双缩脲试剂检测蛋白质原理

p style="TEXT-ALIGN: center"img title="1.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201709/noimg/25452d8d-5c44-49d3-96f1-7743a7eb2248.jpg"//pp　　日前，江苏科技大学蚕业研究所马琳博士的光诱导的自组装机理在传感器阵列中的应用研究取得了重要进展。该研究利用光诱导的碲化镉(CdTe)量子点的自组装现象，同时完成了10种蛋白质的可视化识别区分。相关研究成果以封面论文形式发表在英国皇家化学学会期刊《材料化学杂志B》上。/pp　　研究人员以两种不同发射波长的碲化镉量子点为传感单元，基于光引发的自组装原理，构建了多通道荧光传感器阵列，根据碲化镉量子点荧光颜色及强度的变化，实现了10种不同种类蛋白质的同步可视化区分检测。该传感器阵列构建简单，不需要昂贵的专业仪器或技术人员，在一台单一激发波长的紫外灯辅助下，即可肉眼完成蛋白质的识别检测，省时，省钱，提高工效，非常适用于经济欠发达地区。/pp　　该传感器同样可以识别变性后的10种蛋白质与人尿液中的8种蛋白质，证明其在大分子空间构象识别及医学临床检测中具有一定应用前景。此外，这项研发成果还可以实现多种生化物质的同步快速检测，可以运用到糖类、金属离子等的检测中。/pp/p

pspan style="font-family:楷体, 楷体_GB2312, SimKai"氮/蛋白质检测是化学实验室最繁琐的检测项之一。在食品、肥料、土壤、谷物、化工等诸多行业，氮元素的检测工作日益增多，人工成本也在上涨。为此，中国首款自动化程度高、效率更快的杜马斯定氮仪“应势而生”。海能D100杜马斯定氮仪将样品检测时间从2小时缩短至3分钟！/span/pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(247, 150, 70) "更多介绍请查看视频/span/ppbr//pscript src="https://p.bokecc.com/player?vid=A0E875594A7FC5CF9C33DC5901307461&siteid=D9180EE599D5BD46&autoStart=false&width=600&height=490&playerid=2BE2CA2D6C183770&playertype=1" type="text/javascript"/scriptpspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(247, 150, 70) "br//span/ppbr//ppspan style="font-family: 微软雅黑, " microsoft=""海能D100定氮仪是基于杜马斯燃烧法研制开发的一款快速高效、精确、低成本、无污染的氮/蛋白质含量的测定仪器。其原理是将样品在900℃~1200℃高温下燃烧，燃烧过程中产生NOx、COx、Hspan style="font-size: 11px "2/spanO以及HX等气体，其中的干扰成分COx、Hspan style="font-size: 12px "2/spanO以及HX被吸收剂所吸收，剩余的氮氧化物被还原剂全部还原成分子氮，随后分子氮的含量被热导检测器检测 。/span/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(247, 150, 70) "是优势，更是用户所需!/span/strong/pp　　1、快速/pp　　无需复杂的样品前处理，单个样品测试时间仅需3-4分钟即可得出分析结果。/pp　　2、准确/pp　　高灵敏度的TCD检测器，能够直接快速的分析样品中所有形式的氮，氮元素被完全检测，测试结果更精准 。/pp　　3、自动/pp　　内置120位自动进样器，实现高通量连续自动进样，整个过程无需人为干预，大大降低了整个实验的人工成本，同时测定效率比传统方法提高数倍。/pp　　4、环保/pp　　无需添加腐蚀性化学试剂，无废液、无有害气体排放。/pp style="text-align: center "strongspan style="color: rgb(247, 150, 70) "应用是最终目的!/span/strong/pp　　杜马斯定氮仪广泛应用在食品、药品、谷物、乳制品、肥料、车用尿素、饲料、植物、烟草等相关产品和有机物中氮/蛋白质的测量领域。同时拥有方法上的诸多优势，未来使用杜马斯方法测定样品中的含氮量会得到更广泛的应用。/p

测定蛋白质浓度的方法有很多，科研工作者广泛使用的方法比如紫外吸收法，双缩脲法，BCA方法，Lowry法，考马斯亮蓝法，凯氏定氮法等等 ，今天小编以UV法，BCA法，考马斯亮蓝法，其中的三种方法的测定蛋白质浓度的原理、优缺点、操作以及注意事项做详细介绍。UV法这种方法是在280nm波长，直接测试蛋白。选择Warburg 公式，光度计可以直接显示出样品的浓度，或者是选择相应的换算方法，将吸光值转换为样品浓度。蛋白质测定过程非常简单，先测试空白液，然后直接测试蛋白 质。从而显得结果很不稳定。蛋白质直接定量方法，适合测试较纯净、成分相对单一的蛋白质。紫外直接定量法相对于比色法来说，速度快，操作简单；但是容易受 到平行物质的干扰，如DNA的干扰；另外敏感度低，要求蛋白的浓度较高。（1）简易经验公式 蛋白质浓度(mg/ml) = [1.45*OD280-0.74*OD260 ] * Dilution factor（2）精确计算 通过计算OD280/OD260的比值，然后查表得到校正因子F，再通过如下公式计算最终结果：蛋白质浓度(mg/ml) = F *(1/d) *OD 280 * D，其中d为测定OD值比色杯的厚度，D为溶液的稀释倍数BCA法原理：BCA（bicinchonininc acid）与二价铜离子的硫酸铜等其他试剂组成的试剂混合一起即成为苹果绿，即 BCA 工作试剂。在碱性条件下，BCA 与蛋白质结合时，蛋白质将 Cu2+ 还原为 Cu+，工作试剂由原来的苹果绿色变为紫色复合物。562 nm 下其光吸收强度与蛋白质浓度成正比。BCA 蛋白浓度测定试剂盒，Abbkine的蛋白质定量试剂盒（BCA法）提供一个简单，快捷，兼容去污剂的方法，准确定量总蛋白。成分试剂 A100 mL试剂 B2 mL标准蛋白（BSA）1 mL×2，1 mg/mL保存条件 运输温度：室温（标准蛋白 4～8 ℃ 运输）保存温度：室温（标准蛋白 -20 ℃ 保存）有效日期：12 个月使用方法方法一：96 孔板1. 配制 BCA 工作液：根据标准品和样品数量，按 50 体积试剂 A，1 体积试剂 B 配制适量 BCA 工作液。充分混匀。2. 将蛋白标准品按 0 μL，1 μL，2 μL，4 μL，6 μL，8 μL，10 μL 加入 96 孔板的蛋白标准品孔中。加灭菌双蒸水补足到 10 μL。取 10 μL 待测样品加入 96 孔板的待测样品孔中。每个测定要做 2～3 个平行。3. 向待测样品孔和蛋白标准品孔中各加入 200 μL BCA 工作液（即样品与工作液的体积比为 1:20），混匀。4. 37 ℃ 温浴 30 min。冷却至室温。5. 酶标仪 562 nm 波长下测定吸光度。6. 制作标准曲线。从标准曲线中求出样品浓度。方法二：试管法1. 配制工作液：根据标准品和样品数量，按 50 体积试剂 A，1 体积试剂 B 配制适量 BCA 工作液，充分混匀。工作液配制的量要与测定所用的比色杯对应。每个测定要做 2～3 个平行。本处列举的比色体系所用的是 0.5 mL 的比色杯。如比色杯规格不同，体系需要放大到实验将采用的比色杯准确读数所需要的体积。2. BSA 标准品和样品的准备：样品用水或其它不干扰显色反应的缓冲液配制，使待测定的浓度位于标准曲线的线性部分。每个反应准备 3 个平行测定。标准曲线一般 5~6 个点即可。根据样品的估测浓度确定各点的具体浓度。稀释 BSA 时可以用水或与样品一致的溶液。如待测样品的浓度约为 200 μg/mL，可按下表的次序加入 BSA 标准品、样品及 BCA 工作液。3. 取适量体积的标准蛋白，以蛋白液：工作液=1:20 的比例混匀。37 ℃ 温浴 30 min。冷却至室温。4. 将样品与标准品在 562 nm 波长下测定吸光度。考马斯亮蓝法实验原理：考马斯亮蓝 (Coomassie Brilliant Blue) 法测定蛋白质浓度，是利用蛋白质―染料结合的原理，定量测定微量蛋白浓度快速、灵敏的方法。这种蛋白质测定法具有超过其他几种方法的突出优点，因而正在得到广泛的应用。目前，这一方法是也灵敏度最高的蛋白质测定法之一。考马斯亮蓝 G-250 染料，在酸性溶液中与蛋白质结合，使染料的最大吸收峰 (lmax) 的位置，由 465 nm 变为 595 nm，溶液的颜色也由棕黑色变为蓝色。通过测定 595 nm 处光吸收的增加量可知与其结合蛋白质的量。研究发现，染料主要是与蛋白质中的碱性氨基酸 (特别是精氨酸) 和芳香族氨基酸残基相结合。突出优点（1）灵敏度高，据估计比 Lowry 法约高四倍，其最di蛋白质检测量可达 1 mg。这是因为蛋白质与染料结合后产生的颜色变化很大，蛋白质-染料复合物有更高的消光系数，因而光吸收值随蛋白质浓度的变化比 Lowry 法要大的多。（2）测定快速、简便，只需加一种试剂。完成一个样品的测定，只需要 5 分钟左右。