蛋白質(zhì)組學(xué)

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蛋白質(zhì)組學(xué)范文第1篇

【中國(guó)分類(lèi)號(hào)】R245【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1044-5511（2011）11-0009-01

針灸血清的概念來(lái)源于20世紀(jì)80年代的“血清藥理學(xué)”和90年代的“中藥血清”研究。針灸血清的概念于1996年公開(kāi)提出。1998年楊永清研究員的針灸血清研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金資助。目前已成為針灸研究的一個(gè)新亮點(diǎn)［1］。

1. 針灸血清

“針灸血清”研究，是指將針灸處理后的人或動(dòng)物體中采集到的血清，作為效應(yīng)物質(zhì)加到另外一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)中，與在體或離體器官、組織、細(xì)胞或分子等靶目標(biāo)接觸，通過(guò)它們的形態(tài)學(xué)或功能的改變，直接觀察針灸處理后產(chǎn)生的效應(yīng)［2］，是近年來(lái)針灸領(lǐng)域中提出的一種新的研究思路和方法，目前已廣泛應(yīng)用在哮喘、腫瘤、心肌缺血、脊髓損傷等疾病的研究中，實(shí)現(xiàn)了針灸離體實(shí)驗(yàn)方法學(xué)的改進(jìn)，為針灸研究開(kāi)辟了一條新的道路。

2.蛋白質(zhì)組學(xué)

蛋白質(zhì)組學(xué)的研究目前已經(jīng)成為當(dāng)今生命科學(xué)的熱點(diǎn)之一。蛋白質(zhì)作為生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者，在機(jī)體生理功能中發(fā)揮著重要作用，一直以來(lái)也是研究的重點(diǎn)。其概念最早是由澳大利亞（1994）Wilkins和Willias提出。蛋白質(zhì)組學(xué)是在特定細(xì)胞或組織水平上對(duì)蛋白質(zhì)的表達(dá)進(jìn)行研究，具體說(shuō)它是對(duì)不同空間和時(shí)間上發(fā)揮功能性特定蛋白質(zhì)群組進(jìn)行研究，即在蛋白質(zhì)水平上探索其作用模式、功能機(jī)理、調(diào)節(jié)調(diào)控，以及蛋白質(zhì)群組內(nèi)相互作用，運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)可以在正常與病理情況下檢測(cè)蛋白質(zhì)的差異表達(dá)。運(yùn)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在臨床方面可以研究特定蛋白與疾病的關(guān)系，從而找到疾病標(biāo)記蛋白，為疾病診斷、病理分析、藥物篩選、新藥開(kāi)發(fā)等，提供理論依據(jù)［3］。

3.血清蛋白質(zhì)組學(xué)

血清中含有90-91%的水，6.5-8.5%的蛋白質(zhì)和2%作用的低分子量蛋白質(zhì)。血清中廣泛存在的蛋白質(zhì)種類(lèi)大約有10000種，大多數(shù)蛋白的含量非常低，即低豐度蛋白。而低豐度蛋白的識(shí)別非常重要，潛在的新的疾病生物標(biāo)志分子往往呈現(xiàn)低豐度。并且許多低豐度蛋白常常行使著“信使”的作用。由于血清蛋白組成極為復(fù)雜，因此血清蛋白質(zhì)組學(xué)的關(guān)鍵在于能否將所研究的血清樣本進(jìn)行有效地分離。血清蛋白質(zhì)組學(xué)是指研究選定的目標(biāo)人群血清中所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)，在建立正常蛋白質(zhì)表達(dá)圖譜的基礎(chǔ)上，尋找差異蛋白質(zhì)點(diǎn),鑒定疾病相關(guān)蛋白質(zhì)，進(jìn)而研究其功能和結(jié)構(gòu)，為研究重大疾病病理生理學(xué)機(jī)制、早期診斷的特異性標(biāo)志物、藥物作用靶點(diǎn)等開(kāi)辟新的途徑。

4.血清蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)

（1）雙向聚丙烯酰胺凝膠電泳（two-dimensional polyacrylamide gel electro-phoresis,2D-PAGE）：雙向電泳是一種方便、靈敏的蛋白質(zhì)分離方法。雙向電泳的第一向是等電聚焦，根據(jù)蛋白質(zhì)等電點(diǎn)不同將其分離。雙向電泳的第二向是SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳（sodium dodecyl sulfate-polyacry-lamide gel electrohoresis,SDS-PAGE）［4］：根據(jù)蛋白質(zhì)分子質(zhì)量不同進(jìn)一步分離等點(diǎn)相同的蛋白質(zhì)。雙向電泳技術(shù)因其分辨率高、可重復(fù)性好、結(jié)果直觀、實(shí)驗(yàn)成本較低等特點(diǎn)，已成為蛋白質(zhì)組研究中最常用的分離技術(shù)。另外固定化PH梯度技術(shù)可以把目的蛋白固定在極狹窄的凝膠區(qū)域加以分離，提高2D-PAGE的重復(fù)性與上樣量。雖然2D-PAGE分辨率很高，但不能被用于分析低含量蛋白質(zhì)，靈敏度低，這又與生物體內(nèi)蛋白質(zhì)種類(lèi)數(shù)目繁多相比，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足需要，因而容易阻礙早期狀態(tài)疾病特異性標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)。

（2）質(zhì)譜技術(shù)(mass-spectrometry,MS) MS技術(shù)的應(yīng)用是蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的重大進(jìn)展，它具有高通量、準(zhǔn)確、靈敏和操作自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，已取代傳統(tǒng)的Edman降解測(cè)序和氨基酸組成分析，成為蛋白質(zhì)鑒定的核心技術(shù)。MS技術(shù)根據(jù)電離源的不同分為2種：1種是基質(zhì)輔助激光解吸/電離飛行時(shí)間質(zhì)譜(matrix-assisted laser desorption/ionization -time of flight mass spectrometry，MALDI-TOF-MS)，其原理是利用氮源脈沖激光使基質(zhì)吸收激光的能量使固相的多肽樣品離子化，離子化的肽段進(jìn)入質(zhì)量分析器，因質(zhì)量/電荷比(m/z)差異發(fā)生電離，通過(guò)測(cè)量肽段離子的相關(guān)參數(shù)，可獲得肽質(zhì)量指紋(peptidemass finger-print PMF)、肽序列標(biāo)簽(peptide sequence tag, PST)或部分氨基酸序列,然后用相應(yīng)的軟件尋找蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)的定性鑒定或定量分析。Baumann等［5］通過(guò)一系列試驗(yàn)試圖使血清蛋白質(zhì)組學(xué)MALDI-TOF-MS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，并認(rèn)為單純解凍的血清標(biāo)本重復(fù)性最好,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的血清標(biāo)本預(yù)處理、儲(chǔ)存程序和磁珠分餾法，可有效提高M(jìn)ALDI-TOF-MS技術(shù)的重復(fù)性。第2種是電噴霧電離串聯(lián)質(zhì)譜(electrospray ionization tendem mass spectrometry,ESI-MS/MS)，ESI技術(shù)是在強(qiáng)電場(chǎng)存在的前提下，在噴射過(guò)程中利用電場(chǎng)使液相的多肽樣品離子化，產(chǎn)生單價(jià)或多價(jià)的氣態(tài)離子，離子化的肽段進(jìn)入質(zhì)量分析器而測(cè)定其相關(guān)參數(shù)。ESI的優(yōu)點(diǎn)在于其可方便地與其它蛋白質(zhì)分離技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用,如液相色譜+電噴霧+串聯(lián)質(zhì)譜(LC-ESI-MS/MS)。串聯(lián)質(zhì)譜的可靠性要明顯優(yōu)于MALDI-TOF-MS，現(xiàn)在新建的質(zhì)譜鑒定實(shí)驗(yàn)室多為串聯(lián)質(zhì)譜。

