蛋白质组学在大豆中的研究进展

蛋白质组学分析是目前分离、鉴定蛋白差异表达最为有效的研究手段之一,其核心技术包括以双向电泳为主的蛋白质分离技术、以质谱分析为核心的蛋白质鉴定技术以及计算机图像数据处理和数据库的构建。蛋白质组学分析方法是功能基因组研究的重要支柱。文章总结了蛋白质组学分析用大豆蛋白提取方法的改进,综述了蛋白质组学技术在大豆与根瘤菌相互作用、大豆组织器官蛋白、生长发育相关蛋白研究上的应用以及在生物及非生物胁迫、细胞器水平、大豆遗传多样性及转基因鉴定领域的研究进展,同时对大豆蛋白质组学的发展前景进行了展望。     

第三届全国生物质谱暨蛋白质组数据处理学术交流会

为了积极促进我国生物质谱、蛋白质组学技术发展和应用,加强数据挖掘的经验交流,全国生物质谱暨蛋白质组数据处理学术交流会定于2010年5月15～17日在云南省丽江市召开。本届学术会议将邀请生物质谱、蛋白质组学及生物信息学相关领域的专家和教授作专题报告,热诚欢迎全国从事生物质谱、蛋白质组学技术发展和应用以及数据挖掘的科研和技术人员,以及相关企业与会交流。     

水稻条纹病毒胁迫下的水稻蛋白质组学

 采用双向电泳联用MOLDI-TOF-TOF质谱对水稻感病品种武育粳3号和抗病品种KT95-418感染水稻条纹病毒（Rice stripe virus,RSV）前后的叶片进行蛋白质组学分析。结果显示,RSV基因组编码的病害特异蛋白（disease specific protein,SP）在武育粳3号中的积累量明显高于KT95-418中。其他25个蛋白经质谱成功鉴定,包括RSV NS2蛋白,寄主中与光合作用、细胞氧化还原状态和离子平衡状态及蛋白的合成、转运与翻译后修饰等相关的蛋白。对这些差异表达的蛋白与水稻感、抗病的作用进行了分析。     

种子热稳定蛋白的研究进展

植物种子中含有大量热稳定蛋白,这类蛋白质包含了LEA蛋白、蛋白酶抑制剂、甜蛋白和热激蛋白等重要的蛋白组分。热稳定蛋白的结构和功能研究揭示了这些蛋白成分与种子胁迫耐性密切相关。对种子热稳定蛋白的深入研究将进一步揭示这些蛋白在种子发育过程和抵御环境胁迫的作用机理,其应用研究对改良作物品质、提高种子和植物体对逆境胁迫的耐性及相关食品加工业具有重要意义。现综述与种子热稳定蛋白的类型和相关机理及应用研究进展。     

应用SELDI-TOF-MS技术对患脂肪肝奶牛血浆差异蛋白的分离鉴定及生物学分析

【目的】脂肪肝是围产期奶牛主要代谢性疾病之一,50%产后奶牛受其影响。产后奶牛生产力降低、繁殖性能低下、免疫功能减弱、肝功能衰竭和过早死亡都与脂肪肝有关。表面增强激光解析/电离飞行时间质谱（SELDI-TOF-MS）是一种对生物样本蛋白质研究的新型高敏感性蛋白质组学方法,文章旨在探讨脂肪肝奶牛血浆蛋白质组学特征。【方法】于黑龙江某集约化养牛场选择产后7-28d,1-2胎次荷斯坦奶牛40头。清晨空腹尾静脉采血10mL,应用肝素抗凝（150U）迅速离心（3 000 r/min,5 min）分离血浆,置于-80℃冰箱冷冻保存。依据血浆甘油三酯（TG＞0.20 mmol·L^-1）, 血浆β-羟丁酸（BHBA＞1.2mmol·L^-1）浓度和临床症状,将其分为试验组（T）20头和健康对照组（C）20头。应用SELDI-TOF-MS技术测得血浆蛋白质谱,利用Ciphergen Protein Chip Software (Version 3.1.1)对在试验组和对照组所有样品中得到的峰图进行分析,得到原始数据。将两组之间的数据峰值做wilcoxon sum rank test统计检验,用计算出的P值判断峰在两组中是否有显著差异。以0.01作为P值的阈值,筛选出P值小于0.01的差异峰。在得到的差异峰中,将差异峰的m/z值与Swissport蛋白数据库中多肽的理论荷质比 (mass to charge ratio,m/z)进行比较,找到最相似的蛋白作为差异峰可能检测蛋白的预测结果。【结果】与对照组相比,试验组奶牛血浆蛋白质谱存在39个差异峰,在得到的39个差异峰中,将差异峰的m/z值与Swissport蛋白数据库中多肽的理论荷质比值进行比较,最终获得26个可预测的差异峰,预测蛋白11种。结果显示,相对于C组,11种预测蛋白在T组中均表达下调。通过生物信息学（Network,GO,Pathway）分析,应用Cytoscape软件对获得的11种蛋白进行牛类基因网络搜索,得到Networks分析结果图。在数据库中搜索到了试验结果中的淀粉样肽前体蛋白(amyloid precursor protein, APP)和纤维蛋白原α链(fibrinogen alpha chain, FGA)两种差异蛋白,并得到其相关的Networks分析结果。应用Cytoscape软件中BinGO插件对11种蛋白进行GO分析,并得到GO分析结果。对这些蛋白质经软件搜库得到已经注释的差异蛋白有9种,分别为FGA、血清淀粉样蛋白A (serum amyloid A protein, SAA)、血浆蛋白酶c1抑制剂（plasma protease c1 inhibitor, SERPING1 or C1INH）、血清载脂蛋白-CⅢ（apolipoprotein c-Ⅲ,ApoCⅢ）、海帕西啶（hepcidin, HAMP）、骨桥蛋白（osteopontin, OPN or SPP1）、 甲状腺素运转蛋白（transthyretin, TTR）、胱蛋白酶抑制剂C （cystatin-c, CysC or CST）、神经分泌血管生长因子蛋白（neurosecretory protein, VGF）。应用KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）pathway数据库搜索。搜索结果显示只有6种蛋白质可在数据库中搜到,分别是FGA、SERPING1、APO-CⅢ、APP、CysC、SPP1。并得到其相关的Pathway分析结果。这些蛋白可能是与奶牛脂肪肝发病机制相关的物质。【结论】应用SELDI-TOF-MS技术有效的分离了健康牛与患病牛之间的血浆差异表达蛋白,均在肝脏代谢或脂肪肝疾病发生发展过程中起重要的调节作用,对探究奶牛脂肪肝发病机理及其对机体生物学功能的影响具有重要的理论价值。差异蛋白对奶牛脂肪肝的发病机理的影响尚待进一步研究。     