由于染料与蛋白质结合的过程，大约只要 2 分钟即可完成，其颜色可以在 1 小时内保持稳定，且在 5 分钟至 20 分钟之间，颜色的稳定性最好。因而完全不用像 Lowry 法那样费时和需要严格地控制时间。（3）干扰物质少。如干扰 Lowry 法的 K+、Na+、Mg2+ 离子、Tris 缓冲液、糖和蔗糖、甘油、巯基乙醇、EDTA 等均不干扰此测定法。缺点（1）由于各种蛋白质中的精氨酸和芳香族氨基酸的含量不同，因此考马斯亮蓝染色法用于不同蛋白质测定时有较大的偏差，在制作标准曲线时通常选用 g-球蛋白为标准蛋白质，以减少这方面的偏差。（2）仍有一些物质干扰此法的测定，主要的干扰物质有：去污剂、 Triton X-100、十二烷基硫酸钠 (SDS) 等。试剂与器材1、试剂 考马斯亮蓝试剂：考马斯亮蓝 G-250 100 mg 溶于 50 mL 95% 乙醇中，加入 100 mL 85% 磷酸，用蒸馏水稀释至 1000 mL。2、标准和待测蛋白质溶液（1）标准蛋白质溶液结晶牛血清蛋白，预先经微量凯氏定氮法测定蛋白氮含量，根据其纯度用 0.15 mol/L NaCl 配制成 1 mg/mL 蛋白溶液。（2）待测蛋白质溶液。 人血清，使用前用 0.15 mol/L NaCl 稀释 200 倍。3、器材 试管 1.5×15 cm（×6），试管架，移液管管 0.5 mL（×2） 1 mL（×2） 5 mL（×1）；恒温水浴；分光光度计。操作方法 一、制作标准曲线 取 7 支试管，按下表平行操作。摇匀，1 h 内以 0 号管为空白对照，在 595 nm 处比色。绘制标准曲线：以 A595 nm 为纵坐标，标准蛋白含量为横坐标，在坐标纸上绘制标准曲线。二、未知样品蛋白质浓度测定 测定方法同上，取合适的未知样品体积，使其测定值在标准曲线的直线范围内。根据所测定的 A595 nm 值，在标准曲线上查出其相当于标准蛋白的量，从而计算出未知样品的蛋白质浓度（mg/mL）。注意事项（1）在试剂加入后的 5-20 min 内测定光吸收，因为在这段时间内颜色是最we定的。（2）测定中，蛋白-染料复合物会有少部分吸附于比色杯壁上，测定完后可用乙醇将蓝色的比色杯洗干净。（3）利用考马斯亮蓝法分析蛋白必须要掌握好分光光度计的正确使用，重复测定吸光度时，比色杯一定要冲洗干净，制作蛋白标准曲线的时候，蛋白标准品最好是从低浓度到高浓度测定，防止误差。

原创 飞飞 赛默飞色谱与质谱中国关注我们，更多干货和惊喜好礼生物标志物是与机体生理及病理状态相关的可监测到变化的生化指标，蛋白质组学是精准医学中生物标志物研究至关重要的一环，其最终目的也是为了指导临床，服务精准医学。尿液可以被连续、大量、重复收集并便捷、稳定地保存，且组分相对简单，易于分析，是理想的标志物研究样本。我们邀请了20余年来一直从事尿液蛋白质组学研究、北京师范大学生命科学学院的高友鹤教授，他分享了课题组应用尿液蛋白质组学技术进行的相关研究及重要成果、尿蛋白质组面临的机遇与挑战。北京师范大学生命科学学院 高友鹤教授尿液生物标志物 实现更早诊断✦ ✦ ✦ ✦ 尿液可以更早期、更敏感地发现生理病理的线索。近年来，高友鹤教授团队不断拓展尿蛋白质组在医学上的应用边界，从最开始的大器官、弥漫的病变，到更小的、更不容易被发现的疾病研究。甚至一些需要越过很多屏障的生理病理研究，如血脑屏障、胎盘屏障等。结果都很令人兴奋。甚至正常人的生理变化都能反映出来，比如说有没有运动，有没有打疫苗等等。假如疾病发现得早，医学工作者就有更多的机会能够阻止疾病的发展，或者让病程发展减慢，或者减少并发症等。在医学上，早期诊断至关重要，甚至比治疗更重要。尿液样本保存新方法✦ ✦ ✦ ✦ 尿液组成简单，细胞较少，尿里蛋白足够多而且都是水溶性的。因此从技术上来说，尿液检测比血液检测更简单。尿液研究的难点在于样本保存。高友鹤教授指出，尿液里占大量体积的其实是无效的水分，所以只需去除水分，富集包含信息量的“干货”即可。//团队使用特殊的膜来吸附有效成分，滤除水分并吹干膜，再用真空袋密封。这种保存方法隔绝了氧气和水分，可使尿液样本保存得更好，成本更低。这项规范化的尿液样本方法为尿液标志物的研究奠定了基础。尿液蛋白质与中药整体化研究✦ ✦ ✦ ✦ 高友鹤教授团队也开展了中药的相关研究，以往大多数中药研究思路都是将单个中药材分离纯化，再寻找其中的有效成分，然后再开展药效研究。这种研究方式对中医的一些理论可能受到影响，无法反映中药成分之间的协同作用和互相抵消作用。利用尿液蛋白质组，可开展研究中药的整体研究效果。团队最近开展了相关探索，用中成药饲喂动物后，观察其尿液蛋白质组的整体变化。这是一个很好的整体化研究中药的方式。与赛默飞的不解之缘✦ ✦ ✦ ✦ 超高分辨液相色谱-质谱联用仪是尿液蛋白质组学研究的主要分析平台。高友鹤教授说：“我从美国回来的时候了解到，赛默飞的质谱仪更适合做蛋白质组，所以我们开始尝试买了最早的版本LCQ。从那时起，我们实验室从最早的LCQ、LTQ、到现在的Orbitrap Fusion Lumos三合一质谱，基本上都是用的赛默飞的系列质谱仪。”赛默飞质谱仪“质谱仪是一类高端的精密分析仪器，因此很多单位都有专人负责，而我们实验室至今从未有过专人负责。”高友鹤教授表示，“这意味着仪器的大部分使用者是我们的研究生，并没有专门的仪器维护经验。在这种情况下，赛默飞的质谱仪能够陪伴我们到现在还能持续工作，这说明赛默飞的仪器非常皮实稳定。”“希望未来的质谱仪器能更好用，像傻瓜相机一样简单易用，最理想的是，仪器公司能够做更多的配套设备，比如在临床检测中，尿液能通过自动化处理得出蛋白质组数据，把分析出的临床相关信息反馈给医生，描述出病人的病理及生理学状态。”尿液检测应得到更多重视✦ ✦ ✦ ✦ 从疾病到健康的转变，实际上就是从相对晚期到相对早期的转变。在这个转变的过程中，尿液能起到的作用，超过了其他的体液，应该受到更多的重视。希望现阶段的研究能够更多更快地应用到临床领域，造福人类。同时，希望能够产学研多方合作，实现低成本、自动化等满足临床的分析需求的标准流程。人物简介1990年，高友鹤获中国协和医科大学医学博士（MD），后赴美获美国康涅狄格大学生物医学博士，并在美国哈佛医学院工作；2001年起获聘中国医学科学院特聘教授，任基础医学研究所病理生理学系教授。2014年12月获聘北京师范大学生命科学学院教授。曾获全国优秀博士论文指导教师，国家杰出青年基金，新世纪百千万人才国家级人选。现任《Urine》杂志创始主编，中国生化分子生物学会蛋白质组学分会理事等。如需合作转载本文，请文末留言。

后基因组时代蛋白质组闪亮登场中国计量院高通量蛋白质检测技术研究取得重大突破　　“高通量蛋白质分离检测关键技术研究取得的突破给我们很大鼓舞，但这只是我们大规模系统集成研究的一部分，我们正在着力于系统后续的研究。相信，在不久的将来，这套集成系统将为蛋白质组的分析提供一个完整规范的平台。”谈起不久前通过项目鉴定的《高通量蛋白质分离检测关键技术研究》和取得的成果，中国计量科学研究院生物、能源与环境研究所科学仪器研究室主任刘新志显得踌躇满志。　　随着全球性的国际人类基因组计划的初步完成，一个以蛋白质和基因调节为研究重点的后基因组时代已经拉开序幕。蛋白质是生理功能的执行者，是生命现象的直接体现者，对蛋白质结构和功能的研究将直接阐明生命在生理或病理条件下的变化机制。伴随人类基因组研究而发展的蛋白质组学则是研究细胞内各种蛋白质的组成及其活动规律的一门新兴学科。后基因组时代，蛋白质组将成为重点研究方向之一，并将有力推动生物产业的持续性高速发展。　　“蛋白质组研究是一门极为年轻的科学，从诞生到蓬勃发展也不过七八年历史，我国的研究时间也只有六年而已。但其发展速度非常迅猛，应用范围也非常广泛。”刘新志说。　　蛋白质组研究对生命科学、化学分析、食品安全、人类健康等诸多领域都有着重要意义。例如，几乎所有的药物都是通过蛋白质发挥作用，蛋白质组学在药学研究中的应用不仅可直接产生新的药物，更重要的是可减少对新药开发研制的盲目性，大大加速和简化新药研制的过程 通过对疾病不同阶段蛋白质组的研究，还可帮助诊断和防治疾病。目前，蛋白质组学已成功用于肿瘤、糖尿病、艾滋病、关节炎等多种疾病的诊断和治疗。　　“蛋白质组研究的核心技术分为两个部分：蛋白质分离技术和蛋白质鉴定技术。实验数据表明，现阶段依赖质谱分析的蛋白质鉴定技术的发展水平远高于蛋白质分离技术的发展水平。但对大分子、复合物、细胞的分离纯化是进行更详尽的生物鉴定和工程化应用所必需的重要步骤，如果不能快速有效地进行蛋白质分离，后续的鉴定也无法进行。所以，蛋白质组研究的瓶颈来自于蛋白质分离技术的限制。”刘新志打了一个比喻：“蛋白质鉴定技术好比一条宽敞的高速路，但通往这条高速路的必经路——蛋白质分离技术就好比一条小胡同，这条小胡同严重影响了车辆的快速通行。”　　据介绍，目前蛋白质分离技术主要有两种——双向电泳技术和高效液相色谱技术。“这两种传统技术与生俱来的缺点是很难分解出难溶性蛋白，而且不能分解出不溶性蛋白。要打通这条小胡同，就必须找到一种新的方法、研制一种新的装置，能够有效地分离出难溶性蛋白和不溶性蛋白，并且要实现高通量快速分离。”刘新志介绍。　　由中国计量科学研究院完成的《高通量蛋白质检测关键技术的研究》课题在解决蛋白质的快速分离技术方面取得了重大突破。研究建立了以反向加样连续自由流电泳(FFE)分离方法为核心的高通量蛋白质分离检测技术中最为关键的高稳定度自由流电泳(HSFFE)装置。“该装置最显著的特点就是解决了两种传统的分离技术所不能解决的问题——从蛋白混合物中有效地分离出可溶性蛋白、难溶性蛋白、不溶性蛋白，实现了对这三种蛋白的完全分离 其次，装置的通量高，速度快，能够满足蛋白质快速分离鉴定的需要。”刘新志说。　　专家认为，该装置是我国第一台自主研发的实用大型地基液相制备电泳装置，主要指标已经达到国际同类装置的技术水平。同时，该课题的实施具有技术上的前瞻性和集成创新性，对蛋白质组学研究提供了关键的技术支撑。具有自主知识产权的这项成果降低了我国在同类仪器设备上对国外技术的依存度，具有较高的实际应用价值。该装置不仅可以为我国的蛋白质组基础研究提供技术支撑，还可以广泛应用于生物产业的生产环节，如生物制药。同时，还能应用于医学临床，如疾病预防和临床监测。正如一位资深的生物学家所说：“其应用范围几乎可以遍及生物学、生物化学和细胞学的各个领域。”　　“虽然这套装置本身已经可以作为独立的产品应用于相关领域，但这并不是我们的最终目的。我们的目标是实现以该装置为核心的高通量完整蛋白质分离、酶解消化、肽段分离和质谱鉴定接口的大规模系统集成，以保证蛋白质组的分析可以在一个连续自控的系统中规范化完成。到时候，我们的装置将发挥更大的作用。”刘新志信心十足。