（3）表面增強(qiáng)激光解析離子化-飛行時(shí)間質(zhì)譜(surface enchanced laser desorption and ionization-time of flight mass spectrometry,SELDI-TOF-MS)：SELDI是一種以親和力為基礎(chǔ)的質(zhì)譜法，蛋白質(zhì)被選擇性地吸附到經(jīng)化學(xué)變性的固體表面上，雜質(zhì)可通過(guò)清洗去除。采用能量吸收基質(zhì)，蛋白質(zhì)通過(guò)激光解吸質(zhì)譜分析進(jìn)行識(shí)別。SELDI-TOF-MS有許多優(yōu)點(diǎn)，可以為分子量在200~500kD的蛋白質(zhì)提供很好的質(zhì)譜，對(duì)一個(gè)樣本的分析在幾十分鐘就可以完成，對(duì)低豐度蛋白,即使?jié)舛葍Hatto-mole(10-18)的分子，只要與表面探針結(jié)合，就可以檢測(cè)到。SELDI可直接使用粗樣本，即未經(jīng)處理的原始樣本進(jìn)行檢測(cè)；可以大規(guī)模、高通量、超微量、全自動(dòng)篩選蛋白質(zhì)；另外，它不僅可發(fā)現(xiàn)一種蛋白質(zhì)或生物標(biāo)記分子，而且還可以發(fā)現(xiàn)不同的多種方式的組合蛋白質(zhì)譜，可進(jìn)行相關(guān)疾病的研究。目前SELDI-TOF-MS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于血清蛋白質(zhì)組學(xué)的研究。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用單一技術(shù)平臺(tái)分離血清樣品已經(jīng)不能滿(mǎn)足科研的需要。目前通常采用的方法是聯(lián)合使用幾種不同的技術(shù)平臺(tái)以達(dá)到對(duì)樣品的有效分離。如高豐度蛋白去除+全蛋白酶解+二維液相色譜(陽(yáng)離子/陰離子交換色譜+反相色譜)分離+質(zhì)譜鑒定(離子阱或Q-TOF串聯(lián)質(zhì)譜)；高豐度蛋白去除+色譜分離+2-DE+聯(lián)合質(zhì)譜鑒定等。

（4）蛋白質(zhì)芯片 蛋白質(zhì)芯片又稱(chēng)蛋白質(zhì)微陣列，是繼基因芯片之后作為基因芯片的補(bǔ)充而發(fā)展起來(lái)的蛋白質(zhì)分析技術(shù)。它以蛋白質(zhì)或多肽為材料，可以在同一時(shí)相分析整個(gè)蛋白質(zhì)組。根據(jù)芯片表面的不同化學(xué)成分，可將蛋白質(zhì)芯片分為化學(xué)表面芯片（親水、疏水、陽(yáng)離子、陰離子和金屬離子整合芯片）和生物表面芯片（抗原抗體、受體配體和DNA蛋白質(zhì)芯片等）。化學(xué)表面芯片用于檢測(cè)未知蛋白，并獲取指紋圖譜；生物表面芯片可顯示與之結(jié)合的抗原或配體的不同分子量亞型。目前常將蛋白在芯片、SELDI相結(jié)合來(lái)研究差異表達(dá)蛋白質(zhì)，即不同的蛋白質(zhì)樣品和同一種蛋白質(zhì)芯片相作用，洗掉未結(jié)合的蛋白質(zhì)，然后用SELDI進(jìn)行分析鑒定。它可用于對(duì)血清及組織樣品中的各種蛋白質(zhì)直接進(jìn)行檢測(cè)，特別適于以往蛋白質(zhì)分析的盲區(qū)，即對(duì)低分子量、低豐度和疏水的蛋白質(zhì)進(jìn)行研究。因此，在蛋白質(zhì)組學(xué)的研究中與目前常規(guī)方法相比具有較顯著的優(yōu)勢(shì)。

5.展 望

近年來(lái)針灸血清的研究成為一大亮點(diǎn)，研究者認(rèn)為針灸血清中含有某些活性物質(zhì)，從而發(fā)揮治療和預(yù)防疾病的作用。目前對(duì)針灸血清成份的研究，雖取得了一定成果，但尚未完全揭示其本質(zhì)，今后應(yīng)進(jìn)一步結(jié)合蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，進(jìn)行針灸血清的研究。在針灸血清種類(lèi)研究方面，目前主要集中在針刺血清，電針血清，艾灸血清和天灸血清，其它報(bào)道較少，今后可以結(jié)合更多的特色針灸方法，對(duì)其血清進(jìn)行相關(guān)研究［6］。如對(duì)自血穴位注射等具有特色療法的針灸血清進(jìn)行深入、系統(tǒng)研究，對(duì)于揭示針灸血清的作用機(jī)理，可能具有突破性意義。對(duì)于針灸血清的作用機(jī)理，當(dāng)前學(xué)者多結(jié)合具體病種，從細(xì)胞水平或信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑等進(jìn)行研究，針灸血清可能通過(guò)多靶點(diǎn)，多途徑發(fā)揮作用，今后研究角度應(yīng)進(jìn)一步深入。

參考文獻(xiàn)

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蛋白質(zhì)組學(xué)范文第2篇

關(guān)鍵詞：中醫(yī)證候； 蛋白質(zhì)組學(xué)； 中醫(yī)基礎(chǔ)研究

Application of Proteomics in the Field of TCM Syndrome

HONG Ming-chao1,MAO Zhu-jun2

(1.Putuo District Shiquan Street Community Health Service Center,Shanghai 200061,China;2.Longhua Hospital Affiliated to Shanghai University of Traditional Chinese Medicine,Shanghai 200033,China)

Abstract：This paper summarized the main TCM Syndromes of combination principle and proteomics, reviewed the application of proteomics technology in the TCM syndromes in 5~10 years, and the future development of Chinese medicine syndrome proteomics prospect. Expand the application fields of proteomics in medicine, explain the meaning of the theory of traditional Chinese medicine from a new perspective.

