小分子与蛋白质作用的谱学及应用(质谱在蛋白质组学中的应用)

质谱在蛋白质组学中的应用

应用

脑肿瘤：2001年Stoeckli 等首次证实质谱成像技术在肿瘤研究中的巨大潜能，该文论述了如何应用质谱成像技术揭示胶质母细胞瘤组织切片的化学空间结构。该研究结果显示，蛋白胸腺素β4常出现在肿瘤团块增殖最活跃的部分，而蛋白S100A4则出现在肿瘤团块的中心。 随后质谱成像技术被证实可直接进行组织分析定位神经胶质瘤，并进行神经胶质瘤的恶性程度分级。

肺癌：Groseclose 等应用质谱成像技术对包含 112 例针吸活检标本的小型肺癌组织芯片进行了研究。 首先,由一位病理学家在光镜下对该组织芯片的HE染色切片进行分析划分每一例活检标本的癌区、癌旁区和正常组织区。 随后，来自相同活检标本的未经病理标注组织芯片与病理标注组织芯片的HE染色切片进行匹配比对，划定未经病理标注组织芯片的癌区、非癌区范围，最后用未经标注的组织芯片进行组织溶解质谱成像。进行质谱成像的组织芯片上，一部分针吸活检组织作为训练组，并用病理学家的诊断对训练组针吸活检组织的质谱信号进行标注，建立分类模型。 这个包含73个胰蛋白酶肽峰的基于支持矢量机的分类模型对腺癌的识别准确率为97.9%，对鳞癌的识别准确率为98.6%。

乳腺癌：雌激素受体、孕激素受体和人类表皮生长因子受体2状态与乳腺癌的诊断及治疗密切相关。近年来，有研究表明，对上述3种蛋白mRNA的多重检测能大幅提升乳腺癌的诊断水平，并指导乳腺癌的个体化治疗。[4]

蛋白质谱的作用

1、根据蛋白的特性，一般可以有以下5种纯化方法。目前平台配备的主要是前四种层析纯化的各种凝胶柱。反相层析技术在一般的蛋白纯化中较少使用，下面将详细介绍常用的前四种层析技术原理及特点。

2、凝胶过滤层析，根据大小和形状分离，这种分离方式是非吸附性的，整个分离过程中只需要一种缓冲液，实验操作方便。在峰谱图中，出峰顺序是：大分子先流出层析柱，小分子后出。

3、离子交换层析，不同蛋白质的等电点（pI，isoelectric point）特性，使在不同pH缓冲液条件下所带正／负净电荷不同，选择不同的离子交换柱实现分离。离子交换层析属于吸附性分离方式，纯化过程中它具有可逆、操控性强及实现样品浓缩等特点。在精纯实验中是常与其它方法相结合使用的主要技术。

4、亲和层析，通过生物分子之间的特异性相互作用来实现分离的层析方法。亲和层析具有高选择性、高纯度、快速、浓缩等特点，在重组蛋白的分离中多作为第一步的粗纯，实现对绝大部分杂质蛋白的去除。

5、疏水相互作用层析，依据生物分子间疏水性差别实现分离的一种层析方式。高离子强度下，增进蛋白质中的疏水性氨基酸与层析介质间的疏水性相互作用，削弱其静电作用力。洗脱时，降低流动相离子强度，削弱蛋白质分子与层析介质间的疏水作用，实现目的蛋白的纯化和收集。