干血斑（Dried Blood Spot, DBS）是一种微量血液采集、干燥和储存的生物采样技术。该技术由Robert Guthrie于1963年首次应用于新生儿苯丙酮尿症（PKU）筛查[1]。相比于临床检验中常用的液态血液基质，干血斑技术具有采血量少、操作简便、一般不需冷冻或冷藏、储存和运输成本低等优点，已应用于新生儿疾病筛查、流行病学样本分析、药物研发等领域。将干血斑应用于蛋白质研究，拓宽了蛋白质分析研究的生物样本采集形式，具有很好的临床研究和实际应用价值。本文重点讨论两种常见干血斑蛋白质分析技术及应用。1. 基于干血斑的蛋白分析技术1.1 酶联免疫吸附分析法原理：酶联免疫吸附分析法（ELISA）是指将可溶性的抗原或抗体结合到聚苯乙烯等固相载体上，利用抗原抗体特异性结合，进行免疫反应的定性和定量分析，具有灵敏、特异、及易于自动化操作等特点。根据免疫识别和信号输出方式的不同，ELISA可以分为双抗体夹心法、直接免疫竞争法和非直接免疫竞争法等。实验材料及分析仪器：研究人员可通过购买固相载体、抗体或抗原进行包被制备ELISA试剂盒或购买市售试剂盒。酶联免疫吸附测定试剂盒已成为实验中不可缺少的工具，目前国内外Elisa试剂盒生产厂家很多，如上海酶联生物、Abcam、BioVision等，科研人员可根据研究需求选择高质量的试剂盒品牌，以提升分析效率及结果有效性。干血斑处理：以干血斑HIV分析为例：用HIV阴性混合血液样本对阳性混合血液样本进行梯度稀释后，以固定体积点样至干血斑收集卡，室温下干燥。采用干血斑打孔设备获得一定直径的干血斑样片，用300 μL PBST（0.05% Tween20）室温静置洗脱，洗脱液经酶标仪测定样本吸光度值（OD值）。分析和结果处理：以标准曲线样品的浓度为横坐标，以测得的OD值为纵坐标，根据不同类型ELISA本身的特点拟合标准曲线（如竞争法和夹心法可以采用四参数拟合回归方程），选择R值大于0.99的拟合方式，并根据标准曲线计算样品浓度。分析仪器：酶标仪（MicroplateReader）即酶联免疫检测仪，是对酶联免疫检测（EIA）实验结果进行读取和分析的专业仪器。酶标仪可分为普通酶标仪和多功能酶标仪，普通酶标仪的主要功能一是充当分光光度计的角色，二是基于免疫反应的ELISA分析，价格相对较低；多功能酶标仪可实现吸光度、荧光强度、时间分辨荧光、荧光偏振和化学发光等多种检测模式拓展，满足生化分析、免疫检测、细胞研究、药物筛选和机制探索等众多领域检测需要。目前酶标仪市场常用的仪器品牌进口的有：伯腾、帝肯、美谷分子、珀金埃尔默和赛默飞等；国产的有：安图生物、奥盛和闪谱等。1.2 基于质谱技术的蛋白质分析技术基于质谱（Mass Spectrometry, MS）技术的蛋白质分析方法具有高通量、自动化程度高、分离能力强等特点，已逐渐成为蛋白质分析和鉴定的重要技术。原理：蛋白酶将样本中的蛋白质消化成肽段混合物，可采用鸟枪法（Shotgun）对蛋白组进行全谱分析，在最小限度分离蛋白质的同时实现复杂混合物中成千上万种蛋白质的鉴定和定量；或用液相色谱法（Liquid Chromatography, LC）对酶解肽段进行分离，经基质辅助激光电离（MALDI）或电喷雾电离（ESI）等软电离技术将其离子化，带电蛋白质离子通过质量分析器将具有特定质荷比的肽段离子分离，然后经检测器分析。质谱技术与干血斑技术的结合为蛋白质组学研究和蛋白生物标志物筛选提供了强有力手段。图1 基于质谱技术的蛋白质组学分析流程[2]样本处理：采用干血斑打孔设备获得一定直径的干血斑样片，转移至EP管中，加入少量水后用组织研磨器或匀浆机快速、彻底破碎干血斑样片，剧烈摇晃试管。后续处理与常规样本的蛋白提取相似：加入蛋白裂解液（如SDS、SDC、RIPA等），冰上裂解约半小时（辅以震荡），低温、高转速离心后取上清，得干血斑蛋白提取物。分析和结果处理：蛋白质组学数据分析和结果处理包括：①应用数据库搜库对蛋白进行鉴定并相对定量分析，借助如主成分分析、相关性分析、聚类分析等方法掌握数据的整体情况；②对蛋白的生物学功能进行注释，例如GO功能注释、KEGG注释等；③通过蛋白的生物学功能或参与的信号通路可以进一步筛选与研究目标相关的蛋白进行后续的分析。分析仪器：蛋白质组学分析主要使用高分辨液质联用系统进行。可进行蛋白质组学分析的液质联用系统目前以进口为主，常见仪器主要有布鲁克、赛默飞、沃特世和SCIEX的Q-TOF、Q-Orbitrap、Q-Trap质谱仪等。2. 干血斑蛋白分析应用实例分享2.1 采用ELISA法分析干血斑中HIV抗体1996年美国食品药品监督管理局（FDA）批准了以干血斑为载体的样本邮寄传递检测模式，并证明其可作为传统检测模式的良好补充，极大地推动了干血斑技术在传染性疾病分析中的应用。在我国，全国艾滋病检测技术规范（2020年修订版）第二章第4部分“常规HIV抗体或HIV抗体抗原联合检测方法”中指出：ELISA试验可使用血液（包含血清、血浆和干血斑）或尿液样本检测HIV抗体，也可联合检测HIV抗体抗原，说明干血斑在基于ELISA技术的HIV抗体检测中是可代替血浆、血清的生物样本基质，具有广阔的应用前景。近年来，相关专家多推荐受检者使用HIV自主采样包，根据说明采集干血斑样本，匿名寄至专业实验室，通过电话等方式获取结果。图2 RDA Spot公司的干血斑自主采样包（包含一次性采血针，消毒湿巾，样本采集卡，使用说明书及用于运输的特殊包装）图片来源：https://www.rdaspot.com/2.2 基于质谱技术的干血斑蛋白质组学分析研究人员建立了应用Thermo UltiMate 3000 RSLCnano纳升液相色谱联合Q Exactive HF-X质谱技术的干血斑蛋白质组学分析方法，并于2020年在Journal of Proteome Research中报道了该项工作[3]。由于全血中含有较多可溶性蛋白（如血红蛋白、白蛋白、纤维蛋白原等），研究人员为克服干扰、提高分析灵敏度，采用碳酸钠沉淀法（SCP）成功去除干血斑中可溶性蛋白并富集目标分析物疏水性蛋白。采用基于数据非依赖采集模式（DIA）的蛋白质组学分析方法，进行EMBL-EBI（针对人类蛋白GO功能分析的综合注释数据库）蛋白组学搜库分析，通过限定质谱扫描范围和延长离子累积时间等提高了分析方法的检测灵敏度。该研究最终在健康受试者干血斑样本中鉴定到1977种蛋白质，其中包含585种疾病相关蛋白。3. 小结与展望干血斑是一种先进的血液采集及保存技术，具有操作简单、对人体损伤小、便于运输和储存等优势，在临床快检中受到关注。干血斑技术与蛋白质研究的结合将有效推动蛋白质研究成果临床转化。随着分析技术的发展和相关研究的不断深入，前处理自动化仪器、高通量分析仪器和成熟的蛋白分析流程将成为干血斑蛋白质分析的有力工具，干血斑蛋白质分析定将在蛋白质分析中发挥重要作用，为高通量诊断、差异蛋白分析和疾病生物标志物挖掘等拓展新的技术平台。参考文献：[1] R. Guthrie, & Susi, A., A Simple phenylalanine method for detecting phenylketonuria in large populations of newborn infants., Pediatrics, 32 (1963) 338–343.[2] B. Kuster, M. Schirle, P. Mallick, R. Aebersold, Scoring proteomes with proteotypic peptide probes, Nature Reviews Molecular Cell Biology, 6 (2005) 577-583.[3] D. Nakajima, Y. Kawashima, H. Shibata, T. Yasumi, M. Isa, K. Izawa, R. Nishikomori, T. Heike, O. Ohara, Simple and sensitive analysis for dried blood spot proteins by sodium carbonate precipitation for clinical proteomics, Journal of proteome research, 19 (2020) 2821-2827.