Key words：TCM syndromes; Proteomics;Basic research of traditional Chinese Medicine

證候是中醫(yī)學(xué)的重要內(nèi)容，指導(dǎo)著中醫(yī)對(duì)疾病發(fā)生、發(fā)展及其表現(xiàn)的認(rèn)識(shí),是認(rèn)識(shí)疾病和辨證論治的主要依據(jù)。中醫(yī)證候研究的關(guān)鍵在于從不同的疾病或同一疾病的不同病理階段找出共同的病理環(huán)節(jié)，尋找證候的物質(zhì)基礎(chǔ)和發(fā)生機(jī)理。近年來(lái)，中醫(yī)證候?qū)W的發(fā)展和蛋白質(zhì)組學(xué)進(jìn)行交叉，以其獨(dú)特的理論與視角, 給中醫(yī)理論賦予現(xiàn)代最前沿的科學(xué)內(nèi)涵。

1理論基礎(chǔ)

在中醫(yī)學(xué)理論中,辨證論治是最顯著的特點(diǎn)之一，證候則是辨證論治的核心。所謂證候,是在廣泛收集臨床癥狀、體征的基礎(chǔ)上,對(duì)疾病過(guò)程中某一階段的病理概括。由于它包括了病變的部位、原因、性質(zhì)以及邪正關(guān)系,反映出疾病發(fā)展過(guò)程中某一階段的病理變化的本質(zhì)，因而它比癥狀更全面、更深刻、更正確地揭示了疾病的本質(zhì)，并可以表現(xiàn)出"同病異證、異病同證"。

證候研究是中醫(yī)基礎(chǔ)研究的一個(gè)關(guān)鍵的科學(xué)問(wèn)題，它也是連接臨床和基礎(chǔ)理論的橋梁。在證候規(guī)范化研究中，證候的診斷標(biāo)準(zhǔn)的研究是一項(xiàng)主體工作，也是證候規(guī)范化研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

隨著基因圖譜的完成 ,生物醫(yī)學(xué)研究進(jìn)入后基因組時(shí)代 ,蛋白質(zhì)作為生命活動(dòng)的功能物質(zhì)成為人們的研究熱點(diǎn)[1]。蛋白質(zhì)組學(xué)的建立為中醫(yī)證本質(zhì)的研究提供了有效的研究手段。從中西醫(yī)結(jié)合的角度,中醫(yī)證本質(zhì)的含義是指引起證發(fā)生發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),這些物質(zhì)決定著證發(fā)生發(fā)展的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程,是在證發(fā)生發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生的特殊物質(zhì)[2，3]。利用蛋白質(zhì)組學(xué)研究中醫(yī)的"證",可以揭示與某一證候相關(guān)的所有蛋白質(zhì)及其特征,在分子水平上闡明證的本質(zhì)[4]。

2應(yīng)用研究

近年來(lái)應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)進(jìn)行的證候基礎(chǔ)研究主要有動(dòng)物模型和臨床實(shí)驗(yàn)兩方面。

2.1動(dòng)物模型鐘小蘭等以束縛制動(dòng)法制備肝郁證大鼠模型, 二維凝膠電泳(22DE) 分離大鼠血清蛋白質(zhì), 獲得差異表達(dá)蛋白質(zhì)；利用基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜(MALDI2TOF2MS) 和數(shù)據(jù)庫(kù)分析鑒定差異表達(dá)蛋白質(zhì)，發(fā)現(xiàn)6個(gè)具有明顯表達(dá)差異的蛋白質(zhì)斑點(diǎn),證實(shí)從蛋白質(zhì)組學(xué)的角度研究證實(shí)質(zhì)是可行的[5]。

2.2臨床實(shí)驗(yàn)按照目前所臨床采集的研究標(biāo)本的種類(lèi)分類(lèi)，可分為血液及舌苔兩種類(lèi)型。

2.2.1血清學(xué)研究劉希成等利用雙向電泳分析的老年體虛腎陽(yáng)虛患者和正常人的血清樣本,對(duì)比分析pH4～7范圍的22DE譜圖，共鑒定出49種差異蛋白質(zhì),其中有10 種在腎陽(yáng)虛血清異表達(dá),有6種在健康組血清異表達(dá)。蛋白功能分析發(fā)現(xiàn),其中33種蛋白質(zhì)的差異表達(dá)與腎陽(yáng)虛證密切相關(guān)，為闡明中醫(yī)腎陽(yáng)虛證的機(jī)理提供了一條新途徑[6-7]。

曾星等應(yīng)用雙向電泳技術(shù)分析原發(fā)性高血壓肝陽(yáng)上亢患者及正常對(duì)照者外周血單個(gè)核細(xì)胞的蛋白圖譜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)高血壓肝陽(yáng)上亢病例獨(dú)自所有的點(diǎn)有515個(gè)，可能與高血壓肝陽(yáng)上亢證候相關(guān)。

王憶勤、李福鳳等采用表面增強(qiáng)激光解吸離子化蛋白質(zhì)芯片分析儀對(duì)例慢性胃炎濕證、例濕證治療患者及例正常人血清蛋白質(zhì)表達(dá)譜進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)慢性胃炎濕證患者蛋白質(zhì)質(zhì)譜出現(xiàn)高表達(dá)趨勢(shì)其波峰基本在10個(gè)單位以上,濕證治療患者與正常人上述波譜峰呈低表達(dá)趨勢(shì)濕證治療患者波峰基本在10個(gè)單位左右或以下,正常人波峰基本在5個(gè)單位以下,證實(shí)血清蛋白質(zhì)組學(xué)分析對(duì)探索慢性胃炎濕證的生物學(xué)理論基礎(chǔ)有一定意義。

何磊[8]等采用SELDI-TOF-MS蛋白芯片技術(shù)對(duì)慢腎衰患者濕證組與濕證治療組的血清蛋白質(zhì)表達(dá)譜峰進(jìn)行研究，并運(yùn)用層次聚類(lèi)分析和主成分分析對(duì)濕證組和濕證治療組進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)的6個(gè)差異蛋白質(zhì)譜峰與這兩組相關(guān)聯(lián)系較密切的血清蛋白質(zhì)因子，且濕證組的差異蛋白質(zhì)譜峰表達(dá)值低于濕證治療組；中醫(yī)虛證各證型組之間的差異蛋白質(zhì)譜峰能在一定程度上區(qū)別各證型組。

2.2.2舌苔研究背景：舌診在中醫(yī)學(xué)中占有十分重要而獨(dú)特的地位。用現(xiàn)代科學(xué)方法闡明舌苔原理、實(shí)現(xiàn)舌苔的客觀化、微觀化,是中醫(yī)現(xiàn)代化基礎(chǔ)研究中的一個(gè)重要課題。近年來(lái),也有研究者運(yùn)用現(xiàn)代生命科學(xué)前沿的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)探討舌苔原理及其現(xiàn)代生命科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵,拓展了蛋白質(zhì)組學(xué)在中醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用領(lǐng)域，從新的視角闡釋中醫(yī)理論的內(nèi)涵。

程亞偉等對(duì)慢性腎功能衰竭中醫(yī)濕證、濕證治療患者與正常對(duì)照組人群舌苔上清液樣本進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)研究，建立了基于蛋白芯片的舌苔上清液中蛋白的提取方法，應(yīng)用SELDI-TOF-MS技術(shù)篩選出慢性腎衰組與正常對(duì)照組舌苔樣本之間有13個(gè)差異蛋白質(zhì)譜峰有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，為慢性腎衰的早期診斷提供了客觀依據(jù)。并篩選出慢性腎衰中醫(yī)濕證組、濕證治療組及正常對(duì)照組之間有11個(gè)差異蛋白質(zhì)譜峰有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并發(fā)現(xiàn)四個(gè)差異質(zhì)譜峰在慢性腎衰中醫(yī)濕證的發(fā)生發(fā)展中可能具有一定的意義。

參考文獻(xiàn)：

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蛋白質(zhì)組學(xué)范文第3篇

摘要：蛋白質(zhì)組學(xué)是在后基因組時(shí)代出現(xiàn)的一個(gè)新的研究領(lǐng)域，腫瘤蛋白質(zhì)組學(xué)是其重要分支。本文從甲狀腺腫瘤特異性分子標(biāo)志物以及甲狀腺癌治療的分子靶點(diǎn)等幾個(gè)方面，詳細(xì)介紹了近幾年來(lái)甲狀腺腫瘤蛋白質(zhì)組學(xué)的研究現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：甲狀腺癌；腫瘤蛋白質(zhì)組學(xué)；二維凝膠電泳；質(zhì)譜

Progress in research of thyroid oncoproteomics

Shi Bingyin， Li hao

(Department of Endocrinology， the First Affiliated Hospital， Medical School of　Xian Jiaotong University， Xian 710061， China)

ABSTRACT: Proteomics is a new research area of the postgenomic era. Oncoproteomics is an important branch of it. Here we discuss the investigative outcome of thyroid oncoproteomics in recent years， such as specific tumor biomarkers and antineoplastic drug.

