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蛋白质组学/新兴和杂项蛋白质组学技术

来自维基教科书,为开放世界提供开放书籍


介绍

Protein Separations - Centrifugation
蛋白质分离 - 离心
新兴和杂项蛋白质组学技术
Protein Identification - Mass Spectrometry
蛋白质识别 - 质谱
List of Topics
主题列表
 
Protein Identification - Mass Spectrometry
蛋白质识别 - 质谱

 

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引言


蛋白质组学中的新兴和杂项技术

本书的这一部分将讨论新开发的蛋白质组学技术。目前不适合本书任何其他部分的技术也可以添加到此页面。随着其他地方添加了讨论这些技术在更大蛋白质组学问题中的背景的章节或部分,此页面上的信息将被移动到那些页面。

X射线断层扫描

X射线断层扫描的描述和讨论。

X射线显微镜的一个新分支正在蛋白质组学分析中使用。这被称为 X射线断层扫描。这种方法使用投影图像来计算和重建 3D 物体。这项技术正在蛋白质组学中用于确定标记蛋白质或细胞内大型复合物的定位。该技术也可以与来自基于光的显微镜的细胞图像结合使用,以帮助识别蛋白质的定位以及该定位如何影响其功能和识别。

蛋白质信息学简介

蛋白质信息学是在蛋白质识别和蛋白质组学领域中单独使用生物信息学和计算生物学技术。蛋白质信息学目前还处于起步阶段,最大的工作集中在标准化数据库和数据提交。其他蛋白质信息学工作正在进行对 2D 凝胶和其他蛋白质组学图像的图像分析,以帮助识别和注释蛋白质组中的蛋白质。

蛋白质识别数据库

什么是蛋白质识别数据库?

蛋白质识别数据库,如洛克菲勒大学的 ProFound 和 UCSF 质谱设施的 Protein Prospector,用于帮助识别通过质谱等蛋白质组学技术发现的蛋白质。将蛋白质消化成肽片段,使每种蛋白质以不同的方式断裂,从而产生独特的肽指纹,可用于识别蛋白质。这些片段的质量以及分子量和等电点存储在许多这些数据库中。此数据可用于执行高通量蛋白质识别。

蛋白质识别数据库的未来

为了继续推进绘制人类蛋白质组的任务,需要建立整合转录组和蛋白质组数据的国际数据库。人类蛋白质组组织目前正在努力为当前用于识别和注释蛋白质的多种蛋白质组学技术建立一个明确的数据提交和注释标准。

图像分析的新技术

根据图像分析维基百科页面,“图像分析是从图像中提取有意义的信息”。在蛋白质组学方面,图像分析可用于比较使用蛋白质组学技术生成的图像,例如 2D-PAGE 凝胶图像。正在开发新的程序来帮助优化和自动化定位两个凝胶图像之间的蛋白质点,以识别 2D-PAGE 凝胶之间的差异。其他程序可用于帮助清理和去除这些图像之间的可变性。

激光捕获显微切割

激光捕获显微切割图

激光捕获显微切割或 LCM 是一种从组织中分离和去除不同种群的过程。这将有助于比较生物体中病变组织与正常组织。

在 LCM 中,红外激光束会熔化热敏聚合物薄膜,从而捕获特定的一组细胞。然后提取这种聚合物薄膜并将其转移到试管中,在试管中使用提取缓冲液去除细胞组,以便进行更高级的蛋白质组学分析,例如 2D-PAGE、离子色谱法等。随着对分析少量组织具有更高灵敏度的系统的开发和实现,这项技术将变得更加有用。

利用沉降进行蛋白质复合物检测

TAP 标记等方法需要添加融合蛋白,这会干扰原本会发生的蛋白质相互作用。许多时候,表达这些标记蛋白需要大量的工作,因此该技术用于在使用更费力的方法分离和识别目标蛋白质复合物之前,尽早提供证据表明检测到稳定的蛋白质复合物。在 MS 和 2D 凝胶过程中也会出现问题,因为无法确定凝胶点的一部分是否是所需的蛋白质,因为多个蛋白质可能作为复合物一起移动到该点。

这就是利用沉降进行蛋白质复合物检测 (ProCoDeS) 的应用之处。ProCoDeS 是一种用于高通量识别存在于稳定复合物中的可溶性蛋白和膜蛋白的技术。通过蛋白质复合物在梯度中的沉降来估计蛋白质复合物的相对大小。在这种情况下,使用速率区带梯度或 RZG 来更好地估计蛋白质复合物的相对大小。可以使用经典技术(如蛋白质印迹)或更新的技术(如 ICAT)检测蛋白质在该沉降中的分布。这可以针对大量蛋白质完成。因此,ProCoDeS 可用于识别稳定的蛋白质复合物。ProCoDeS 特别适合对未经提纯的细胞材料进行筛选,以帮助寻找无法发现的新蛋白质,因为它们存在于蛋白质复合物中,例如存在于蛋白质膜中的蛋白质。


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参考文献

  1. Hartman, N. T. 等人。“利用沉降进行蛋白质复合物检测” 分析化学,79,5,2078 - 2083,2007 年。
  2. NCT 蛋白质组学组 “新兴技术” 国家环境健康科学研究所
  3. NCT 蛋白质组学组 “蛋白质信息学” 国家环境健康科学研究所
  4. "维基百科:图像分析
  5. "维基百科:蛋白质组学
  6. "维基百科:X射线断层扫描
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