蛋白质组学分析需要什么仪器
❶ (急)蛋白质组学的什么方面是和计算机相关的
蛋白质组学()一词,源于蛋白质(protein)与 基因组(genome)两个词的杂合,意指“一种基因组所表达的全套蛋白质”,即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。蛋白质组本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征,包括蛋白质的表达水平,翻译后的修饰,蛋白与蛋白相互作用等,由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生,细胞代谢等过程的整体而全面的认识
蛋白质组学的研究内容
1.蛋白质鉴定:可以利用一维电泳和二维电泳并结合Western等技术,利用蛋白质芯片和抗体芯片及免疫共沉淀等技术对蛋白质进行鉴定研究。
2.翻译后修饰:很多mRNA表达产生的蛋白质要经历翻译后修饰如磷酸化,糖基化,酶原激活等。翻译后修饰是蛋白质调节功能的重要方式,因此对蛋白质翻译后修饰的研究对阐明蛋白质的功能具有重要作用。
3.蛋白质功能确定:如分析酶活性和确定酶底物,细胞因子的生物分析/配基-受体结合分析。可以利用基因敲除和反义技术分析基因表达产物-蛋白质的功能。另外对蛋白质表达出来后在细胞内的定位研究也在一定程度上有助于蛋白质功能的了解。Clontech的荧光蛋白表达系统就是研究蛋白质在细胞内定位的一个很好的工具。
4.对人类而言,蛋白质组学的研究最终要服务于人类的健康,主要指促进分子医学的发展。如寻找药物的靶分子。很多药物本身就是蛋白质,而很多药物的靶分子也是蛋白质。药物也可以干预蛋白质-蛋白质相互作用。
我现在研究蛋白质功能和调控网络 就需要生物信息学的知识,许多动物的序列已知 可以用计算机来求得他们的进化关系 从而推断蛋白质的类似功能,蛋白质的调控涉及到利用基因芯片来获得蛋白之间的关系,需要使用相应的基因芯片数据和软件模拟 才可以得出最后的网络关系。得出以后还要利用相关的软件评价分析。
此外还包括蛋白三维结构的预测,蛋白质的功能改造,修饰,都有相应的软件去模拟,总之生物信息学渗透到前沿生物领域的各个方面,只要你能想到 都可以用生物信息学来解决。
❷ 蛋白质质谱分析具体流程
肽指纹图谱:
每个蛋白都有理论上消化后所得出的不同肽段,这些肽段的质量(分子量)就是这个蛋白的肽指纹图。
当一个未知蛋白被酶解,用质谱可以检测出其中所含有几乎所有肽段的质量。然后把这些质量与数据库中已知的所有蛋白指纹进行匹配。
匹配分值高过一定的 就可以认为索要坚定的蛋白就是那个目的蛋白。
步骤:
2DE 切点 消化 送入质谱仪分析 质谱仪自动获得质量数 送入数据库进行搜索 得出结果。
关键:要知道质谱仪是用于检测小分子质量的仪器,只可以检测质量。
❸ 研究蛋白质组学最好的分离技术是什么
蛋白质组学有多种分离技术,但没有好坏之分,只有适合不适合。
双向电版泳是比较传统的分离权技术,优点就是相对便宜,而且结果比较可靠(如果有很好的重复性的话)。缺点就是分辨率低,丰度很小的蛋白无法检测到。
现在新兴的是LC-MS/MS,就是液质联用,这个方法要优于双向电泳。因为不但能分离鉴定几乎所有的蛋白(包括双向电泳难以分离的膜蛋白或者极酸极碱的蛋白)。这是蛋白质组学的发展方向,但是也有缺点,比如设备太贵,而且使用这种设备必须是质谱方面的专家,一般人做不到。另外如果从严谨的科学技术方法分析,其还需要改进,一些重复性问题有时也需要双向电泳的验证。
但是LC-MS/MS一定是蛋白质组学研究方向。
❹ 蛋白质组学主要包括哪些分析技术及各自特点
双向凝胶电泳