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记第四届中国计算蛋白质组学研讨会（CNCP-2016）新技术　　仪器信息网讯 2016年8月10日-11日，第四届中国计算蛋白质组学研讨会(CNCP-2016)在中国科学院大连化学物理研究所盛大召开。(相关新闻：第四届中国计算蛋白质组学研讨会(CNCP-2016)在大连开幕)。本届研讨会邀请了26个大会报告，报告嘉宾是来自国内外的计算蛋白组学领域专家和奋战在第一线的青年科研工作者，嘉宾中的绝大多数是首次登上CNCP讲坛。报名参加本届会议的人员首次超过了200人。CNCP2016C参会代表合影张丽华研究员为研讨会致开幕辞　　本届会议的开幕式只有简短的5分钟，没有领导讲话，没有任何仪式，充分体现了会议的简洁办会特色。开幕式由中国科学院大连化学物理研究所的张丽华研究员致欢迎词，她提到：“中国计算蛋白质组学研讨会在业界享有很高盛誉。每次会议的演讲嘉宾都是由会议发起者和主办方——中国科学院计算技术研究所贺思敏研究员、北京蛋白质组研究中心徐平研究员、北京生命科学研究所董梦秋研究员等资深学者以及往届会议报告人鼎力推荐的。本次研讨会的26个报告将由来自国内外相关领域的顶级专家和奋战在科研第一线的青年才俊精彩呈现。相信在这两天的会议中，大家不仅能够收获知识，也能收获友谊。”研讨现场　　CNCP-2016会议邀请的26个报告多数都是最近一两年的研究成果，部分还没有发表，新技术频繁现身，特别是在交联质谱技术与蛋白质复合体，蛋白质相互作用、翻译后修饰技术、蛋白质鉴定数据处理、定量蛋白质组技术等领域报告较多，下面对这26个报告的内容逐一进行简介总结。　　UCI(美国加利福尼亚大学尔湾分校)黄岚博士 报告题目《Developing Cross-Linking Mass Spectrometry (XL-MS) Strategies to Define Interaction and Structural Dynamics of Protein Complexes》　　了解蛋白质复合物的相互作用和结构动力学对于揭示病理的分子学细节非常有帮助。交联质谱(XL-MS) 是目前研究大量多亚基蛋白复合物PPIs的重要技术，而精确的肽段鉴别是XL-MS分析一直以来面临的挑战。为了促进这方面的研究，黄岚博士研究组研发了DSSO 及一系列含亚砜(sulfoxide-containing)可分裂质谱交联剂以揭示蛋白质复合物表面相互作用机理。研究者通过这些(MS-cleavable reagents)质谱可分裂试剂在多级串联质谱上建立了实用的XL-MS工作流，快速、准确的鉴别交联肽段去研究体内和体外的PPIs。同时，研究者也研发了新的定量XL-MS途径，用以分析多种生理条件下蛋白质间的相互作用和蛋白质复合体的结构动态变化。据介绍，该课题组最近研发了新的羧基交联剂DHSO主要用来与酸性氨基酸反应，反应中需要DMTMM共同作用。 这样可以得到更广的蛋白相互作用信息。北京生命科学研究所 谭丹博士 报告题目《Trifunctional Cross-Linker for Mapping Protein-Protein Interaction Networks and Comparing Protein Conformational States》　　该研究组最近有一项研究工作围绕一种含生物素标签的赖氨酸富集交剂Leiker，谭丹博士在报告中详细展示了课题组的相关研究，研究表明Leiker能够有效改进蛋白质化学交联质谱技术(CXMS)。研究组将以Leiker为交联剂的CXMS用于E.coli全细胞裂解液的分析，发现了3656种相互作用，是之前已有研究方法的10倍。Leiker CXMS比BS3得到的信息要立体很多，能得到更全面的蛋白质相互作用网络。研究者还将Leiker为基础的CXMS用于RNA结合位点鉴定与定量，该方法能够深入揭示蛋白质构象变化。在将Leiker CXMS用于大肠杆菌和秀丽线虫裂解液中的研究中，分别鉴定出3130和893个互补赖氨酸对，并各自发现了677和121种PPIs。Utrecht University (荷兰乌德勒支大学) 刘凡博士 报告题目《Charting the Cellular Interactome by Proteome-Wide Cross-Linking Mass Spectrometry》　　据刘凡博士介绍，针对交联数据分析的n-square和交联肽段低效裂解这两大难题，该研究组建立了一种新XL-MS工作流-质谱可分裂交联剂法。该法是一种混合MS2-MS3裂解途径与专用的交联搜索数据库结合的方法。研究者将质谱裂解交联剂DSSO应用于测定每个交联肽段的前体质量，解决了n-square问题。交联裂解前体离子可通过质量差异确定数据的MS3采集方向，这些工作都可以在Oribitrap Fusion 和 Lumos Tribrid质谱上完成。这种采集途径提高了MS3实验的成功率，能够解决低效裂解问题和显著改善数据质量。与先前方法相比，报告中介绍的新方法包含以下三个优势。1)能够完成整体蛋白组数据库的交联鉴别 2)包括多种翻译后修饰的交联鉴别 3)在MS2和 MS3水平都有高质量范围。该研究组将此新XL-MS方法用于多种复杂样本，包括大肠杆菌裂解物、HeLa裂解物、排阻色谱分馏的HeLa细胞核提取物与细胞器。采用这种方法能够从每种样本得到成千上万个交联点。中国科学院计算技术研究所 刘超博士 报告题目《Development of the Cross-Linked Peptides Identification in Large Scales》　　由于检索空间过于庞大，蛋白组范围内交联肽段(双肽)的鉴定一直都是一项挑战。刘超博士和其团队考察了用于大范围交联肽段鉴定的普通搜索工具的应用效果，并开发了一种新的计算软件技术pLink 2.0。此技术比先前技术有三方面的改进：1)提高了双肽中单同位素鉴定的精度 2)由肽段索引升级为离子索引 3)引入机器学习(SVM在线训练)。该团队研究表明，通过使用离子索引pLink2.0检索人类数据库，在一小时以内可以完成5000张谱图的检索。干湿结合方法在人库检索1万张二级谱图仅用时不到2分钟。将pLink 2.0与美国西雅图研究人员研发的Kojak相比较，pLink2.0的分析速度约为Kojak的6倍，在精度方面也有一定优势。pLink2.0支持可碎裂交联，可减少可搜索空间和减少谱图数目。华中师范大学 万翠红博士 报告题目《Mapping Conserved Metazoan Protein Complexes with Biochemical Fractionationand LC/MS/MS》　　对多蛋白复合物的了解对于生理进程探索非常重要。然而，对多蛋白复合物种类的分布特别是大规模网状图的发现比较困难。万翠红博士研究组通过高分辨生化分离与定量质谱直接分析了可溶性多蛋白复合物的组成，分析C.elegans、D.melanogaster、M.musculus、S.purpuratus和人类的可溶性细胞提取物。研究组采用以人类为中心的综合计算分析，鉴别出2153种蛋白，并新鉴定出7699种成对相互作用和981种共复合作用。这些相互作用能够反映后生动物生理过程相关的核心生理基础。重建的生理作用网有助于深入了解特殊的分子生物机理以及动物细胞的进化。国家蛋白质科学中心 郑勇博士 报告题目《Scaffold Protein-Mediated Dynamic Assembly of Protein Complexes in Normal and Cancer Cells》　　很多细胞表面受体通过催化多组分蛋白复合物的形成开始信号传导过程。这个过程通过与受体结合的scaffold蛋白来传导。然而，目前这种scaffold的生物学基本原理仍不明晰。针对这个问题，郑勇博士研究组通过以IP-MRM为基础的方法，根据Shc1复合信号跟踪其空间和实时变化。研究人员进一步将这种方法与生化和基因技术结合，研究组发现Shc1以特殊的方式对EGF有即时的反应，包括明显的磷酸化和蛋白质相互作用。研究人员成功发现Shc1与一种抑制蛋白产生相互作用，是一种快速绑定蛋白基团能够激活促有丝分裂/存活通路，蛋白复合物围绕Shc1的装配变化在细胞间非常显著。对EGFR/Shc1复合物蛋白组分析能为以pTyr为基础的致肿瘤信号导致的乳腺癌提供诊断依据。暨南大学 张弓博士 报告题目《High-Throughput De Novo Proteome Identification Aided by Translatome Sequencing》　　De novo肽段序列鉴定能够避免依赖数据库的检索法的缺点，但由于由于没有背景库，无法评估FDR，且极易受到干扰信号误导，因此长期以来无法应用于复杂样品的大规模鉴定。张弓教授介绍了研究团队研发的利用翻译组测序数据作为蛋白质de novo鉴定质量控制新方法，使肽段de novo鉴定能首次应用在蛋白质组复杂样品的实用化鉴定。研究人员在HCD质谱上应用此方法检测三种肝癌细胞(Hep3B, MHCC97H, MHCCLM3)，单次实验鉴定出12000-13000种蛋白质，其灵敏度几乎达到了翻译组测序的水平 而用6种搜库软件鉴定到的真阳性蛋白并集也才7000-8000种。只能用新策略鉴定的4000余蛋白中随机挑选几十个进行MRM验证，几乎都能验证成功。这证明翻译组指导的de novo鉴定效能很高，能鉴定到大量搜索库法无法鉴定到的肽段和蛋白。De novo鉴定的大规模化可引致一系列新的蛋白质组应用。上海生命科学院　李辰博士 报告题目《De Novo Identification and Quantification of Single Amino-Acid Variants in Human Hepatocellular Carcinoma Tissues》　　肿瘤蛋白质组-基因组学研究非常关注变异的发现。