KEY WORDS: thyroid cancer; oncoproteomics; twodimensional electrophoresis; mass spectrometry

甲狀腺癌是內(nèi)分泌腫瘤中最常見(jiàn)的一種，目前已從基因水平對(duì)其進(jìn)行了廣泛研究，但基因的功能最終需要通過(guò)相應(yīng)的蛋白質(zhì)發(fā)揮作用，而在DNAmRNA蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄及翻譯過(guò)程中存在轉(zhuǎn)錄后剪切、翻譯后修飾加工等多種方式，所以基因與蛋白質(zhì)的表達(dá)之間存在著一定差異，有必要從蛋白質(zhì)整體水平揭示腫瘤的發(fā)生發(fā)展，闡述其癌變本質(zhì)。腫瘤蛋白質(zhì)組學(xué)借助蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)，如二維凝膠電泳(twodimensional electrophoresis， 2DE)，電噴霧電離質(zhì)譜(electrospray ionization mass spectrometry， ESIMS)、基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜(matrixassisted laser desorption ionization timeofflight mass spectrometer， MALDITOFMS)等，可動(dòng)態(tài)、整體、定量的考察甲狀腺癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中蛋白質(zhì)種類(lèi)、數(shù)量的改變，比較腫瘤細(xì)胞與正常細(xì)胞蛋白質(zhì)的表達(dá)差異，幫助研究者尋找用于腫瘤診斷及指導(dǎo)治療的特異性分子標(biāo)志物[1]。現(xiàn)將近幾年來(lái)甲狀腺腫瘤蛋白質(zhì)組學(xué)的研究進(jìn)展介紹如下。

1 診斷甲狀腺腫瘤的特異性分子標(biāo)志物

1.1 Galectin3 Galectin3(Gal3)是β半乳糖苷酶結(jié)合蛋白家族成員，分子質(zhì)量為31ku，主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，亦可位于胞膜及胞核。已有研究證明[2]，Gal3可作為甲狀腺惡性腫瘤特別是甲狀腺狀癌(papillary thyroid carcinoma， PTC)的一個(gè)表型特征，考慮Gal3的表達(dá)和PTC細(xì)胞保持高度增殖活性有關(guān)，但其具體作用機(jī)制仍不明確。Paron等[3]利用2DE和MALDIMS方法研究大鼠甲狀腺細(xì)胞系FRTL5和Kiras癌基因轉(zhuǎn)化細(xì)胞系Kimol的細(xì)胞核蛋白質(zhì)表達(dá)差異，發(fā)現(xiàn)Gal3過(guò)度表達(dá)于Kimol中，而在FRTL5中不表達(dá)。研究表明Gal3通過(guò)和甲狀腺轉(zhuǎn)錄因子(thyroid transcription factor1， TTF1)的同源結(jié)構(gòu)域相互作用使TTF1的轉(zhuǎn)錄活性上調(diào)，其N(xiāo)末端還可和細(xì)胞內(nèi)的單鏈DNA及RNA結(jié)合。TTF1是NKx型蛋白的一種，這些蛋白具有高度保守的同源結(jié)構(gòu)域序列，故NKx同源盒基因家族其他成員也可和Gal3相互作用。TTF1是甲狀腺特有的甲狀腺球蛋白和甲狀腺過(guò)氧化物酶基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控因子，它的表達(dá)水平和甲狀腺細(xì)胞增殖水平成正比。Gal3通過(guò)和TTF1的相互作用調(diào)控甲狀腺細(xì)胞的生長(zhǎng)分化過(guò)程，在腫瘤的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移方面起重要作用。

1.2 DDIT3、ARG2、ITM1和C1orf 24 Cerutti等[4]在研究甲狀腺濾泡癌和濾泡性腺瘤的蛋白質(zhì)表達(dá)差異過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)4種蛋白質(zhì)的表達(dá)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。它們分別為DNA損傷誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子3(DNA damageinducible transcript 3， DDIT3)、2型精氨酸酶(arginase type Ⅱ， ARG2)、膜整合蛋白1(integral membrane protein 1， ITM1)和1號(hào)染色體開(kāi)放讀碼框架24又名niban蛋白(chromosome 1 open reading frame 24， C1orf 24)。進(jìn)一步利用免疫組化方法研究發(fā)現(xiàn)，85.2%(23/27)的甲狀腺濾泡癌DDIT3和ARG2的表達(dá)均為陽(yáng)性，而甲狀腺濾泡型腺瘤DDIT3和ARG2雙陽(yáng)性率僅為9.4%(3/32)，聯(lián)合檢測(cè)DDIT3和ARG2診斷甲狀腺濾泡癌，準(zhǔn)確率可達(dá)83%。DDIT3在細(xì)胞應(yīng)激及DNA損傷修復(fù)時(shí)表達(dá)，細(xì)胞內(nèi)RAS和PAX8PPARG通路亦可激活其表達(dá)，推測(cè)DDIT3和腫瘤細(xì)胞的惡性增殖及浸潤(rùn)性有關(guān)[5]。ARG2是精氨酸酶同工酶的一種，位于線粒體內(nèi)，可將精氨酸水解為鳥(niǎo)氨酸及尿素，而鳥(niǎo)氨酸可以脫羧生成腐胺，然后轉(zhuǎn)變?yōu)槎喟贰６喟肥侵匾纳飳W(xué)調(diào)控物質(zhì)，在細(xì)胞分化、細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用。精氨酸酶活性增加可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鳥(niǎo)氨酸水平升高，進(jìn)而促使癌癥發(fā)生。ITM1是一個(gè)高度保守的蛋白，推測(cè)它是一種新型通透酶。C1orf24分布于骨骼肌、胰腺及前列腺內(nèi)，在甲狀腺癌中的作用尚不明確。

