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In-depth urine and serum proteome maps immune responses associated with the COVID-19 disease 深度尿液和血清蛋白质组与新冠的免疫谱图
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蛋白质是生物体内执行生命活动的基本单元,通过与其他分子的结合和解离参与细胞生命活动的每一项进程。针对配体分子与蛋白之间相互作用的研究促进了新药开发、生物标志物发现,有助于我们更深入地理解疾病相关分子机制、细胞信号转导等与人类健康息息相关的生物学问题。多数情况下,药物分子通过与其直接靶蛋白发生特异性结合,调节靶蛋白的结构性质、影响直接结合蛋白和下游蛋白的生物功能,从而起到治疗效果。近年来,基于质谱的蛋白质组学技术飞速发展,推动了配体-蛋白相互作用研究的发展。
目前,包括亲和色谱法和基于活性的蛋白质组分析(ABPP)等的化学蛋白质组学技术是高通量药物靶点筛选的有力工具,但因其需要额外地对小分子药物进行化学衍生,随之亦带来了一系列的问题。因此,发展无需对药物分子进行化学改造的药靶筛选方法是非常有必要的。在过去近20年中,蛋白质组学家联合生物学家发展了一系列药物免修饰(Modification-free)的药物靶蛋白分析方法,可以通过直接测量药物结合后蛋白质性质的特定变化来鉴定药物靶蛋白,如测量蛋白的热稳定性和蛋白酶解敏感性变化。这些蛋白质性质的改变是由于药物结合后,靶蛋白能量状态、蛋白折叠结构等生物物理性质发生了改变。而本实验室使用基于微球辅助的蛋白沉淀策略,发展了一系列的基于质谱的高通量药物靶蛋白筛选方法,对微量生物样品的兼容性好,无需化学改造药物小分子结构,可实现无偏好性的药物靶点筛选,并研究药物在生物体内的作用机制。我们发展的微球辅助的热致沉淀蛋白质组方法(MAPS),从低至20 μg起始蛋白量的微量样品分析中,可鉴定到多种临床药物和模型药物(包括甲氨蝶呤,雷替曲塞,环孢菌素A,SHP099)的靶蛋白。在泛激酶抑制剂星孢菌素模型中,从超过6000个蛋白的定量结果中,筛选到了40个有潜力的候选靶蛋白,其中有32个蛋白为已知的蛋白激酶。我们发展的另一种基于机械力诱导蛋白沉淀的方法,利用机械力诱导蛋白变性沉淀并聚集到微球表面,从而实现靶蛋白筛选。使用该方法结合DIA定量技术,我们分别从K562和Hela细胞系的4159和3837个背景蛋白中筛选到了42和38个星孢菌素潜在靶蛋白。在雷替曲塞的靶蛋白研究中,我们所发展的基于机械力诱导沉淀的方法是首个检测到二氢叶酸还原酶(DHFR)也是雷替曲塞的直接靶蛋白的非化学修饰药靶筛选方法。
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作为氧化还原信号转导过程中的重要组成部分, 巯基是蛋白质残基中最具反应性的基团, 在反应活性氧的作用下,可以被氧化为二硫键、次磺酸、亚磺酸以及磺酸等多种形态。有了氧化系统,生物体内也有一套还原系统来逆转氧化反应。因此,巯基的氧化-还原能够可逆地调节蛋白质的功能, 进而实现对诸多生命活动的调控。在生理条件下, 半胱氨酸氧化还原维持着动态平衡, 而平衡失调则与许多病理过程存在密切关联。然而由于巯基的氧还状态存在高度不稳定和高度动态等特点,长期以来缺乏针对蛋白质巯基不同氧还状态高效的检测手段。近年来,我们针对蛋白质半胱氨酸残基的三种主要氧还形态,发展了高选择性的生物正交化学探针,并结合探针标记肽段富集技术,建立了分析半胱氨酸氧化还原状态的化学蛋白质组平台:(1)实现了针对反应性巯基、次磺酸、亚磺酸的系统定位和定量;(2)筛选出一系列模式生物关键生理过程中的功能性氧化还原修饰位点;(3)描绘了亚磺酸还原酶的底物谱。
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Community-building: Plasma Lipidomics and Beyond 搭建研究群体:血浆脂质组学
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Top-down Proteomics and Metabolomics for Precision Medicine 精准医学中的Topdown蛋白组学和代谢组学研究
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On-tissue Spatially Resolved Multiomics Analyses Enabled by MALDI MS Imaging Coupled with In-situ Chemical Reactions MALDI质谱成像辅助原位化学反应实现空间分辨的组织原位多组学分析
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Single cell proteomics in neurons 单神经元蛋白组学
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Multidimensional Characteristics for Highly Confident Measurements and Scientists基于多维特征分析实现高可信度质谱检测
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无论是提高有效性和可靠性、降低制造成本,还是提供面向未来的高度个性化装置,医疗器械行业都需要借助生物医用材料的科学研究提供适合预期用途同时满足法规和性能要求的产品。为帮助制造商达到更健全的合规性水平,国际监管机构更在持续更新法规。从欧盟的MDR、到更新的ISO 10993-18:2020以及正在修订中的GB/T 16886.18,生物医用材料的可浸提物和可沥滤物(E&L)研究正变得越来越重要。本报告将会向大家介绍一种被广泛采用的通过可以同时搭配GC和LC的双系统高分辨质谱,以及利用基于科学数据库且具有法规依从性的工作流信息化软件实现高效、科学和法规依从的E&L研究工具和案例。