蛋白质组学

芯片分离蛋白

尽管现在所有的注意力都集中到了蛋白芯片的研究上,蛋白质组研究实验室的主流技术还是双向凝胶电泳。双向凝胶电泳在历史上由于其低通量、低重复性以及对于少量蛋白不易检出的特性,其应用受到限制,这些少量蛋白通常是人类蛋白质组中最重要的疾病相关蛋白。然而,双向凝胶电泳技术的优势又继续推动了日益进展高通量模式的细化与开发。

数码蛋白质组芯片是Protein Forest公司的微化芯片,用于通过电荷和分子量大小在混和物中分离蛋白。在第一维分离中采用的等电点分离可被有效地数字化,在第二维采用的标准电泳中避免了在线型梯度中常常会出现的模糊现象。公司首席执行官Russell Garlick说:“采用等电点分离,精度的提高是关键所在,这样就可以提高可重复性。”

通过微芯片进行分离只需要几分钟的时间,可以明显的提高产量。芯片具有的灵敏度可以用来鉴定低丰度或者迁移率比较特殊的蛋白质。蛋白质可以被量化,从而在一种芯片格式中可以显示蛋白质组范围的表达概况,同时还设计出第二种格式用于后续的大规模谱系分析,用来鉴定出未知蛋白质。

数码化蛋白质组芯片软件包中包括用于解码银染色芯片所产生的灰度图像的分析软件,来制作一个轮廓图和3维图像。该软件可以让用户开发出与外部数据库兼容的内部数据库,促进了蛋白鉴定与数据交换。

另外一种革新的方案就是蛋白质组系统的化学喷墨打印机(ChIP)。化学喷墨打印机采用的压电打印技术喷射微量试剂到双向凝胶的蛋白点上,从而通过这种电子印迹法将蛋白从凝胶转移到聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上。这一设备可以使研究者跨越笨拙的切除、消化、提取、提纯以及目标识别等步骤。经处理以后,印迹膜可以直接在质谱仪上进行肽分析。该系统可以很容易地把2毫米的蛋白点分成4×4的试剂格,从而可以用不同的酶对一个单独样本进行同步分析。

蛋白分离并不仅限于固相工具。Beckman Coulter提供了一个叫做ProteomeLab的流体系统,用于2-D蛋白分离以及高效液相色谱分析。色谱聚焦法的下一步是进行无孔反相层析来对复杂混合物中的蛋白进行高分辨率分离。液体成份可被贮存或者进行电喷离子化分析——即质谱(MS)或用于基质辅助激光解吸附电离(MALDI)的平板点样检测。

相类似的是,Eksigent Technologies公司的NanoLC-2D蛋白质组系统将自动化的2-D高性能液相色谱分析与精确的纳米级梯度以及简单操纵相结合,从而促进了多维肽分析。NanoLC-2D系统采用Eksigent的直泵式纳米微流技术,使得LC/MS蛋白质组研究的检测灵敏度以及重复性得以提高。通过自动化运行2-D肽分离,如用于分析膜肽的MudPIT方法,它还增长了便利性。

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