1.3 組織蛋白酶B Srisomsap1等[6]利用2DE對(duì)多種甲狀腺疾病組織的蛋白質(zhì)表達(dá)情況進(jìn)行了研究，共分離出32個(gè)特異性蛋白質(zhì)點(diǎn)，分子質(zhì)量在15-30ku之間，等電點(diǎn)在4.5-6.5左右。這些蛋白質(zhì)功能各有不同，包括參與構(gòu)成細(xì)胞骨架的相關(guān)蛋白(肌動(dòng)蛋白、原肌球蛋白、肌球蛋白)和蛋白構(gòu)象改變有關(guān)的蛋白質(zhì)――熱休克蛋白27，與轉(zhuǎn)錄及翻譯有關(guān)的蛋白(核苷二磷酸激酶、延長(zhǎng)因子1β)以及超氧化物岐化酶、組織蛋白酶B(cathepsin B， CB)等。CB是細(xì)胞溶酶體中的一種半胱氨酸蛋白酶，可降解層連蛋白、纖連蛋白、IV 型膠原等細(xì)胞外基質(zhì)成分。研究表明， CB在乳腺癌、甲狀腺癌、肺癌、卵巢癌等多種惡性腫瘤中表達(dá)上調(diào)，且活性明顯升高[7]。腫瘤細(xì)胞CB的表達(dá)上調(diào)及活性增強(qiáng)有助于降解基底膜主要成分――層粘蛋白和IV 型膠原，同時(shí)CB通過(guò)激活其他蛋白酶如膠原酶、尿激酶等產(chǎn)生協(xié)同作用使腫瘤易于侵襲及擴(kuò)散。利用ESIMS分析CB，結(jié)果顯示有4個(gè)特異性的斑點(diǎn)：CB1、CB2、CB3、CB4，其中CB2、CB3在甲狀腺濾泡型腺瘤、PTC和甲狀腺濾泡癌中的表達(dá)明顯上調(diào)，而在結(jié)節(jié)性甲狀腺腫和Graves病中表達(dá)減低。提示可以通過(guò)檢測(cè)CB水平鑒別那些在顯微鏡下難以區(qū)分的甲狀腺濾泡型腺瘤和結(jié)節(jié)性甲狀腺腫。

1.4 MnSOD Russo等[8]研究發(fā)現(xiàn)甲狀腺狀癌細(xì)胞系TPC1和甲狀腺未分化癌細(xì)胞系A(chǔ)RO的細(xì)胞核蛋白質(zhì)2DE電泳圖譜大致相似，其中有一個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)較為特殊，在TPC1中的表達(dá)顯著升高，而在ARO中檢測(cè)不出。利用MALDIMS肽質(zhì)譜指紋鑒定后證實(shí)該蛋白為錳超氧化物岐化酶(Mn superoxide dismutase， MnSOD)，免疫組化法表明MnSOD在正常甲狀腺細(xì)胞的胞漿及胞核內(nèi)均有表達(dá)，在PTC及甲狀腺濾泡癌的胞核內(nèi)表達(dá)水平明顯降低，而在甲狀腺未分化癌中幾乎不表達(dá)，提示MnSOD可作為診斷甲狀腺未分化癌的分子標(biāo)志物。MnSOD在甲狀腺細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)由TSH通過(guò)不依賴(lài)cAMP的途徑調(diào)控。它可以有效清除胞內(nèi)氧自由基，影響細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路，并可在基因水平調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子的活性。考慮MnSOD在細(xì)胞核內(nèi)表達(dá)水平的改變同細(xì)胞失去分化功能及具有侵襲性的改變是一致的，所以認(rèn)為MnSOD可能是一種腫瘤抑制物，通過(guò)多種途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

1.5 Maspin Boltze等[9]利用蛋白質(zhì)組學(xué)方法研究原代培養(yǎng)的甲狀腺細(xì)胞(primary cultured thyrocytes， PT)及2.0Gyα粒子照射PT后的轉(zhuǎn)化細(xì)胞(transformed thyrocytes， TT)的蛋白質(zhì)表達(dá)差異。TT在生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)方面顯示出與PT巨大的差別，包括缺少接觸抑制，分化較差等。利用2DE電泳技術(shù)分析PT和TT的蛋白質(zhì)表達(dá)，分別分離出1220±43和1228±55個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)，其中554號(hào)蛋白質(zhì)點(diǎn)較為特殊(分子質(zhì)量39606u，等電點(diǎn)5.90)，其表達(dá)豐度在TT中顯著升高，經(jīng)MALDIMS肽質(zhì)譜指紋鑒別后證實(shí)該蛋白為Maspin蛋白。Maspin是一種抑制腫瘤的絲氨酸蛋白酶抑制劑[10]。研究表明Maspin和p53基因相互作用，在體外和體內(nèi)抑制血管生成。免疫組化法證明Maspin蛋白可特異性的高表達(dá)于PTC，表達(dá)率為70%，而在正常甲狀腺組織及其他幾種甲狀腺癌組織中幾乎不表達(dá)。Ito等[11]研究證明，Maspin在分化較差的PTC細(xì)胞中的表達(dá)顯著增多，而在分化較好的PTC細(xì)胞中的表達(dá)則相對(duì)減少。推測(cè)Maspin在PTC的發(fā)生和轉(zhuǎn)歸方面起著重要作用，但其具體作用機(jī)制仍有待進(jìn)一步的研究[12]。

2 治療甲狀腺腫瘤的分子靶點(diǎn)研究

Paron等[13]利用2DE和MALDITOFMS方法研究大鼠甲狀腺細(xì)胞p53基因突變株的蛋白質(zhì)表達(dá)差異，大約有300個(gè)特異性蛋白質(zhì)點(diǎn)被分離出，其中2個(gè)熱休克家族的蛋白質(zhì)，熱休克蛋白90(Hsp 90)和熱休克蛋白60(Hsp 60)表達(dá)上調(diào)，研究發(fā)現(xiàn)Hsp 90表達(dá)上調(diào)和哺乳動(dòng)物的細(xì)胞增殖功能及p53突變株的穩(wěn)定性密切相關(guān)，故Hsp 90可在癌細(xì)胞中過(guò)度表達(dá)。目前一系列以Hsp 90為靶點(diǎn)的抗癌藥物正在研制當(dāng)中[14]，其中Hsp 90抑制劑格爾德霉素的衍生物17烯丙胺17脫甲氧格爾德霉素(17allylamino17demethoxygeldanamycin， 17AAG）在英國(guó)和美國(guó)已進(jìn)入Ⅰ期臨床試驗(yàn)。格爾德霉素可以特異性地作用于Hsp 90的ATP結(jié)合位點(diǎn)，抑制其ATPase活性，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)Hsp 90的表達(dá)而發(fā)揮作用。Park等[15]研究發(fā)現(xiàn)格爾德霉素可以抑制甲狀腺癌細(xì)胞的增殖，使突變的p53基因表達(dá)下調(diào)，并且抑制表皮生長(zhǎng)因子介導(dǎo)的癌細(xì)胞浸潤(rùn)行為。Marsee等[16]研究證明，格爾德霉素可以通過(guò)減少甲狀腺細(xì)胞對(duì)碘的清除作用來(lái)提高其濃集碘的能力，提示格爾德霉素可以作為131I治療甲狀腺癌的輔助藥物。BragaBasaria等[17]將17AAG加入到各種甲狀腺癌細(xì)胞系的培養(yǎng)基中后發(fā)現(xiàn)，在0.1mmol/L 17AAG的培養(yǎng)基中培養(yǎng)72h后，甲狀腺狀癌細(xì)胞生長(zhǎng)部分受抑，甲狀腺濾泡癌細(xì)胞生長(zhǎng)完全受抑，甲狀腺未分化癌細(xì)胞大量死亡，故甲狀腺未分化癌細(xì)胞對(duì)17AAG的細(xì)胞毒性作用最敏感，而狀癌細(xì)胞的敏感性最差，且癌細(xì)胞對(duì)17AAG的敏感程度和胞內(nèi)Hsp 90水平成正相關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)17AAG只能促使甲狀腺癌細(xì)胞死亡，而不能誘導(dǎo)其凋亡，推測(cè)甲狀腺癌細(xì)胞抗凋亡的機(jī)制可能和抑癌基因的突變有關(guān)。目前對(duì)格爾德霉素治療甲狀腺癌的研究?jī)H限于基礎(chǔ)理論方面，尚未有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)報(bào)道。