单核苷酸的多变性(SNPs) 数据库能够给单个氨基酸变体(SAVs)的检测提供依据。李辰博士在报告中介绍了一种在蛋白组水平发现SAVs的新方法。该法基于de novo算法，肽段的可能候选者可被鉴别并与理论蛋白数据库比较。在人类肝癌(HCC)组织中，研究者成功的应用此方法鉴别和定量已知和新的突变蛋白。在肝组织当中，在细胞核内的突变比较低，突变在内质网和线粒体的富集比例较高。这种新方法为病人提供了高通量的定制检测途径，可能为潜在临床生物标志物发现和机理研究提供帮助。中山大学 肖传乐博士 报告题目《Improving Peptide Identification for Tandem Mass Spectrometry by Incorporating Translatomics Informatio》　　目前很多数据库检索方法是利用谱学数据而忽略能用于肽段鉴定的生物系统的其他信息。最近，转录物组RNA-seq的界面信息能提高肽段鉴别的灵敏度已经证实。与转录物组信息相比，翻译物组体现出与蛋白质的关系更为紧密，所以其可能对肽段鉴别更有效。在此报告中，肖传乐博士介绍了该研究组设计的高灵敏度肽段鉴定手段IPomics，其以翻译组学信息为主要蛋白鉴定参考。方法得到的推荐蛋白质优先性整合进了新的评分功能。与Mascot和pFind相比，IPomics方法蛋白质鉴定准确度更高，并能够增加整体肽段的鉴定率、谱学信息利用率，并已经利用LC-MS/MS数据集在人类和小鼠蛋白鉴定取得了显著效果。华大基因(BGI-Shenzhen) 闻博 报告题目《Protein Identification and Quantification based on Multiple Search Engines》　　闻博在报告中介绍了团队有关以多搜索引擎为基础的蛋白鉴定和定量软件的研究进展。目前，串联质谱技术产生的质谱数据解析率往往不高，不同蛋白质鉴定软件由于谱图预处理、打分算法不同等原因导致对同一个数据的解析结果往往存在一定的互补性。虽然有一些开源的软件可以通过精巧的运算将多个鉴定引擎的鉴定结果整合起来取得与单引擎相比更好的鉴定效果，但由于操作往往较为复杂、下游软件比较缺乏等原因，故没有在蛋白鉴定与定量中推广开来。为了促进多引擎整合方法在蛋白鉴定和定量中的应用，该研究组研发了一种多引擎综合鉴定的开源软件IPeak和同重同位素(如iTRAQ、TMT)标记定量软件IQuant，并将IQuant升级到IQuant2。IQuant2采用精妙的算法和mzIdentML标准，整合多引擎搜索结果进行蛋白质定量。在分析水稻蛋白样品(用Q-Exactive分析)和人细胞系蛋白(用TripleTOF 5600分析)样本时，与单个引擎定量结果相比，IQuant2定量的蛋白能提高28.8%，检测的差异蛋白数量能提高多大40%。多引擎搜索不但能够提高蛋白鉴定效果，也能提高蛋白定量效果。中国科学院水生生物研究所 葛峰博士 报告题目《GAPP: a Proteogenomic Software for Genome Annotation and Global Profiling of Posttranslational Modifications in Prokaryotes》　　葛峰博士在前期蓝细菌的蛋白基因组学研究工作的基础上，开发了一种用于原核生物的基因组注释和翻译后修饰全局发现的蛋白基因组分析软件GAPP。该软件最大的特点就是简单高效，具备初步生物信息学知识的研究者就能应用该软件进行原核生物的蛋白基因组数据的深度分析，利用该软件可以高效完成原核生物的全蛋白质组解析和翻译后修饰的全局发现的工作，该软件的开发和应用将有助于原核生物的基因组的精准鉴定，并有望成为原核生物基因组注释的一项标准流程。今后研究组还将根据用户的要求和体验继续对该软件进一步升级。复旦大学 周峰博士 报告题目《Genome-Wide Quantitative Proteomic and Transcriptomic Analysis Reveals Post-Transcriptional Regulation of Mitochondrial Biogenesis in Human Hematopoiesis》　　蛋白质组学样品分析需要高分辨分离平台，周峰博士研究组搭建了一种长色谱柱三维蛋白组学定量分析平台(GWPQ), 整套系统完全在线和实现操作自动化。研究者将在此平台建立的蛋白质组学方法与Ribosome profiling相比较，水平相当，在分析模型样品时有80%的重叠。研究者还用此方法开展了人体造血相关细胞的研究，二代测序与应用该平台的蛋白质组方法重叠率达到92%。研究团队利用此方法比较了人体最重要的造血干细胞和红细胞发育中14502个基因蛋白表达变化和17127个基因mRNA表达变化。mTORC1信号极大的促进了红细胞进化中线粒体蛋白的翻译，线粒体和mTORC1的遗传和药理学干扰削弱了体内和体外的红细胞生成。该研究支持了线粒体理论机理，可能与线粒体疾病和老化相关的血液缺陷有关。研究者用模式生物小鼠实验验证了线粒体在血红细胞发育中起到关键作用，找到了全新控制血红细胞发育的通路。Johns Hopkins University(美国约翰霍普金斯大学) 张会博士 报告题目《Comprehensive Analyses of Glycoproteins》　　已有不少实验证明，糖蛋白的变化与很多疾病相关。张会博士介绍了糖蛋白的生物合成、结构和功能以及分析糖蛋白的最新方法。糖蛋白的分析是蛋白质分析中最复杂的一种。研究者常把糖和蛋白分开分析，如已有的SPEG(固相提取糖基位点肽)法。该研究组建立了N-糖蛋白数据库，该库可用于检索已鉴定蛋白、通过精确质量数检索候选肽段、鉴定糖蛋白源等。该研究组最近还建立了分析N-linked糖链，糖基化位点，糖基化位点特异糖链，及O-linked糖链分析方法和软件，并探索了用糖基化酶推测多糖的方法。中国科学院大连化学物理研究所 于龙博士 报告题目《Isolation and Structural Analysisof N-Linked Glycansby Using Two-dimensional Chromatography, Mass Spectrometry and Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy》　　糖蛋白糖链的纯化合物对糖链的结构分析、精准检测以及功能研究都具有十分重要的意义。然而，目前糖链纯化合物仍处于严重匮乏的状态。来自大连化物所的于龙博士介绍了该团队根据自身优势，采用纯化制备方法来获取N-糖链纯化合物并对其结构进行解析的相关研究进展。研究者首先介绍了糖链的结构特点并对其分离分析中存在的难点问题进行了阐述。针对这些难点问题，研究者结合课题组的材料优势，构建了以二维亲水作用色谱分离体系为核心的糖链纯化制备流程，该流程包括糖蛋白糖链的释放、富集、二维分离、质谱表征以及核磁结构分析等技术单元。在二维色谱分离体系中，第一维度主要根据糖链的羟基数量而实现不同聚合度糖链的分离，第二维度主要用于同分异构体的分离。由于串联质谱技术并不能得到糖链准确的结构信息，因此，研究者目前正在探索核磁共振技术进行准确结构的分析。以现有的糖链纯化合物为基础，研究者接下来将分别在功能、结构和定量三方面开展相关研究以拓展糖链样品库的应用。青岛大学 李磊博士 报告题目《Ultra-Deep Tyrosine Phosphoproteomics Enabled by a Phosphotyrosine Superbinder》　　酪氨酸磷酸化网络应用在蛋白组学中不容忽视，如何找到pY尤为重要,但之前方法需要大量抗体才能富集pY。为解决业内这一问题，李磊博士研究组做了不少相关研究，团队研发的Superbinder(超亲体)易于制备，能够有效减轻实验室经济负担。研究者合成了pTyr1和pTyr2两个肽段，比较了SH2 superbinder法与其他几种方法的效果，又增加了Ti4+IMAX的去噪功能，证明其能有效富集pY。与抗体相比，src和grb2超亲体都能有效发现更多pTyr位点。研究者还应用superbinder富集方法进行了Tyr 磷酸化蛋白组学研究。如探索人细胞磷酸化蛋白不同功能分类和Tyrosine kinase (TK)的生物活性等。该项研究是与中科院大连化学物理研究所邹汉法团队、加拿大西安大略大学李顺成团队多方合作完成的。University of Minnesota (美国明尼苏达大学) 陈悦博士 报告题目《Discovery and Characterization of Short-chain Lysine Acylations with Mass Spectrometry and Quantitative Proteomics》　　赖氨酸是细胞内蛋白质翻译后修饰的重要靶点。最近，除了赖氨酸乙酰化以外还有一些短链酰基化修饰逐渐被发现。在陈悦博士的早期研究工作中，他从细致的质谱分析中发现了组蛋白赖氨酸丙酰化和丁酰化，两种新的短链酰基化修饰。进一步的研究表明，这两类短链酰基化修饰都是广泛存在的，并可以被特定的酶所调控。最近最新的研究表明赖氨酸丁酰化在Bromo domain识别和精子发育过程中起到重要的调控作用。为了进一步探索质谱信息中隐藏的其他新的修饰，研究者设计了PTMap软件,用来分析非限定性搜索，得到了一些可靠的新蛋白质修饰鉴定，包括琥珀酰化，巴豆酰化，羟基丁酰化等。在定量研究方面，该团队比较关心蛋白质修饰丰度，因为普遍使用的相对定量的分析方法对解释蛋白质修饰的生物学意义有一定的局限性，但是质谱分析得到的离子峰强度并不能直接比较来计算蛋白质修饰的丰度。研究者针对此问题开发了稳定同位素标记为主的新的蛋白质修饰丰度定量方法，可以直接比较离子峰强度，通缩计算得到每个位点上赖氨酸位点丰度，准确性和重现性都很好。