双向凝胶电泳的原理是第一向基于蛋白质的等电点不同用等电聚焦分离,第二向则按分子量的不同用SDS-PAGE分离,把复杂蛋白混合物中的蛋白质在二维平面上分开。由于双向电泳技术在蛋白质组与医学研究中所处的重要位置,它可用于蛋白质转录及转录后修饰研究,蛋白质组的比较和蛋白质间的相互作用,细胞分化凋亡研究,致病机制及耐药机制的研究,疗效监测,新药开发,癌症研究,蛋白纯度检查,小量蛋白纯化,新替代疫苗的研制等许多方面。近年来经过多方面改进已成为研究蛋白质组的最有使用价值的核心方法。
等电聚焦
等电聚焦(isoelectric focusing,IEF)是60年代中期问世的一种利用有pH梯度的介质分离等电点不同的蛋白质的电泳技术。等电聚焦凝胶电泳依据蛋白质分子的静电荷或等电点进行分离,等电聚焦中,蛋白质分子在含有载体两性电解质形成的一个连续而稳定的线性pH梯度中电泳。载体两性电解质是脂肪族多氨基多羧酸,在电场中形成正极为酸性,负极为碱性的连续的pH梯度。蛋白质分子在偏离其等电点的pH条件下带有电荷,因此可以在电场中移动;当蛋白质迁移至其等电点位置时,其静电荷数为零,在电场中不再移动,据此将蛋白质分离。
生物质谱
生物质谱技术是蛋白质组学研究中最重要的鉴定技术,其基本原理是样品分子离子化后,根据不同离子之间的荷质比(M/E)的差异来分离并确定分子量。对于经过双向电泳分离的目标蛋白质用胰蛋白酶酶解(水解Lys或Arg的-C端形成的肽键)成肽段,对这些肽段用质谱进行鉴定与分析。目前常用的质谱包括两种:基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)和电喷雾质谱(ESI- MS)。
飞行时间质谱
MALDI 的电离方式是 Karas和Hillenkamp于1988年提出。MALDI的基本原理是将分析物分散在基质分子(尼古丁酸及其同系物)中并形成晶体,当用激光(337nm的氮激光)照射晶体时,基质分子吸收激光能量,样品解吸附,基质-样品之间发生电荷转移使样品分子电离。它从固相标本中产生离子,并在飞行管中测定其分子量,MALDI-TOF-MS一般用于肽质量指纹图谱,非常快速(每次分析只需3~5min),灵敏(达到fmol水平),可以精确测量肽段质量,但是如果在分析前不修饰肽段,MALDI-TOF-MS不能给出肽片段的序列。
电喷雾质谱(ESI-MS)
ESI- MS是利用高电场使质谱进样端的毛细管柱流出的液滴带电,在N2气流的作用下,液滴溶剂蒸发,表面积缩小,表面电荷密度不断增加,直至产生的库仑力与液滴表面张力达到雷利极限,液滴爆裂为带电的子液滴,这一过程不断重复使最终的液滴非常细小呈喷雾状,这时液滴表面的电场非常强大,使分析物离子化并以带单电荷或多电荷的离子形式进入质量分析器。ESI-MS从液相中产生离子,一般说来,肽段的混合物经过液相色谱分离后,经过偶联的与在线连接的离子阱质谱分析,给出肽片段的精确的氨基酸序列,但是 分析时间一般较长。 目前,许多实验室两种质谱方法连用,获得有意义的蛋白质的肽段序列,设计探针或引物来获得有意义的基因。随着蛋白质组研究的深入,又有多种新型质谱仪出现,主要是在上述质谱仪的基础上进行改进与重新组合。
❺ 什么是蛋白质组学,研究蛋白质组学有什么意义
核酸排序就是ATGC的各种组合,但是蛋白质组学涉及的常用氨基酸就有20多种,这个排序下来复杂度高多了,蛋白还存在各种翻译后修饰,高级结构等等。而且蛋白质没有核酸稳定,容易降解,研究起来更难获得重复性好的结果。
蛋白质组学集中于动态描述基因调节,对基因表达的蛋白质水平进行定量的测定,鉴定疾病、药物对生命过程的影响,以及解释基因表达调控的机制. 作为一门科学,蛋白质组研究并非从零开始,它是已有20多年历史的蛋白质(多肽)谱和基因产物图谱技术的一种延伸. 多肽图谱依靠双向电泳(Two-dimensional gel electrophoresis, 2-DE)和进一步的图象分析;而基因产物图谱依靠多种分离后的分析,如质谱技术、氨基酸组分分析等.