3 甲狀腺狀癌細(xì)胞膜表面糖基化大分子的研究

研究表明，PTC細(xì)胞膜表面成分可被硫酸角質(zhì)素(keratan sulfate， KS)異常糖基化，Magro等[18]利用抗KS抗原決定簇的單克隆抗體(373E1)研究了各種甲狀腺組織中KS的表達(dá)情況。結(jié)果顯示PTC的免疫組化染色陽(yáng)性率為100%，且和組織學(xué)分型、瘤體大小、有無(wú)轉(zhuǎn)移無(wú)關(guān)。甲狀腺濾泡癌的免疫組化陽(yáng)性率僅為21%，其他甲狀腺組織幾乎不表達(dá)KS結(jié)合蛋白成分。通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，證明PTC特異性KS結(jié)合蛋白是甲狀腺球蛋白(thyroglobulin， Tg)和轉(zhuǎn)鐵蛋白(transferrin， TF)的特殊糖化形式，且KS糖化型Tg在PTC的表達(dá)較KS糖化型TF多，二者相對(duì)比為11.8∶1。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，KS糖化型Tg和TF因其特殊糖化形式和較大的分子質(zhì)量，與正常Tg和TF相比，表現(xiàn)為不同的活體內(nèi)蛋白水解形式，KS糖化型Tg可保護(hù)自身不被組織蛋白酶K、梭菌蛋白酶及凝血酶分解，一些KS糖化型Tg的蛋白水解片段被鑒別后證實(shí)，和PTC特異性癌胚蛋白纖維結(jié)合素有相似的分子質(zhì)量。KS糖化型Tg為甲狀腺癌的研究提供了方便，對(duì)于那些術(shù)后需要長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)血清Tg水平的PTC患者，未來(lái)可以監(jiān)測(cè)更為特異性的血清KS糖化型Tg水平來(lái)評(píng)估病人的預(yù)后。

4 展望

目前，國(guó)內(nèi)外腫瘤蛋白質(zhì)組學(xué)研究正在蓬勃開(kāi)展，其中結(jié)腸癌、乳腺癌的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)已建設(shè)完成，人們可直接在互聯(lián)網(wǎng)上查詢(xún)。腫瘤蛋白質(zhì)組學(xué)在研究腫瘤發(fā)病機(jī)理、發(fā)現(xiàn)抗腫瘤藥物的作用靶點(diǎn)、新藥篩選與藥物毒副作用分析等方面有巨大的實(shí)用價(jià)值。相對(duì)于其他實(shí)體腫瘤，甲狀腺癌的蛋白質(zhì)組學(xué)研究起步較晚，隨著蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)平臺(tái)和生物信息學(xué)的發(fā)展完善，基因組學(xué)、基礎(chǔ)腫瘤學(xué)等各學(xué)科的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮和有效銜接，最終將會(huì)描繪出甲狀腺腫瘤的蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，建立癌細(xì)胞和正常細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路的數(shù)學(xué)模型，利用這一模型，研究者可以發(fā)現(xiàn)新的蛋白質(zhì)，了解各類(lèi)信號(hào)傳導(dǎo)通路在細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、成熟以及凋亡過(guò)程中的作用，進(jìn)而為甲狀腺腫瘤的診斷及干預(yù)治療提供分子基礎(chǔ)[19]。

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蛋白質(zhì)組學(xué)范文第4篇

【關(guān)鍵詞】慢性肺動(dòng)脈栓塞；蛋白質(zhì)組學(xué)

【中圖分類(lèi)號(hào)】R563.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1004-7484（2012）13-0468-01

慢性血栓栓塞性肺動(dòng)脈高壓栓子來(lái)源于急性肺動(dòng)脈栓塞或者長(zhǎng)期的原位肺動(dòng)脈栓塞造成的，它是初始血栓溶解不全、深靜脈血栓反復(fù)脫落造成的[1]。本研究從蛋白質(zhì)水平上，通過(guò)比較分析慢性肺動(dòng)脈栓塞癥發(fā)生過(guò)程中的差異蛋白表達(dá)譜以及特異標(biāo)志蛋白，為慢性肺動(dòng)脈栓塞癥的診斷、治療以及發(fā)病機(jī)制提供理論依據(jù)。現(xiàn)將方法與結(jié)論闡述如下：

1 材料與方法

1.1 建立兔慢性肺動(dòng)脈栓塞疾病模型

血凝塊注入法造模：取體重在2.5kg左右的新西蘭大白兔40只，分為實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組。1%戊巴比妥腹腔注射麻醉。從腹主動(dòng)脈中抽取2ml左右血液，置于含有凝血酶的器皿中，靜置24小時(shí)，等滲氯化鈉溶液沖洗，去掉血清，將栓子剪成0.5mm大小。加入少量生理鹽水后，將25個(gè)栓子注射入實(shí)驗(yàn)組大白兔頸靜脈中，2周后再次注射栓子造模。對(duì)照組單純注射生理鹽水。通過(guò)肺動(dòng)脈血管造影檢查確定造模成功。肺動(dòng)脈栓塞動(dòng)物模型20只，對(duì)照組20只。

1.2蛋白質(zhì)提取

取2g實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組肺組織，將其放置在研缽中，置于冰上行低溫操作，用眼科剪將椎間盤(pán)剪成大小為1mm×1mm×1mm。液氮冰浴條件下將肺組織研磨碎，置入5.0ml Eppendorf 管中，將1g肺組織加入2.5～3ml裂解液中，振蕩60分鐘，20，000g/min，4℃離心1小時(shí)，進(jìn)行蛋白質(zhì)濃度定量檢測(cè)。

雙向凝膠電泳（2-DE）：包括了IFE和SDS-PAGE等步驟。

IFE：分別用已加入18 mM DTT的泡脹液Ⅰ含400μg蛋白的樣品至255μl，混勻后加入IPG膠條槽中。IPG膠條（13cm，3-10NL）膠面朝下放入膠條槽中，均勻接觸泡脹液并不留氣泡，加700μl膠條覆蓋液，減少蒸發(fā)和尿素結(jié)晶，槽上加蓋，置于IPG Phor水平電泳儀電極板上，蓋上安全蓋。泡脹和聚焦在20℃下自動(dòng)進(jìn)行，25μA/膠條，總伏小時(shí)約55-60Kvh。

SDS-PAGE ：

1.2.1 平衡：等電聚焦電泳結(jié)束后，用雙蒸水將IPG膠條上的覆蓋液洗掉，水瀝凈，IPG膠條放入試管內(nèi)，支持膜貼管壁，先后在SDS平衡液Ⅰ和平衡液Ⅱ中各平衡15 min。

1.2.2 灌膠：IPG膠條平衡的同時(shí)灌膠，本研究采用常用的分離14-100KDa范圍蛋白的12.5%均一膠，凝膠配方見(jiàn)表。水飽和正丁醇封膠，水平靜置不少于30 min。