中国科学院昆明动物研究所 赖仞博士 报告题目《Mite Allergen Diversity Identification by Proteomics Coupling with Pharmacological Testing》　　螨虫、马蜂、牛虻和蟑螂等带有很多种过敏原，一些过敏甚至会导致死亡。过敏的标准治疗方式就是利用过敏原进行脱敏治疗，现在很多机构希望把过敏原纯化出来进行过敏治疗，因此对过敏原发现和提取纯化都有更多要求。屋尘螨(HDM) 是最常见的室内过敏原。赖仞博士希望结合蛋白质组学、药理和病理学手段来进行过敏原的多样性研究。过敏原蛋白组学研究一般是将分离提取出的过敏原与病人血清进行IgE反应。赖仞研究组将蛋白组学技术和二维免疫印迹法结合，从粉尘螨提取物中鉴定出分属于12个组群的17种过敏原，由Edman降解、质谱分析和cDNA克隆等技术鉴定出其一级结构。通过酶联免疫吸附试验抑制测试、免疫印迹、粒细胞活化试验、皮肤点刺试验测定，该研究组发现了8种新的尘螨过敏原。中国医学科学院基础医学研究所 邵晨博士 报告题目《Opportunities and Challenges for Urinary Biomarker Discovery Using Proteomic Approaches》　　邵晨博士对业内目前围绕尿蛋白质组生物标志物的发现研究进展进行了综述。据介绍，现在很多科研和医疗开始倾向于做尿液，因其具有易得性和稳定性，且含有丰富蛋白信息。邵晨博士研究组曾通过二维液相与串联质谱鉴定做了一些尿中蛋白质组的研究，尿液蛋白质组可以包括其他体液70%的蛋白质。研究组也通过3DLC-MS/MS鉴定出尿液中的6400多种蛋白，并发现与尿蛋白重合率最高的是脑组织中的高表达蛋白。尿蛋白能够反映很多远端的变化，如帕金森症和脑肿瘤等脑部疾病。在肾脏病中，肾小球损伤病人的肾小球会失去过滤功能而造成尿蛋白显著上升。目前很多研究发现尿蛋白中的生物标记物与一些疾病相关，主要集中在泌尿系统疾病的发现，如膀胱癌和急性肾损伤的标志物已获FDA批准，也有在消化系统疾病、肿瘤等疾病中的相关发现。其中，肺癌的研究比较成熟且已进入临床阶段。厦门大学 钟传奇博士 报告题目《Investigation of Signaling Pathway Using Data-Independent Acquisition Proteomics》　　研究组希望用质谱鉴定动态相互作用蛋白,而实际上这种蛋白随着时间变化非常快，很难用常规质谱方法做到定量。最近出现的蛋白定量新技术SWATH-MS(DIA的一种)具有可以进行多个样品之间的定量且定量精度很高的优点。DIA与DDA不同之处在于，DIA是把所有的母离子都打碎，而DDA只是随机地选择母离子进行二级分析。虽然SWATH-MS有众多的优点，但是其数据分析是领域内难点。钟传奇博士介绍了其课题组开发的Group-DIA软件，可以同时对SWATH-MS数据进行定性和定量分析。研究者利用SWATH-MS分析TNFR1复合物，以及后续利用Group-DIA进行数据分析，发现了一个TNFR1复合体上的新蛋白。钟传奇博士还在报告中举研究实例介绍了DIA的应用效果，证明了SWATH-MS是在信号通路中鉴定动态蛋白的有效方法。中国科学院遗传与发育生物学研究所 王秀杰博士 报告题目《Ubiquitously Expressed Genes Participate in Cell Specific Functions via Alternative Promoter Usage》　　王秀杰博士通过生物信息方法比较了小鼠胚胎干细胞和分化的体细胞的转录组差异，发现104个在胚胎干细胞和体细胞中普遍表达的基因可以产生110个在胚胎干细胞中特异表达的转录本(SATS转录本)。这些SATS转录本在胚胎干细胞中的表达受到Oct4, Sox2，Nanog等关键多能因子的调控，其中61.8%SATS蛋白以不同的ORF编码蛋白。干扰SATS转录本的表达可以影响小鼠胚胎干细胞的多能性水平，提示SATS转录本在决定胚胎干细胞特性方面的重要功能，也表明广谱表达的基因可以通过SATS转录本参与细胞类型特性的功能调节。王秀杰博士还介绍了发生在RNA的6位N原子甲基化修饰m6A修饰)的形成机制研究及对mRNA的稳定性与翻译的影响，RNAm6A修饰也是影响转录组进而导致蛋白质组动态变化的一个重要因素。南方科技大学 田瑞军博士 报告题目《Proteomics toolbox for profiling intercellular signaling》　　田瑞军博士研究团队做了很多体系中特定环境细胞-细胞相互作用的研究。也在不断探索如何用尽量少的样品做出更多的功能分析。为此，团队建立了SISPROT样品前处理方法，用于蛋白质组学样品前处理，样品经过SISPROT前处理可直接用质谱进行分析。此方法的优化过的消化时间仅需15min，其与质谱联用在分析10万个细胞耗时22小时，能够定量近90000个肽段，近8000个蛋白。另外，研究者还进行了免疫刺激的两种信号模型的研究。　　中国科学院大连化学物理研究所 王方军博士 报告题目《New Chemical Isotope Labeling and Electrospray Ionization Strategies for Intact Proteins Analyses》　　整体蛋白质分析可以区分不同蛋白质异构体，但是与Bottom-up相比难度较大，国际上进行相关研究的团队也相对较少。王方军博士研究团队不断探索整体蛋白高效色谱分离和质谱表征新技术新方法，目前对30K以下整体蛋白的分析表征已经有相对完善的解决方案。该研究团队利用浙江好创生物的密闭性可调气氛离子源，消除了三氟乙酸(TFA)的离子抑制效应，同时实现了高效色谱分离和高灵敏度质谱检测，在对大肠杆菌提取蛋白质样品进行分析时有效质谱信号提高了95%。另外，他们以二甲基化同位素标记原理对整体蛋白进行高效同位素标记和定量分析，目前已经能够在一次实验中实现约3000个蛋白质异构体的准确定量分析。中国科学院大连化学物理研究所 赵群博士 报告题目《Ionic Liquid Based Sample Preparation Strategy for Efficient Proteome Analysis》　　膜蛋白在细胞内外的物质运输、信号传导等过程发挥着重要生物学功能。但由于具有组成复杂、疏水性强和丰度低等特点，不易分析。目前很多研究者致力于探索能更有效分析膜蛋白的溶解体系。膜蛋白溶解体系需要具备强溶解能力、较好的酶活兼容性和容易去除等特点。该研究组发现了离子液体体系非常适合膜蛋白分析，在探讨了离子液体结构对膜蛋白质的增溶机理之后，筛选出C12离子液体，并与目前主流增溶体系(SDS、尿素、Rapigest、SDC等)分析效果进行了比较。发现相同浓度下的C12比SDS有更加优秀的溶解能力，更保持了更好的酶活兼容性。研究组在C12离子液体基础上进行HeLa细胞膜蛋白的蛋白组学分析，鉴定出12234个蛋白，包含3785个膜蛋白和1916个跨膜蛋白质。研究者还建立了以C12离子液体为基础的i-FASP前处理方法，能够有效扩大蛋白质组鉴定及定量的覆盖度、准确度和精密度。上海交通大学陶生策博士报告题目《Protein Microarrays for Systems Biology: Construction, Application and Technology Development》　　陶生策和他的团队长期致力于蛋白质芯片技术的研究和应用。蛋白质芯片具有通量高、样品用量少、高灵敏度等优势，目前该实验室有酵母、大肠杆菌和人类的蛋白质芯片。陶生策博士以结核菌蛋白芯片为例介绍了高密度蛋白芯片的构建，目前全国很多机构都在使用这种芯片。该研究组将蛋白质芯片应用于砷蛋白的鉴定，发现了360个ATO，为指导ATO在肿瘤治疗上的应用提供指引，建立的流程也可用于其他药物靶标蛋白的全局性发现。研究者利用蛋白芯片寻找胃癌的生物标记物，研究过程中采用1400个医学样品，找到了7个胃癌生物标质物。　　尹沛源 中国科学院大连化学物理研究所 报告题目《Liquid Chromatography-Mass Spectrometry based Metabolomics Strategies Towards Clinical Applications》　　目前的代谢组学研究正在从样品走向临床诊断应用。针对LC/MS代谢组学在临床中的应用难题，大连化物所代谢组学中心建立完善了新一代的代谢组分析技术，即样本导向的拟靶向方法。该分析法具有线性范围比较宽，重复性好，数据处理简单等优点，适用于大规模临床样本的研究。围绕拟靶向代谢组技术，研究组开发了系列数据处理软件，实现自动化的离子融合，离子对筛选等过程，简化了拟靶向方法建立的流程，使之更易于推广。同时，研究组发展了QC校正算法，使得拟靶向代谢组方法能够一次性实现多批次样本分析，每批次样本容量近300例，一次性完成千例以上样本的分析，同时多批次样本间数据稳定性，重复性均符合代谢组研究需要，为大批量代谢组临床研究提供了稳定可靠的工具。　　ThermoFisher Scientific(赛默飞世尔科技)李静博士 报告题目《Orbitrap based Clinical Proteomics for Precision Medicine and Translational Research》　　本报告中李静围绕如何实现和推动蛋白质组学的临床转化与应用这一热点问题进行了综述。每年文献报道的通过蛋白质组学发现的潜在癌症标志物均超过千种，但是通过最终验证、审批、并用于临床的仅仅只有卵巢癌标志物OVA1一个。为了跨越蛋白质组学从研究到临床的巨大鸿沟，多个实验室都开始致力于简单易用、高自动化、高重复性的蛋白质组分析流程的建立，比如Matthias Mann、Hanno Steen等研究组就分别针对血浆、唾液和尿液临床样本建立了快速的蛋白质组分析流程，为蛋白质组学临床转化指明方向。同时，在下游临床检测方面，李静介绍了美国针对临床检验新技术采用的兼顾监管和鼓励创新的LDT模式，以及一系列基于质谱检测的生物标志物LDT项目，包括Xpresys Lung、TG等，并针对生物标志物临床检测，指出了质谱取代免疫学方法的四个方向，全面展示了蛋白质组学和质谱技术的临床应用潜力。中国科学院计算技术研究所副研究员孙瑞祥致闭幕辞　　在为期两天的26位邀请嘉宾的精彩报告之后，中科院计算所的孙瑞祥博士为本届研讨会致闭幕辞。孙瑞祥博士首先代表所有参会者感谢中科院大连化物所张丽华老师团队为会议提供的精心安排与服务。孙瑞祥博士将会议的简短开幕和闭幕仪式比作会议报告的“假阳性时间”，本届会议的“FDR(错误检出率)”极低，CNCP今后也将延续这一风格。另外，孙瑞祥博士还表示，第五届CNCP计划在2018年的下半年召开，并向大家发出报告嘉宾推荐邀请。最后，孙瑞祥博士祝愿我国的科研人员在国际计算蛋白组学领域能做出更出色的成绩。编辑：郭浩楠