由于可变剪辑及RNA编辑的存在,许多基因可以表达出多种不同的蛋白质。因此,蛋白质组的复杂度要比基因组的复杂度高得多。
如果某物种的基因组全序列已经破译,并不代表该物种的蛋白质组也已破译。 具体分析某个基因的蛋白质产物要综合基因组水平、转录水平和翻译水平的修饰及调控来确定。
❻ 为什么讲生物质谱是蛋白质组学研究的主要工具
蛋白质组学(Proteomics)研究生物质谱技术
对分离的蛋白质 进行鉴定是蛋白质组研究的重要内容,蛋白质微量测序、氨基酸组成分析等传统的蛋白质鉴定技术不能满足高通量和高效率的要求,生物质谱技术是蛋白质组学(Proteomics)的另一支撑技术。
生物质谱技术在离子化方法上主要有两种软电离技术,即基质辅助激光解吸电离(matrix―assisted laser desorption/ionization,MALDl)和电喷雾电离(electrospray ionization,ESl)。MALDI是在激光脉冲的激发下,使样品从基质晶体中挥发并离子化。ESI使分析物从溶液相中电离,适合与液相分离手段(如液相色谱和毛细管电泳(capillary electrophoresis))联用。MALDI适于分析简单的肽混合物,而液相色谱与ESI―MS的联用(LC―MS)适合复杂样品的分析。
软电离技术的出现拓展了质谱的应用空间,而质量分析器的改善也推动了质谱仪技术的发展。生物质谱的质量分析器主要有4种:离子阱(iontrap,IT)、飞行时间(TOF)、四极杆(quadrupole)和傅立叶变换离子回旋共振(Fourier transform ion cyclotron resonance,FTICR)。它们的结构和性能各不相同,每一种都有自己的长处与不足。它们可以单独使用,也可以互相组合形成功能更强大的仪器。
离子阱质谱灵敏度较高,性能稳定,具备多级质谱能力,因此被广泛应用于蛋白质组学(Proteomics)研究,不足之处是质量精度较低。与离子阱相似,傅立叶变换离子回旋共振(FTICR)质谱也是一种可以“捕获”离子的仪器,但是其腔体内部为高真空和高磁场环境,具有高灵敏度、宽动态范围、高分辨率和质量精度(质量准确度可很容易地小于1mg/L),这使得它可以在一次分析中对数百个完整蛋白质分子进行质量测定和定量。FTICR―MS的一个重要功能是多元串级质谱,与通常的只能选一个母离子的串级质谱方式不同,FTICR―MS可以同时选择几个母离子进行解离,这无疑可以大大增加蛋白质鉴定工作的通量。但是它的缺点也很明显,操作复杂、肽段断裂效率低、价格昂贵等,这些缺点限制了它在蛋白质组学(Proteomics)中的广泛应用。MALDI通常与TOF质量分析器联用分析肽段的精确质量,而ESI常与离子阱或三级四极杆质谱联用,通过碰撞诱导解离(collision―inceddissociation,CID)获取肽段的碎片信息。
❼ 蛋白质组学常用的研究方法
酵母双杂交系统、抗体芯片、LCM技术、mic Solution Inc、SPR技术、色谱分离技术、双相电泳技术、有机质谱等等。
LCM技术获得的细胞可以用于蛋白质样品的制备。
蛋白质样品中的不同类型的蛋白质可以通过二维电泳进行分离。
胶染色后可以利用凝胶图象分析系统成像,然后通过分析软件对蛋白质点进行定量分析,并且对感兴趣的蛋白质点进行定位。
Genomic Solution可以为研究者提供除质谱外的所有蛋白质组学研究工具,包括二维电泳系统,成像系统及分析软件,胶切割系统,蛋白质消化浓缩工作站,点样工作站等;同时还可以提供相关试剂和消耗品。