植物细胞核蛋白质组学研究进展

细胞核储藏有植物体的主要遗传信息。植物细胞核蛋白质组的动态变化直接影响植物基因表达调控,进而调节植物生长发育与环境应答过程。细胞核蛋白质组学研究为解析植物发育与逆境应答的分子机制提供了重要信息。综述了近年来植物细胞核蛋白质组学研究的进展,以促进其进一步研究。     

克氏原螯虾卵巢发育Ⅲ期与Ⅳ期的比较蛋白质组学研究

克氏原螯虾作为经济虾蟹类的重要代表,是淡水虾类重要水产养殖资源.目前在规模化养殖过程中优质苗种的供应短缺现状,是制约克氏原螯虾产业发展的瓶颈之一.人工养殖条件下,雌虾卵巢易出现发育迟缓甚至停滞现象而导致雌、雄性腺发育不同步是优质苗种短缺的首要根本原因.分析可知,克氏原螯虾卵巢从卵黄发生前期(Ⅲ期)到卵黄发生期(Ⅳ期)的发育过渡是卵母细胞能否顺利发育成熟的关键点.本研究对克氏原螯虾卵巢发育Ⅲ期和Ⅳ期卵巢组织总蛋白质组双向电泳的等电聚焦条件、上样量等关键因素进行了优化,运用PDQuestTM软件对获得的凝胶图谱进行了图像分析,并对表达差异蛋白质点(丰度差异≥2倍)进行了串联质谱鉴定.结果显示:在等电总伏特数不低于8500V·h、样品上样量为200 μg时,可以获得较清晰的凝胶图谱;利用串联质谱分析挖取的52个差异蛋白质点,其中共成功鉴定29个(包括22种蛋白质);分析表明,相对于发育Ⅲ期卵巢蛋白质组,在Ⅳ期卵巢蛋白质组中有13种蛋白质表达量有下调,9种蛋白质表达量有上调.研究结果将对于揭示克氏原螯虾的卵巢发育分子调控机制奠定一定基础,同时对于了解其他虾蟹类动物的性腺发育机理也将积累重要分子生物学资料.     

光温敏雄性不育玉米9417雄穗幼穗期叶片叶绿体蛋白质差异分析

为了研究玉米"两用系"9417雄穗不育的分子机制,以玉米光温敏雄性不育系9417的不育和可育2种状态的植株为材料,利用SDS-PAGE、质谱和生物信息学等技术,对其幼穗分化敏感期叶片中叶绿体差异表达蛋白质组进行分离和鉴定。电泳图谱显示,光温敏雄性不育、可育株在雄穗分化发育敏感时期叶绿体表达蛋白至少存在4条显著的差异条带,其中No.1、No.2是可育株中存在而不育株缺失的条带;No.3、No.4是不育株存在可育株中缺失的条带。质谱分析共鉴定出4种蛋白质:①AOL_s00004g466、②luc7-like protein 3-like、③putative T3SS effector EspN2-2、④ABC transporter ATP-binding protein。可育株中No.1为假定蛋白,No.2蛋白的U1-snRNP成分在RNA的加工和修饰中起介导自身与帽结合蛋白相结合的作用;不育株中No.3蛋白具T3SS效应,No.4蛋白在膜上ATP结合区域具单向转运底物的作用。叶绿体出现差异蛋白质,可能与雄性败育、不育有关。     

基于组学技术探究甜菜耐盐机理研究进展

为揭示甜菜盐胁迫下的分子响应机制,利用组学技术发现并鉴定关键基因及蛋白,迅速给予甜菜耐盐机理新的依据。本研究综述了转录组学、蛋白质组学、代谢组学、基因组学在甜菜耐盐机理中的研究进展。目前研究指出转录组学、蛋白质组学可筛选出甜菜耐盐关键候选基因,如BvM14-SAMS2、BvM14-glyoxalase I、BvNHX等,并利用基因组学对所发现基因进行验证。同时,探讨代谢组学在甜菜盐胁迫研究中的应用,以期通过代谢产物的定量与定性测量评估基因功能,为甜菜盐胁迫相关研究提供新信息与新思路。下一步应不断深化各组学技术间的融合,强化多学科交叉融合意识并积极创新,以发掘更多优质的甜菜耐盐遗传种质资源与基因资源。