基因测序技术飞速发展，使得几十个甚至上百个基因的测序能够在几天之内完成，近日，&ldquo 蛋白质测序仪器和试剂国产化&rdquo 项目实施工作会议在北京大学顺利落幕，会议得到了北京大学前沿交叉学科研究院方竞院长的大力支持。　　90年代人类基因组计划，中国科学家承担了1%的任务 而2010年代的人类蛋白组计划，则是由中国科学家领军 20年来，从承担人类基因组计划1%到人类蛋白组计划的领袖全球，证明了中国科学的长足进步，也体现了中国科学家的卓越贡献。此次工作会议是科研与产业化结合非常好的范例，由国内蛋白组领域的重要企业参会，并成立了&ldquo 中国人类蛋白质计划企业工作组&rdquo ，由知名企业担任企业工作组组长，努力打破生物质谱被国外企业垄断的局面，迅速将相关的研究成果运用于临床诊断。　　&ldquo 蛋白质测序仪器和试剂国产化&rdquo 项目，基于&ldquo 中国人类蛋白质组计划&rdquo ，项目共分9个课题，其中&ldquo 激光解析基体辅助离子源-蛋白测序仪器&rdquo 课题，是一重点研究方向，将会加大蛋白质组学在临床领域的研究与应用，快速推动生物质谱技术在临床医疗领域的应用。　　利用对人体DNA分子的鉴定来辅助诊断的技术(分子诊断技术)在上个世纪就已经出现了，比如，FISH等核酸杂交技术已经可以进行染色体和基因水平的分析。上世纪90年代，定量PCR技术的兴起大大加快了突变鉴定的速度，可以进行DNA上单个位点突变的鉴定，被广泛应用于临床。本世纪初，人类基因组草图绘制的完成标志着第一代基因测序技术的成熟，对一个或几个基因的测序开始应用在临床上，对基因突变测量的分辨率得以提升，在传染病的鉴定以及癌症等致命性疾病的靶向治疗中应用广泛。　　除了精度的提高，基因芯片技术的发明使得同时检测许多基因的变化成为可能。如今新一代测序技术的进展使得大规模测序的速度急剧提高，成本急剧降低，越来越多的疾病找到了可用于诊断或分型的分子标志物，同时检测几十个基因的微小变化也不再困难，对传染病病原体的鉴定变得更加快速，许多遗传性疾病都可以实现无创的产前诊断。　　科技的进步应用于医疗领域需要经过一段时间，与IT等领域不同，医疗领域是政府监管最为严格的领域，合规性是临床应用上绕不开的问题。一项技术的成熟必须得到政府监管部门的认可才能得到应用，而新技术的批准、质控可溯源体系的建立、收费标准的建立等需要耗费时间。新一代测序的应用涉及到测序仪器、测序试剂、生物信息软件与数据库的相互配合，虽然这项技术在21三体综合症的产前诊断等应用方面展现出了极好的前景，但我们必须承认，在从基因序列到疾病的探索中，还有许多未知的问题需要解决。

新华网长春2月17日电(记者宗巍)由中国计量科学研究院和长春吉大小天鹅仪器有限公司联合自主研发的纯牛奶奶粉蛋白质快速检测仪近日面世，该检测仪能够快速、有效地检测出纯牛奶和奶粉中真实蛋白质的含量。 　　据介绍，这种检测仪通过特异显色剂与蛋白质氮反应后浓度的变化，测定纯牛奶和奶粉中蛋白质，　　它的优点在于检测结果不受三聚氰胺、尿素等非蛋白质氮的干扰，能真实反映出样品中蛋白质的含量。与传统的检测方式相比，它的测定时间也大大缩短，测定一个样品只需10分钟左右。　　该仪器适用于乳品质检站、畜牧水产品检测站、出入境检验检疫局、工商、卫生等部门。目前已投放市场，下一步计划将检测范围从奶制品扩大到饲料等领域。

据德国卡塞尔大学网站报道，近日，该校科学家研制的一种带磁场的微型传感器获得突破，样机在年内即能完成。该传感器通过遥控牵引磁化纳米生物分子，可将检测液中极少量的蛋白质分子检测出来。该技术有望革新医疗诊断方式，其中利用磁性纳米粒子运送生物分子的方法已申请了专利。　　一般情况下，病人体内某些蛋白质组分会“泄露”病情，因此，医生有时可以通过检测体液中的某些蛋白质来及时确诊疾病。不过，由于有的疾病，例如阿尔茨海默氏症(老年痴呆症)，其在血液中只含有少量这种蛋白，进行血液检查时蛋白质不一定能够到达传感器表面，所以往往需要用含较多这种蛋白的脊髓液来检查。而穿刺抽取脊髓液不仅需要麻醉，还给患者带来了手术的风险。　　现在，德国卡塞尔大学物理研究所和多学科纳米结构科学与技术研究中心(CINSaT)阿诺埃雷斯曼博士领导的科研小组提出一个新的传感器概念，通过遥控牵引磁化纳米生物分子，可将血液中极少量的特定蛋白质分子检测出来，从而通过正常的血液分析取代脊髓液检查。　　科学家们首先在表面覆盖受体分子的磁性纳米粒子的帮助下，从检测液体中捕捉特定的蛋白质分子。为此，磁性纳米粒子在回旋磁力场作用下穿过检测液体，并因此产生一个分子漩涡，这在一定程度上起了“搅拌器”的作用。随后，捕获了生物分子的纳米粒子会被磁力场牵引至可识别磁性粒子的传感器上。这个回旋磁力场通过部分磁化材料制成的水平堆积纳米层来产生。科学家们还克服了结构上的障碍，找到了避免纳米粒子通常在检测液体中会相互吸引而产生凝聚的方法。　　研究人员认为，除了在医学诊断上的作用，该新型粒子运输概念还可在化学工业中得到应用，可能会迅速给医疗诊断和生物技术带来革命性影响。

普渡大学和Tymora Analytical Operations的科学家团队通过对尿液胞外囊泡（EVs）蛋白质和磷酸化蛋白质进行质谱分析识别了一组可用于诊断帕金森病的蛋白质标志物。该项工作于本月发表在Communication Medicine，其中详细介绍了研究工作。该研究的部分资助来源于迈克尔J福克斯帕金森研究基金会，该组织的一部分工作就是探究EVs分析是否能识别新型的帕金森病标志物。EVs是由细胞分泌到各种体液中，被认为能反映来源细胞的分子组成。鉴于检测源自癌细胞的外泌体中的蛋白质或核酸比检测患者血液或尿液中自由循环的癌细胞相关核酸或蛋白质可能更容易的想法，胞外囊泡已成为液体活检研究的一个热门领域。同样的思路也适用于神经退行性疾病，尤其是从血液或尿液样本中寻找这些疾病的标志物，血液或尿液相比于脑脊液易于获取，但含有的相关标志物浓度通常较低。总部位于印第安纳州威斯特拉法叶市的Tymora是普渡大学化学生物学和分析化学教授安迪陶（Andy Tao）实验室的衍生企业。Tymora的首席执行官是Communication Medicine论文的通讯作者之一Anton Iliuk。Tymora专注于EVs的蛋白质组学和磷酸化蛋白组学分析，将其作为研究服务出售给外部合作伙伴以及用于其内部生物标志物和诊断方法的开发工作。2018年，该公司及其合作者在Journal of Proteome Research杂志上发表了一项研究，在该研究中，他们在尿液中收集的EVs中鉴定出约860种磷酸化蛋白质和超过2,000种未修饰的蛋白质。迈克尔J福克斯帕金森研究基金会的研究项目副总裁Shalini Padmanabhan是该论文的作者之一，她表示，基金会的研究人员在阅读该研究时“对结果很有兴趣”，因为鉴定到的蛋白中包括几种与帕金森病有关的蛋白质。Padmanabhan指出，当时基金会已经收集了大量来自帕金森病患者的尿液样本，并由Tymora技术看到一个检验新方法（识别帕金森病患者EVs蛋白质特征相对于健康对照组的变化）的机会。研究人员使用Tymora的EVtrap技术从哥伦比亚大学欧文医学中心收集的82个尿液样本中分离出EVs（21个健康对照组，13个携带与帕金森病相关的LRRK2突变但健康的人，28名没有LRRK2突变的帕金森病患者和20名携带LRRK2突变的帕金森病患者）。EVtrap方法使用包被疏水和亲水基团的磁珠来结合EVs的脂质双层膜。该方法可灵敏且可重复地捕获EVs，同时限制高浓度循环蛋白的捕获，这是相对于其他一些EV富集方法的优势。在分离出外泌体后，研究人员在赛默飞Q-Exactive HF-X仪器上进行LC-MS分析其蛋白质。他们识别4,476个独特的蛋白质和2,680个独特的磷酸化蛋白质，从中筛选出48个潜在的标记物，并最终确定了6个最佳标志物。他们发现，这六个标志物组合可以在曲线下面积为0.94的情况下区分健康人群和帕金森病患者。随后，研究人员用两个实验验证了这些表现最佳的蛋白质和与帕金森有关的其它蛋白质。其中一个实验利用靶向质谱技术测定13名健康对照组和23名帕金森病患者的蛋白质，另一个实验使用免疫方法测定10名健康对照组和10名帕金森病患者的蛋白质。Tao 表示，他的实验室继续与哥伦比亚大学的研究小组合作获取更多的样本，并且正在与普渡大学的同事Jean-Christophe Rochet合作研究蛋白质聚集在帕金森病、阿尔茨海默病和Lewy小体痴呆等神经退行性疾病中的作用。Tao 和 Rochet 正在探讨的一个问题是外泌体是否可能成为突触核蛋白α-synuclein(α-syn)的有用来源。在帕金森病患者中，错误折叠的α-syn聚集形成路易氏小体在大脑中积累，被认为会引起神经元损伤，也被认为是潜在的药物靶标和生物标志物。