动物细胞核功能蛋白质组学研究进展

细胞核是细胞遗传和代谢的调控中心,细胞核功能蛋白质组已成为蛋白质组学研究的热点。细胞核内含有较多的功能蛋白质,有些参与转录调控,有些参与核质转运。在蛋白质组学水平检测特定状态下细胞核中的功能蛋白活性对深入研究基因表达调控的分子机制具有重要的意义。本文就目前的细胞核功能蛋白质组学研究成果进行综述。     

鱼源嗜水气单胞菌全菌蛋白双向电泳与质谱鉴定

为建立鱼源嗜水气单胞菌全菌蛋白图谱并进行质谱分析,利用双向电泳(2-DE)结合基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF/TOF-MS)技术对嗜水气单胞菌的蛋白质组学进行鉴定研究。结果显示,嗜水气单胞菌28°C培养12 h、三氯醋酸(TCA)/丙酮沉淀法提取全菌蛋白、等电聚焦20 000 Vh的2-DE图谱匹配率达81%;采用18 cm、p H 3-10 IPG胶条进行2-DE分析获得146个蛋白点,随机选取部分蛋白点进行肽质量指纹图谱(PMF)分析,共鉴定23个蛋白点包括膜脂蛋白、分子伴侣、30S核糖体蛋白S1、延伸因子、细胞色素C等,其中发现烯醇化酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶、二氢硫辛酰胺脱氢酶、精氨酸脱亚氨酶、ATP合酶α亚基、脱氧核糖核酸聚合酶亚基α、氨基甲酸激酶、腺苷酸激酶、尿苷磷酸化酶、硝基还原酶、肽酰脯氨酰异构酶共计11个代谢相关蛋白酶;基于分子功能进行蛋白分类(GO)分析,发现主要为结合(17.1%)、催化(14.3%)和转移酶(11.4%)等生物学过程。建立鱼源嗜水气单胞菌全菌蛋白图谱与部分蛋白鉴定,有助于理解嗜水气单胞菌的蛋白质组学及其分子机制。     

鱼类皮肤免疫应答及蛋白质组学

正鱼类皮肤作为黏膜免疫系统的重要组成部分,也是阻止病原微生物进入体内的第一道防线[1]。鱼类皮肤黏膜免疫系统不仅对宿主防御病原侵入是必要的,而且对水产养殖疫苗应用也十分重要[2-3]。近年来,与系统免疫相比而言,鱼类皮肤黏膜免疫应答研究备受关注[4-6]。笔者针对鱼类皮肤免疫应答的分子机制及蛋白质组学研究进行简要综述,以期为鱼类病害的预防和治疗提供科学参考。     

春大豆种子田间劣变性和劣变抗性的差异蛋白质组学研究

【目的】南方春大豆种子在生理成熟（R6或R7期）过程中易受高温高湿胁迫影响常会发生种子田间劣变,已经严重制约了中国南方春大豆生产和应用的发展。应用比较蛋白质组学技术,在蛋白表达水平上揭示高温高湿下南方春大豆种子田间劣变性和劣变抗性的机制,为遗传育种改良和新品种选育奠定种质基础。【方法】利用抗种子田间劣变种质湘豆3号和不抗种质宁镇1号为材料,在种子发育到生理成熟期时模拟田间高温高湿胁迫处理,运用双向电泳（2-DE）和MALDI-TOF/TOF鉴定技术研究春大豆种子蛋白质表达谱的变化。【结果】高温高湿胁迫处理和对照条件下（1、5、10、16和24 h）,湘豆3号和宁镇1号大豆种子可溶性蛋白的每张2-DE重复胶上都可以检测到700多个可重复蛋白点,50个蛋白质点在处理与对照之间表达量上存在显著差异。其中有33个差异蛋白点经质谱分析成功鉴定;功能分类表明,这些成功鉴定的差异蛋白分别涉及细胞修复及防御（9%）、氧化还原平衡（12%）、蛋白合成（3%）、能量代谢（15%）、转运过程（15%）以及贮藏蛋白（31%）等代谢途径和细胞过程。此外,还有5个差异蛋白为未知功能蛋白。【结论】高温高湿胁迫下,抗性种质湘豆3号较不抗种质宁镇1号具有较强的抗氧化和细胞修复及防御能力,可能是其具有较强的抗种子田间劣变性的关键原因。     

Comparative proteomics analysis of pomegranate seeds on fruit maturation period(Punica granatum L.)