轉(zhuǎn)移：膠凝后，水沖凈正丁醇。將平衡好的IPG膠條轉(zhuǎn)移至SDS-PAGE膠上端（膠條兩測(cè)及與PAGE膠接觸面不留氣泡），0.5%的瓊脂糖（40-50℃）封膠。

通過(guò)雙向凝膠電泳分離蛋白、銀染，PD-Quest圖像分析，選擇、切取蛋白點(diǎn)原位酶解得到肽混合物，經(jīng)過(guò)LCQ-MS-MS分析得到肽質(zhì)紋譜，肽序列標(biāo)簽。進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，蛋白質(zhì)鑒定。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

對(duì)所有數(shù)據(jù)均采用SPSS15.0進(jìn)行分析，對(duì)計(jì)數(shù)資料采用卡方檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)設(shè)定為a=0.05，當(dāng)p

2 結(jié)果

2.1通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，觀察組患者的蛋白組分含量較對(duì)照組均較低，其中APOL1差異最明顯，比值為0.34（p

3 討論

原發(fā)性慢性肺動(dòng)脈栓塞是肺動(dòng)脈原位血栓形成或急性肺動(dòng)脈栓塞引起，繼發(fā)性慢性肺動(dòng)脈栓塞是因?yàn)檠ú荒軌蛲耆芙饷撀洹⑸铎o脈血栓形成加之反復(fù)脫落等引起。病理改變表現(xiàn)為肺小血管痙攣、血管內(nèi)膜損傷、彈性纖維增多、血栓機(jī)化等。引起肺動(dòng)脈慢性炎癥繼發(fā)增厚，管腔變窄閉塞，肺動(dòng)脈壓力增高、發(fā)展為慢性肺動(dòng)脈栓塞癥[2]。因?yàn)槠渑R床表現(xiàn)不具備特異性、造成漏診及誤診，肺動(dòng)脈造影可以做出診斷。慢性肺動(dòng)脈栓塞癥因其診斷困難、預(yù)后較差。手術(shù)介入有肺動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫術(shù)，但其治愈率仍較低。因此，認(rèn)識(shí)慢性肺動(dòng)脈栓塞癥的疾病發(fā)生發(fā)展規(guī)律具有重要意義，它可以有效的提高患者生命質(zhì)量。

國(guó)內(nèi)李圣清等[3]首次運(yùn)用蛋白質(zhì)組學(xué)在急性肺動(dòng)脈栓塞大鼠血清未祛除其中的高豐度蛋白，找出差異蛋白點(diǎn)28個(gè)，鑒定出了24個(gè)蛋白，歸納為6大類(lèi)：分別為補(bǔ)體蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白類(lèi)、快速時(shí)相蛋白類(lèi)、脂蛋白類(lèi)、細(xì)胞周期相關(guān)蛋白、血清蛋白酶。這些差異表達(dá)蛋白分子的鑒定為我們尋找肺栓塞的診斷標(biāo)志物提供了線索。

這些差異表達(dá)蛋白分子的鑒定為我們尋找肺栓塞的診斷標(biāo)志物提供了線索。蛋白質(zhì)組學(xué)是一門(mén)新興的學(xué)科，它可以對(duì)蛋白質(zhì)的性質(zhì)特征進(jìn)行鑒別，對(duì)心血管疾病發(fā)生過(guò)程中的差異蛋白進(jìn)行鑒定，成為早期診斷、治療心血管疾病的方法，對(duì)疾病的轉(zhuǎn)歸有著重要影響[3]。本研究尋找慢性肺動(dòng)脈栓塞模型中蛋白質(zhì)組學(xué)差異，對(duì)差異蛋白進(jìn)行分離鑒定，以期找到疾病的特殊標(biāo)記蛋白，得出了APOL1在慢性肺動(dòng)脈栓塞中具有重要作用，以期指導(dǎo)慢性肺栓塞的診斷和臨床治療。

參考文獻(xiàn)

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蛋白質(zhì)組學(xué)范文第5篇

關(guān)鍵詞 楊樹(shù)；高溫脅迫；蛋白質(zhì)組學(xué)；應(yīng)答機(jī)制

中圖分類(lèi)號(hào) S792.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）08-0149-02

Abstract Populus species has always been considered as appropriate tree species for forestation.Heat stress is the major abiotic stress factors affecting Populus plant growth and distribution.The proteomics researches on heat-responsive proteins in Populus species have provided important information for further understanding the regulation mechanism.In this paper，the heat-responsive proteins in Populus species were analyzed integratively.It provided important information for revealing the metabolic pathways in heat-responsive networks.

Key words Populus； heat stress； proteomics； responsive mechanism

楊屬（Populus）植物主要分布于北半球的溫帶和寒帶，少數(shù)分布于熱帶。楊樹(shù)是主要造林樹(shù)種，也為人們提供能源和耗材，如被用于造紙業(yè)、建筑業(yè)以及畜牧業(yè)的飼料等。人們已經(jīng)獲得了楊樹(shù)的全基因組序列，其無(wú)性繁殖系的基因型也較易于鑒定，適合作為林木研究的模式植物[1]。高溫對(duì)楊屬植物生長(zhǎng)、發(fā)育以及分布都有很大影響。高溫脅迫破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性，影響植物體內(nèi)RNA與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，干擾細(xì)胞骨架動(dòng)態(tài)重塑，改變酶促反應(yīng)速率，導(dǎo)致植物體內(nèi)代謝紊亂[2-4]。深入研究楊屬植物應(yīng)答高溫的分子機(jī)制對(duì)于提高其抗逆性和培育耐高溫新品種具有重要意義。近年來(lái)，人們利用蛋白質(zhì)組學(xué)研究策略，已經(jīng)得到了胡楊（Populus euphr-atica Oliv.）葉片、楊樹(shù)（Populus tremula L.× Populus alba L.）葉片和形成層細(xì)胞應(yīng)答高溫過(guò)程的232種蛋白質(zhì)。本文整合分析了楊樹(shù)應(yīng)答高溫脅迫的蛋白質(zhì)豐度變化特征，為深入研究楊屬植物應(yīng)答高溫的調(diào)控機(jī)制提供了線索。

1 光合作用相關(guān)蛋白質(zhì)

Durand等[5]的蛋白質(zhì)組學(xué)研究表明，楊樹(shù)在30 ℃和42 ℃時(shí)葉片中RuBisCO的豐度下調(diào)，當(dāng)溫度恢復(fù)至22 ℃，7 d后這種變化消失。而通常在熱休克處理的植物中光合作用相關(guān)蛋白質(zhì)的豐度增加，這有助于補(bǔ)償它們活性的損失[6]。熱休克處理的楊樹(shù)中，RuBisCO的豐度在42 ℃時(shí)和溫度恢復(fù)至22 ℃后都升高，這與光合速率的升高相一致[5]。這表明植物通過(guò)調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成而非蛋白質(zhì)降解途徑調(diào)控植物應(yīng)對(duì)熱脅迫[7]。

