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蛋白质组学是以细胞内全部蛋白质的存在及其活动方式为研究对象的一门科学。蛋白质组成的高度复杂性和随时间、空间变化的特点,对蛋白质组的研究技术和方法提出了巨大挑战,但同时也给蛋白质组方法学的研究提供了良好的机遇。虽然目前用于蛋白质组研究的色谱-质谱联用技术已取得了长足进步,但实际上它还不能做到检测细胞中的全部蛋白质,因此,需要建立高通量、高灵敏度的技术平台,同时发展其他辅助技术,如蛋白质的富集方法等。
在蛋白质组学的研究策略中,蛋白质组学的技术起着关键作用,是蛋白质组学发展的支撑,是蛋白质组学研究中极为重要的组成因素,蛋白质组学研究成功与否,在很大程度上取决于其技术方法的发展水平。如何实现对细胞、体液或组织中含有的成千上万个蛋白质进行有效的分离和鉴定是蛋白质组所面临的重大挑战。为此,发展高灵敏度、高通量、自动化的分离分析技术是现在蛋白质组学研究的主要任务之一。
与疾病相关的蛋白质往往分布在低丰度蛋白质的范围内,这些低丰度蛋白质是执行重要生物功能的蛋白质,如调控蛋白、信号传导蛋白和受体蛋白等。低丰度蛋白的分析与鉴定是蛋白质组学研究的重点和难点之一。但由于蛋白质组样品的复杂性和蛋白质丰度的极大差别远远超过目前任何分析平台的鉴定能力。因此,发展低丰度蛋白的富集技术,是蛋白质组学的一项重要研究课题。
蛋白质糖基化修饰是目前研究最重要的蛋白质翻译后修饰之一。蛋白质糖基化与蛋白质许多功能的实现密切相关。蛋白质糖基化不仅影响着蛋白质的折叠、定位、运输,而且调控着细胞分子机制,包括细胞黏附、信号传导、胞吞作用、分子运输和清除等。糖基化对于蛋白质结构和功能有重要影响,糖基化的分析方法也越来越受到重视。因此,许多基于质谱的糖基化分析策略被不断提出和发展,来确定糖基化位点和糖链信息。但是,蛋白质中的糖基化位点存在不均一性,糖肽在整个蛋白质酶切液中占得比率很低,而且这些糖肽的质谱信号强度还受到大量的非糖肽信号的抑制,从而导致糖肽检测困难。因此,如何选择性地富集糖肽是目前糖蛋白分析的主要研究方法之一。
针对以上蛋白质组学分离分析的问题,本硕士学位论文分为四章,主要内容如下:
第一章是绪论部分。主要论述蛋白质组学的研究背景和发展现状、蛋白质组学的研究策略、蛋白质组学分离分析技术的发展现状和改善以及蛋白质组学低丰度蛋白和糖蛋白的富集分析技术。从而引出本论文工作的研究方向和实际意义,为蛋白质组学研究中分离材料的制备及分离方法的优化提出理论依据。
第二章主要介绍建立了一种pH梯度结合有机相梯度分离肽段混合物的方法,该方法采用pH梯度结合有机相梯度的双梯度反相高效液相色谱(RP HPLC)对酵母蛋白的胰蛋白酶酶切产物进行一维液相分离,然后按相等时间收集镏分,并将镏分分为两部分分别混合后进行nanoRPLC-MS/MS分析。结果表明该策略在复杂体系蛋白质组分离鉴定中具有明显的优势,在蛋白质组学研究中有较好的应用前景。
第三章主要介绍采用噬菌体展示技术制备多肽抗体的探索研究。利用人宫颈癌蛋白(HCCR蛋白)的C端八肽(HCCRc)作为HCCR的抗原表位,通过噬菌体展示技术获得T7-HCCRc噬菌体抗原,进而免疫获得抗体,然后制备抗体磁珠纳米颗粒,对正常人血清和去高丰度的人血清中GST-HCCRc肽进行富集表征。
第四章主要介绍制备一种新型有机硼酸修饰开管毛细管柱用于富集糖肽或糖蛋白的初步研究。