6、疏水作用层析也属于吸附性分离方式，对具有疏水特性的目的蛋白具有高选择性和浓缩等特点。

基于质谱的蛋白质相互作用研究方法主要有

如何选择质谱分析方法？ ——是用于研究蛋白，核苷酸还是小分子，这里也许有理想的答案 正如其它先进的技术一样，质谱技术冲击带来了市场的膨胀，造成了多选择性的产品，专业性的术语，这也就无形中增加了研究人员选择合适于他们的系统的困难性。正如西雅图Fred Hutchinson癌症研究中心蛋白组主任Philip Gafken所说的那样，“无论大家相信与否，这种技术并没有如它们所被应用的那样被逐渐的了解，研究人员没有认识到利用这种技术的真正目的。” 比如说三级四极质谱仪(Triple Quadrupole Mass Spectrom）是一种相对便宜一点，但扫描速率（scan rate）也相对比较慢的质谱仪，而目前精良的傅立叶变换离子回旋共振质谱仪（Fourier transform ion cyclotron resonance，FTICR）则在精确性和分辨率都是首屈一指的，当然价钱也会比较贵。 Gafken说道，“人们总是倾向于购买一些顶级的产品，但是事实上，这些应用中很大一部分都能由一些相对便宜一点的仪器来完成”，所以我们需要购买适用于各自需要的正确仪器。 1.Protein Chemist级 对于protein chemist而言，需要得到的仅仅就是知道他在研究的是什么。通过分析一种蛋白的免疫共沉淀的成份，或者利用二维电泳识别特殊的蛋白斑点，protein chemist就可以了解这种蛋白质的生物学特性了。对于这种应用，快速而并不需要太精确的方法就可以满足需要了。 推荐系统：MALDI+TOF 理由：肽指纹图谱（PePtide Mass Fingerprinting，PMF）和基质辅助激光解析电离飞行时间(matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight，MALDI-TOF)质谱是可以考虑的首选方法。 TOF是一种简单的质谱分析系统，灵敏度高，能进行从10原子质量单位到上百上千单位的片段分析。另一个TOF的优点就是分析的速度，伊利诺斯大学的化学副教授Neil Kelleher就表示“这就是它为什么能与MALDI配合工作的原因，你可以以一种高重复率在激光上操作，每秒获得许多光谱。” 而MALDI则是一种首先就可以考虑的方法，但是并不适合如何人，来自华盛顿大学的化学教授，Journal of the American Society for Mass Spectrometry杂志的编辑Michael Gross就说，“如果你的免疫共沉淀中有20或30个蛋白，每一个有50条特殊带，那么你就有1000条带，利用MALDI并不能在气相中打到全部的”，为了得到更多的信息，必需要考虑一个可以提供序列详细信息的任意构造，比如MALDI-TOF-TOF，或者一个更加灵敏的仪器——离子捕获。 2. 灵敏级 难题总是出在事实本质的详细内容当中，对于蛋白而言，那就是指翻译后修饰了。比如说，假设你正在研究包含有乙酰化和三甲基化修饰的组蛋白，但是一个标准的质谱也许无法区别出这两种修饰，这时就需要高精度的仪器了，这种仪器能获得二位或者四位小数位的报告。 推荐系统：LC+ESI+FTICR with ECD 理由：准确度高的仪器可以区别对于所谓的正常（nominal-mass）仪器而言相同的分子，一般认为选择液相色谱（liquid chromatography，LC）与电喷雾电离化（electrospray ionization，ESI），以及傅立叶变换离子回旋共振质谱仪（Fourier transform ion cyclotron resonance，FTICR）相结合能达到高精度和高灵敏度的要求。也许还需要电子捕获解离技术（electron capture dissociation，ECD）来获得可重复的结果。 虽然经典的碰撞诱导解离技术(collision induced dissociation，CID）介导的串联质谱方法可以进行斑点修饰（spot modifications），但是对于识别包含了修饰的蛋白残基而言，这并不是一种理想的方法，这主要是由于解离蛋白的时候常常会降解多肽的蛋白修饰，然而ECD则可以保持这种修饰的完整性。不过来自辛辛那提大学的Patrick Limbach提出一个忠告：这些仪器偏差范围小，因此可能会丢失掉一些未预期到的情况，比如天冬酰胺残基的脱酰胺，或者磷酸化。

质谱技术在蛋白质组学中的应用

飞行质谱的全称是表面增强激光解吸电离飞行时间质谱技术，是近年兴起的蛋白质组学研究前沿技术。在飞行质谱的检测系统中，信号由高速的模拟数字转化器传化并记录，被测定的蛋白质以一系列峰的形式呈现，这些特异的峰可看成此类疾病的指纹。

质谱在蛋白质组学中的应用有哪些

这个课题很大啊.一般主要是针对人血清白蛋白就是HSA.小分子会与蛋白质的碱性氨基酸残基发生作用,会有范德华力,疏水相互作用力,静电等相互作用力.这其中涉及分子医学,蛋白质组学等多个学科.还要用到紫外吸收光谱,拉曼光谱,傅里叶红外,核磁共振,质谱,电化学等等技术.

蛋白质组学中采用的生物质谱主要有哪些

常用的蛋白质染色试剂分为已考马斯亮蓝为代表的有机试剂染色、银染、荧光染色及同位素显色。

其中考马斯亮蓝染色法的应用较为广泛，现将其与其他的蛋白质染色方法(主要是银染法)作一比较，帮助大家更好地去选择合适的蛋白质染色方法。

蛋白质的染色常用的有4类：有机试剂染色、银染、荧光染色及同位素显色。

其中有机试剂染色以考马斯亮蓝染色法(Coomasie brilliant blue，CBB)为代表，在蛋白质分析中常用，但对低丰度蛋白质的显现较差;银染灵敏度虽高，却常与质谱不兼容;荧光染色以SYPRO试剂为主，蛋白质检测灵敏度高，能兼容质谱，但由于需要配备特殊的检测仪器及试剂的昂贵，未被作为常规方法使用;而同位素显色则存在安全性和操作局限性等问题。

因此，筛选简便、节约、检测灵敏度高、质谱兼容的蛋白质着色法是蛋白质组研究所需。

由于考马斯亮蓝染色法的广泛运用，近年来就考马斯亮蓝染色法在提高其灵敏性方面研究者们作了许多改进，方法众多，评价不一。

我们在作双向凝胶电泳时，将常用的几种考马斯亮蓝染色法及银染进行了比较，并就其染色影响因素作出分析。……详细资料请参考：on http://www.bio1000.com/experiment/protein/351913.html

质谱和蛋白质组学

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。

质谱在蛋白质组学中的应用论文

基因组：以生物体所有的核酸为研究对象，狭义的基因组定义为生命体的全套DNA，广义的基因组则包含DNA、mRNA、lncRNA等参与到基因表达调控的所有核酸序列。其主要研究手段为基因测序，以华大基因为代表。转录组通常可认为是基因组的简化研究手段，即所有转录本的集合。

蛋白组：生物体基因组所编码的全套蛋白质。鉴于蛋白质表达的时空特异性，各组织器官或者特定亚细胞结构器（如线粒体、叶绿体），甚至是外泌蛋白，也可以成为一个蛋白组。所以蛋白质组是信号转导、分子发育最为直接的手段。其主要研究手段为生物质谱，在国内以牟合蛋白为典型。