高溫影響光合電子傳遞鏈，其中PS II對(duì)高溫高度敏感，而PS I熱穩(wěn)定性相對(duì)較強(qiáng)。高溫脅迫使PSI的線性電子流受到影響，一部分線性電子流被環(huán)形電子流取代，從而使PSII活性降低[8]。Ferreira等[1]對(duì)42/37 ℃處理3 d的胡楊葉片蛋白質(zhì)組的研究結(jié)果表明，光系統(tǒng)I D亞基（PSI-D）豐度上調(diào)，有助于維持PSI的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。此外，ATP合酶CF1 α亞基豐度上調(diào)。在熱脅迫條件下CF1 α亞基對(duì)ATP合酶的裝配過(guò)程有重要作用，ATP合酶的α亞基含有ATP結(jié)合并穩(wěn)定CF1部分的非催化位點(diǎn)，熱脅迫條件下葉綠體中ATP合酶的α亞基、β亞基、γ亞基相互作用可穩(wěn)定葉綠體CF1部分[9]。

2 碳代謝相關(guān)蛋白質(zhì)

熱脅迫影響碳代謝過(guò)程中關(guān)鍵酶的積累。在30 ℃條件下，楊樹(shù)形成層中糖酵解/糖異生相關(guān)的酶，如果糖二磷酸醛縮酶、磷酸丙糖異構(gòu)酶和甘油醛-3-磷酸脫氫酶的豐度都上升。這些表明楊樹(shù)在熱梯度處理時(shí)，糖類(lèi)利用的增加為代謝調(diào)節(jié)提供所需的能量。此外，形成層中蔗糖合成酶豐度下調(diào)，這與形成層的熱敏感性相關(guān)。

此外，F(xiàn)erreira等[1]的蛋白質(zhì)組學(xué)研究表明，42 ℃處理初期（6 h）的胡楊葉片中轉(zhuǎn)酮醇酶的豐度降低，這表明短期脅迫導(dǎo)致戊糖磷酸途徑中碳通量減少，該酶在戊糖磷酸途徑中參與磷酸糖類(lèi)的合成。42/37 ℃處理30 h后的胡楊葉片中烯醇酶、甘油醛-3-磷酸脫氫酶、二氫硫辛酰胺脫氫酶，以及磷酸甘油酸變位酶的豐度都上調(diào)，這表明高溫脅迫初期糖酵解加快，硫胺素的生物合成增強(qiáng)[10]。胡楊受高溫脅迫54 h后，依賴(lài)NADP的蘋(píng)果酸酶的豐度下調(diào)與高溫脅迫54 h后碳代謝速率降低有關(guān)[1]。

3 其他代謝

高溫條件下，植物體內(nèi)氨基酸合成、脂肪酸合成，以及硫代謝等基礎(chǔ)代謝過(guò)程受到誘導(dǎo)。Ferreira等[1]的研究表明，胡楊應(yīng)答42 ℃高溫過(guò)程中，葉片中酮醇酸還原異構(gòu)酶、生物素羧化酶和ATP硫酸化酶的豐度都上調(diào)。這表明氧化脅迫導(dǎo)致氨基酸與脂肪酸合成增強(qiáng)，有利于清除細(xì)胞中有毒代謝物[5]。

4 脅迫與防御相關(guān)蛋白質(zhì)

梯度高溫條件下，楊樹(shù)葉片中類(lèi)萌發(fā)素蛋白豐度改變，該蛋白催化的反應(yīng)能產(chǎn)生H2O2，從而誘導(dǎo)植物發(fā)生防御反應(yīng)[7，11]。熱休克處理下楊樹(shù)形成層中富含甘氨酸的蛋白質(zhì)與包含有冷休克結(jié)構(gòu)域和核苷酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域的細(xì)胞壁相關(guān)蛋白質(zhì)的豐度上調(diào)[12]，這類(lèi)蛋白質(zhì)受高溫誘導(dǎo)，在維持脅迫誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄物穩(wěn)定性方面有重要的作用[13]。

5 氧化還原相關(guān)蛋白質(zhì)

高溫脅迫條件下，楊樹(shù)通過(guò)調(diào)節(jié)氧化還原相關(guān)蛋白質(zhì)的積累防止氧化脅迫對(duì)其造成的氧化損傷。Durand等研究了楊樹(shù)應(yīng)對(duì)梯度高溫和熱休克時(shí)葉片和形成層中的蛋白質(zhì)變化。梯度高溫處理誘導(dǎo)形成層中醛/酮還原酶和抗氧化蛋白的豐度增加，通過(guò)阻止氧化損傷提高植物的耐熱性[14]。2種脅迫都導(dǎo)致葉片中乙醇酸氧化酶的豐度下調(diào)，利于阻止有毒的乙醇酸積累。此外，F(xiàn)erreira等[1]發(fā)現(xiàn)，胡楊應(yīng)答42/37 ℃高溫脅迫過(guò)程中，硫氧還蛋白h的豐度上調(diào)，利于調(diào)節(jié)高溫脅迫導(dǎo)致的電子傳遞鏈氧化脅迫程度[15]。

6 蛋白質(zhì)代謝相關(guān)蛋白質(zhì)

Ferreira等[1]研究了胡楊應(yīng)答42/37 ℃脅迫時(shí)葉片中蛋白質(zhì)的變化，伴侶蛋白10與伴侶蛋白60β亞基的豐度上調(diào)。在高等植物中伴侶蛋白10協(xié)助伴侶蛋白60參與RuBisCO的折疊/裝配，伴侶蛋白60β亞基的主要功能與其他一些防御蛋白的功能相似，幫助蛋白質(zhì)折疊，防止發(fā)生錯(cuò)誤折疊。此外，Durand等[5]的研究表明，熱激脅處理?xiàng)l件下楊樹(shù)葉片中伴侶蛋白GroES的豐度增加，而梯度高溫條件下與蛋白質(zhì)折疊相關(guān)的新生多肽的α亞基的豐度持續(xù)降低。

7 轉(zhuǎn)錄/翻譯相關(guān)蛋白質(zhì)

Ferreira等[1]研究表明，胡楊葉片中ATP合酶ε亞基、富含甘氨酸的RNA結(jié)合蛋白質(zhì)，以及50S核糖體L12-1蛋白質(zhì)的豐度在42 ℃脅迫初期下調(diào)。富含甘氨酸的RNA結(jié)合蛋白質(zhì)在脅迫條件下結(jié)合RNA，以保護(hù)蛋白分子。50S核糖體L12-1蛋白質(zhì)是蛋白合成相關(guān)因子的結(jié)合位點(diǎn)，對(duì)于能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的蛋白質(zhì)翻譯有重要作用[16]。

8 結(jié)論

定量蛋白質(zhì)組學(xué)研究結(jié)果揭示了楊屬植物應(yīng)答高溫脅迫的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制，主要包括：①調(diào)節(jié)碳與能量代謝相關(guān)酶的豐度從而調(diào)整能量代謝水平；②調(diào)節(jié)氨基酸合成、硫代謝等從而調(diào)控植物基礎(chǔ)代謝狀態(tài)；③提高抗氧化酶系統(tǒng)相關(guān)酶的豐度從而維持體內(nèi)ROS平衡；④光合作用相關(guān)蛋白質(zhì)豐度變化，維持光合機(jī)器結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定；⑤分子伴侶類(lèi)蛋白質(zhì)的豐度上升，有助于蛋白質(zhì)正確折疊。這些結(jié)果為進(jìn)一步研究楊屬植物應(yīng)對(duì)高溫脅迫的分子網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制提供了有價(jià)值的信息。

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