蛋白质相互作用的研究,酵母双杂交和噬菌体展示技术无疑是很好的研究方法。
LCM-二维电泳-质谱的技术路线是典型的一条蛋白质组学研究的技术路线,除此以外,LCM-抗体芯片也是一条重要的蛋白质组学研究的技术路线。
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❽ 蛋白质组学主要包括哪些分析技术及各自特点
为探究生物进程的分子机制,需要确定介导这个过程的蛋白质-蛋白质间的相互作用。研究蛋白质间相互作用的主要技术总结如下:一、酵母双杂交系统酵母双杂交系统是当前广泛用于蛋白质相互作用组学研究的一种重要方法。其原理是当靶蛋白和诱饵蛋白特异结合后,诱饵蛋白结合于报道基因的启动子,启动报道 基因在酵母细胞内的表达,如果检测到报道基因的表达产物,则说明两者之间有相互作用,反之则两者之间没有相互作用。将这种技术微量化、阵列化后则可用于大 规模蛋白质之间相互作用的研究。在实际工作中,人们根据需要发展了单杂交系统、三杂交系统和反向杂交系统等。Angermayr等设计了一个SOS蛋白介 导的双杂交系统。可以研究膜蛋白的功能,丰富了酵母双杂交系统的功能。此外,酵母双杂交系统的作用也已扩展至对蛋白质的鉴定。二、噬茵体展示技术在编码噬菌体外壳蛋白基因上连接一单克隆抗体的DNA序列,当噬菌体生长时,表面就表达出相应的单抗,再将噬菌体过柱,柱上若含目的蛋白,就会与相应抗体 特异性结合,这被称为噬菌体展示技术。此技术也主要用于研究蛋白质之间的相互作用,不仅有高通量及简便的特点,还具有直接得到基因、高选择性的筛选复杂混 合物、在筛选过程中通过适当改变条件可以直接评价相互结合的特异性等优点。目前,用优化的噬菌体展示技术,已经展示了人和鼠的两种特殊细胞系的cDNA文 库,并分离出了人上皮生长因子信号传导途径中的信号分子。三、等离子共振技术表 面等离子共振技术(Surface Plasmon Resonance,SPR)已成为蛋白质相互作用研究中的新手段。它的原理是利用一种纳米级的薄膜吸附上“诱饵蛋白”,当待测蛋白与诱饵蛋白结合后,薄 膜的共振性质会发生改变,通过检测便可知这两种蛋白的结合情况。SPR技术的优点是不需标记物或染料,反应过程可实时监控。测定快速且安全,还可用于检测 蛋白一核酸及其它生物大分子之间的相互作用。………………
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❾ 蛋白质组学主要包括哪些分析技术及各自特点
蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分。机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质版的参与。一般说,权蛋白质约占人体全部质量的18%,最重要的还是其与生命现象有关。[1-2]
蛋白质(protein)是生命的物质基础,是有机大分子,是构成细胞的基本有机物,是生命活动的主要承担者。没有蛋白质就没有生命。氨基酸是蛋白质的基本组成单位。它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的16%~20%,即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质9.6~12kg。人体内蛋白质的种类很多,性质、功能各异,但都是由20多种氨基酸(Amino acid)按不同比例组合而成的,并在体内不断进行代谢与更新。