Seeds play a central role in the life cycle of plants. Seed hardness in pomegranates is of economic relevance, yet scarcely studied and poorly understood in China. In this study, we compared the proteomic differences between Zhongnonghong(soft-seeded) and Sanbai(hard-seeded) pomegranates. A total of 892 protein spots from both varieties were detected on two-dimensional electrophoresis gels(2-DE); 76 spots showed greater than a 1.5-fold or less than a 0.66-fold difference(P0.05) in Zhongnonghong compared to Sanbai, of which 24 exhibited greater than a 2-fold change. Compared with Sanbai, Zhongnonghong possessed 14 up-regulated, and 10 down-regulated proteins. We identified and annotated 5 of these by using MALDI-TOF-TOF MS: pyruvate dehydrogenase(PDH) E1-β family protein(spot 4 609); alanine aminotransferase 2-like(ALT2L); mitochondrial glycine decarboxylase complex P-protein(spot 5 803); phosphofructokinase B(Pfk B)-type family of carbohydrate kinase(spot 8 411); and putative dna K-type molecular chaperone heat shock cognate protein 70(Hsc70)(spot 9 006). Of these, 3 proteins(spots 4 609, 5 608, 5 803) were hypothesized to play a role in the formation of seed hardness. The other two proteins(spots 8 411, 9 006) were theorized to play a role in protecting the seeds from adverse stress during periods of fruit maturation. This study sets the foundation for further research on molecular mechanisms related to pomegranate seed hardness.     

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。     

植物应答非生物胁迫的蛋白质组学研究进展

高盐、低温、干旱等非生物胁迫是全球农业减产的主要因素。近年来蛋白质组学方法越来越多地被应用到植物应答非生物胁迫的研究中,鉴定出许多新的抗逆蛋白质,揭示了参与胁迫耐受的蛋白质翻译后调控机制,增进了对于植物耐受非生物胁迫分子机理的认识。综述了植物应答非生物胁迫蛋白质组学研究的最新研究进展,探讨了存在的主要问题,最后指出了需加强的研究方向。     

Proteomics Identification of Differentially Expressed Proteins Relevant for Nicotine Synthesis in Flue-Cured Tobacco Roots Before and After Decapitation

Nicotine is a secondary substance synthesized in tobacco roots. In flue-cured tobacco planting, tobacco decapitation is an effective practice to promote nicotine biosynthesis by regulation of the redistribution of total nitrogen amounts. However, proteins relevant to nicotine synthesis in tobacco roots has not been identified and characterized yet. It is important to explore the regulation of nicotine biosynthesis in tobacco roots. To identify the proteins relevant to nicotine synthesis, the protein patterns in roots of flue-cured tobacco （cv. K326） before and after decapitation were analyzed. In the present study, the protein patterns in roots of flue-cured tobacco were analyzed by two-dimensional electrophoresis （2-DE）, and the differentially-expressed spots were identified by matrix assisted laser desorption ionization time of flight mass spectrometry （MALDI-TOF-MS）. Paired comparison of 2-DE maps revealed 26 spots of differentially-expressed proteins in roots before and after decapitation. Furthermore, nine differentially-expressed spots were identified. There were four proteins which were enzymes possibly involved in nicotine biosynthesis. In addition, the roles of the four enzymes in nicotine biosynthesis were discussed in a putative network. Our results would contribute to the understanding of the regulation pathway of nicotine biosynthesis and further to the molecular manipulation on the nicotine contents in flue-cured tobacco.     

环境食品学：概念、内涵及其研究方法

食品及环境均是影响人体健康的重要因素。主流的西方营养学、膳食学侧重于研究环境地理、气候条件或饮食模式对人体健康的影响，而忽略传统食品的健康作用与其起源及环境和人类健康的耦联关系。本文首先全面概述环境地理、饮食模式与人体健康的研究进展，并在此基础上界定环境食品学研究范围。“环境食品学”可大致界定为：基于东方人天人相应的健康观以及体质的特殊性，采取现代科学手段研究处于特定环境下进食之于健康的关系及机制的系统科学。然后以国人因自身体质和饮食习惯差异而表现区别于西方人群的寒热证为例，系统论述食品和环境耦合之于健康的关系，最后介绍环境食品学的现代研究方法。环境食品学作为新型交叉学科，在环境基础上侧重于东方传统膳食营养，主要研究处于特定环境条件下以混合膳食进食产生的健康效应，该领域相关研究成果可对中国传统食品（如环境地理食品和应季食品）的开发提供参考。     

牦牛与黄牛肌肉差异蛋白质组及生物信息学分析

为了建立和优化牦牛肌肉组织蛋白质双向电泳(2DE)体系,结合生物信息学方法进行牦牛、黄牛差异蛋白质通路分析。以牦牛背最长肌为实验材料,对不同裂解液成分、等电聚焦程序、染色方法进行研究,在最优2DE体系参数下,对比分析牦牛、黄牛差异倍数大于2倍且达到显著水平(P0.05)的19个蛋白质,通过基质辅助激光解吸/电离飞行时间(MALDI-TOF/TOF)质谱进行鉴定,并对鉴定结果进行了基因本体(GO)注释、京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析。结果表明,裂解液II、渐进式快速升压程序、改良的考染法获得的蛋白点匹配率高,牦牛、黄牛2DE图谱蛋白点平均个数分别为479个和553个。通过比较牦牛和黄牛背最长肌中差异蛋白质可知,所得到的差异蛋白质按照功能可分为代谢酶、结构蛋白和应激蛋白3大类。通过KEGG分析可知,牦牛、黄牛差异蛋白质主要集中在细胞代谢过程、碳水化合物代谢通路、遗传信息通路和能量代谢通路中,研究结果可为解释牦牛和黄牛肌肉生物学特性和肉品质差异提供理论依据。