋白质组学水平了解甜菜对干旱胁迫的应答,进一步明确甜菜的杭旱分子机理,通过双向电泳技术对甜菜耐旱品种HI0466正常供水和干旱胁迫条件下叶片差异表达蛋白质组进行了对比研究,质谱鉴定共获得了17个差异表达蛋白点,包括丰度上调的10个,新出现的蛋白点6个,丰度下调的1个口功能分类分析表明干旱胁迫蛋白在光合作用、物质与能量代谢、活性氧清除、细胞结构、物质运输和蛋白质合成等方面发挥作用。     

养分胁迫对不易早衰类型水稻生育后期叶片影响的蛋白质组学分析

为揭示不易早衰水稻耐养分胁迫机理,应用蛋白质组学分析技术,对养分胁迫下不易早衰水稻隆平001生育后期叶片蛋白质组差异表达进行了研究。叶片蛋白质图谱经软件Imagemaster 2D Elite 5.0分析,有26个蛋白质发生差异表达,其中17个蛋白质功能经质谱分析(ESI-Q MS/MS)得到鉴定。差异表达蛋白质功能分析显示,养分胁迫下,隆平001叶片中光合及养分再利用相关蛋白质表达量增强,从而满足养分胁迫下植株生长发育的需要,是其具有较强抗养分胁迫的内在机理,而参与活性氧清除及逆境保护相关蛋白质表达量增强,可以保护光合机构免受胁迫伤害,从而对养分胁迫有更强的耐性、不易发生早衰。     

水稻蛋白质组学研究进展与展望

综述了国内外学者对水稻组织器官发育的蛋白质组学、水稻亚细胞水平结构的蛋白质组学、水稻环境胁迫应答过程的比较蛋白质组学、水稻突变体的蛋白质组学、激素诱导的蛋白质组学和水稻蛋白质组学的生物信息学研究的成果,并对水稻蛋白质组学研究进行了展望,以期为进一步开展水稻蛋白质组学研究提供参考.     

差异蛋白质组学在食用真菌中的研究进展

差异蛋白质组学是蛋白质组学的研究策略之一。本文简介了差异蛋白质组学应用于食用菌的主要技术方法,并概述了到目前为止,国内外在食用菌中应用差异蛋白质组学研究的内容及进展。同时指出差异蛋白质组学将是食用菌未来研究的强有力手段之一。