对于帕金森病的诊断，α突触核蛋白种子扩增检测方法前景光明。该方法通过将来自患者的αSyn与正常αSyn孵育并观察其是否产生帕金森病的特征性聚集物。通常，αSyn突触核蛋白样品从患者脑脊液中收集，需要进行脊髓穿刺。这促使研究人员探索通过血液或尿液样品等微创性的方式收集这种蛋白质，其中外泌体是一种潜在的采样途径。Padmanabhan指出，“虽然α-synuclein的分布范围及与帕金森病生物学相关性的全面了解仍不充分，但已有人提出外泌体可能富集有α-synuclein，包括病理性形式。”她补充说，到目前为止，福克斯基金会将外泌体用作αSyn的样本来源的主要工作侧重于在血液中的外泌体，“血液中α Syn的存在已经有研究支持”。然而，她表示该组织“继续探索所有可能的CSF替代方案，以改进临床使用的检测，作为我们持续开展的突触核蛋白生物学研究项目的一部分”。CEO Iliuk表示Tymora不打算继续开发Communication Medicine论文中确定的标记物，但他指出，神经退行性疾病，特别是阿尔茨海默病，已成为Tymora内部生物标志物开发工作和为外部客户工作的重点。Iliuk指出，虽然血浆被广泛认为是临床诊断阿尔茨海默病生物标志物的最切实可行的替代样本，但帕金森病的研究显示了尿液EVs作为神经退行性疾病生物标志物来源的潜力。他说：“我们在血浆方面做了相当多的工作，我认为那是主要关注的地方。但是我们最近一直在研究尿液。现在还处于非常初期的阶段，人们对其作为一种可行的样本还存在很多犹豫，因为它距离大脑太远了，所以并不是一个合情合理的选择。但我认为帕金森病的研究表明神经退行性疾病的标志物可以传播到尿液中并被检测到。”福克斯基金会支持了许多其他在尿液中寻找帕金森病蛋白标记物的努力，包括2021年由马克斯普朗克生物化学研究所蛋白质组学和信号转导部门主任Matthias Mann实验室发表的蛋白质组学研究，该研究确定了几种潜在的帕金森病蛋白标志物。文章链接：https://www.nature.com/articles/s43856-023-00294-w

中国科学技术大学研究人员领衔的一个团队最近利用钻石中的一种特殊结构做探针，首次在室内温度空气条件下获得单个蛋白质分子的磁共振谱。该成果使利用基于钻石的高分辨率纳米磁共振成像诊断成为可能。　　这一发现5日发表在新一期美国《科学》杂志上。负责该研究的中国科学技术大学教授杜江峰说，通用的磁共振技术已被广泛用于基础研究和医学应用等多个领域，但其研究对象通常为数十亿个分子，单个分子独特的信息无法观测。基于钻石的新型磁共振技术在继承传统磁共振优势的同时，将研究对象推进到单个分子，成像分辨率由毫米级提升至纳米级，但其主要难点是源自单分子的信号太弱。　　为此，杜江峰的团队利用碳-12富集的钻石为载体，注入氮离子使其产生一种名为&ldquo 氮-空位点缺陷&rdquo 的结构，并使该结构发挥探针作用，在纳米尺度上靠近被探测的蛋白质。此外，他们利用一种名为&ldquo 多聚赖氨酸&rdquo 的物质保护蛋白质，确保其在研究过程中的稳定性。　　研究人员选取了细胞分裂中的一种重要蛋白质MAD2为研究对象。经过两年多的努力和逾百次尝试，最终他们成功在室内温度及空气条件下首次获取了单个蛋白质分子的磁共振谱，并通过谱形分析，获取了其动力学性质。　　关于这项技术的用途，杜江峰表示，最直接的用途是在不影响蛋白质性质的前提下检测其结构和动力学性质，直接在细胞膜上或细胞内研究蛋白质分子，&ldquo 这对生命科学研究来说有极大吸引力&rdquo 。　　总之，该技术拓宽了单个分子领域的研究范围，在分析化学、结构生物学、高分子、磁性材料等领域具有重要应用前景和实用价值。以此为基础，结合扫描探针、高梯度磁场等技术，未来可将该探测技术用于生命及材料领域的单个分子成像、结构解析、动力学监测，甚至直接深入细胞内部进行微观磁共振研究，为获得科学新发现孕育可能。　　《科学》杂志的审稿人评价该工作是&ldquo 单个蛋白质分子检测的突破性成果&rdquo ，开启了利用&ldquo 氮-空位点缺陷&rdquo 进一步研究&ldquo 自旋标记&rdquo 蛋白质的可能，有重要应用前景。参与这项研究的还有来自中国科学院强磁场科学中心和德国斯图加特大学的研究人员。　　原文检索：Single-protein spin resonance spectroscopy under ambient conditions

2014年4月26号，由毅新兴业(北京)科技有限公司牵头的国家高技术研究发展计划资助项目(863计划)、"蛋白质测序仪器和试剂国产化"项目实施工作会议在北京大学顺利召开。会议由项目首席科学家复旦大学杨芃原教授主持，国家科技部生物医药处、国家科技部生物中心、北京市生物促进中心、北京市人力社保局、北京市食品药品监督管理局、中关村管委会产业处等领导出席，军事医学科学院甄蓓处长、"中国人类蛋白质计划"负责人秦军教授、钱小红教授，中国人民解放军总医院(301医院)生化科主任医师田亚平教授、首都医科大学附属北京天坛医院实验诊断中心主任康熙雄教授、首都医科大学附属北京世纪坛医院检验科主任医师张曼教授等七十多专家学者出席了本次会议，会议得到了北京大学前沿交叉学科研究院方竞院长的大力支持。 "蛋白质测序仪器和试剂国产化"项目，基于"中国人类蛋白质组计划"，项目共分9个课题，由毅新兴业(北京)科技有限公司主要承担的"激光解析基体辅助离子源-蛋白测序仪器"课题，是一重点研究方向，将会加大蛋白质组学在临床领域的研究与应用，快速推动生物质谱技术在临床医疗领域的应用。 1990年代人类基因组计划，中国科学家承担了1%的任务 而2010年代的人类蛋白组计划，则是由中国科学家领军 20年来，从承担人类基因组计划1%到人类蛋白组计划的领袖全球，证明了中国科学的长足进步，也体现了中国科学家的卓越贡献!此次会议也是科研与产业化结合非常好的范例，毅新兴业(北京)科技有限公司、华质泰科生物技术(北京)有限公司、聚光科技(杭州)股份有限公司等国内蛋白组领域的重要企业参会，并成立了"中国人类蛋白质计划企业工作组"，由毅新兴业担任企业工作组组长，努力打破生物质谱被国外企业垄断的局面，迅速将相关的研究成果运用于临床诊断。 飞行时间质谱既是蛋白质组学领域进行科学研究的重要工具，也是将蛋白质组学的科学研究向临床转化的重要桥梁，2013年8月，法国梅里埃公司的用于微生物鉴定的飞行时间质谱仪器通过FDA注册，2013年11月，德国布鲁克公司的飞行时间质谱也通过FDA注册，2013年10月，美国Sequenom公司用于基因检测的飞行时间质谱仪器申请了FDA注册 2013年10月，使用质谱技术检测血液中蛋白标志物进行肺部结节良恶性判断的研究成果被Science转化医学认可，并迅速被众多美国ClinLab认证实验室临床使用。 项目实施工作会议上，各个课题负责人依次对课题的主要研究内容、预期的任务指标、课题的执行进度以及存在问题与解决方案进行了阐述与汇报。相关领导进行了重要发言，认真地听取了汇报，对课题已经完成的任务和取得的成绩给予肯定，对课题负责人提出的问题做了认真回答。最后，参会代表和科研管理人员就实施工作的内容进行了热烈讨论，交换了课题实施与管理方面的经验。很多参会代表认为实施工作会议的内容丰富，通过参会提高了课题管理能力，拓宽了知识面，将有利于以后课题的有效管理和顺利实施。

1月22日，《高通量蛋白质检测关键技术的研究》项目验收鉴定会在中国计量院召开。此次科技基础条件平台项目的验收，得到了科技部、国家质检总局的重视，国家科技部条财司条件处郑健博士，国家质检总局科技司技术发展处姚泽华副处长，计量院段宇宁副院长、科发部及生能环所的相关人员参加了验收会。会议由姚泽华副处长主持，以中国科学院生物物理研究所杨福全研究员为组长的8位专家对该项目进行验收鉴定。　　近年来，随着生命科学、食品安全等领域需求的不断涌现，蛋白组学的发展非常迅速，已成为各项相关分析技术的必备手段。一直以来，蛋白质组分析技术的发展受限于蛋白质分离手段的滞后，目前完整蛋白质的分离主要依赖于双向电泳和高效液相色谱，不能满足复杂蛋白质混合物的有效分离 FFE技术(反向加样连续自由流电泳)的出现能较好地解决蛋白质组研究的两大难题：蛋白质组的复杂程度和现有检测手段的低通量。　　《高通量蛋白质检测关键技术的研究》课题建立了以FFE分离方法为核心的高通量蛋白质分离检测技术中最为关键的“高稳定度自由流电泳(HSFFE)”装置，为高通量完整蛋白质的酶解、肽段分离和质谱鉴定接口的大规模系统集成奠定了基础，也是我国第一台自主研发的实用大型地基液相制备电泳装置。该装置通过对自适应高压稳定电源、腔体热交换工艺、速率调整机构、应力同步机构等关键技术的完成，实现了高通量蛋白质制备分离 装置的整体技术水平已达到国际先进水平，其中一些技术方法处于国际领先水平，对于改变我国蛋白质组分离长期以来依靠国外技术装备的现状，将发挥重大作用。　　科技部条财司郑健博士谈到，科技部一直比较重视科学仪器的自主研发工作，近几年来在科技支撑计划的支持下，我国的科学仪器自主创新已经到了一个新高度。该项目的研究成果改变了我国在蛋白质分离技术研究方面依赖国外进口仪器设备的现状，希望计量院能进一步加强现有产品、现有装置、现有成果的工程化和应用方法的研究。通过大家的共同努力，使下一步我国的仪器创新发展获得更大的进步。　　姚泽华副处长祝贺项目组出色完成了任务，他谈到，质检总局面临的许多社会问题是突发的、紧急的，又极具推动力的，如：08年的三聚氰胺，推动了国产仪器液相色谱的发展 09年的H1N1流感，又推动了国产的红外测温仪的发展。而计量院在此方面的研制开发一直是非常及时和有效的。该课题是计量院近年来在科学仪器自主研发方面所取得的又一重要成果。希望计量院能够继续研制出更多具有国际领先水平的国产科学仪器装置，为我国进出口的产品贸易提供良好的支撑，满足国家社会更多更广泛的需求。　　该项目的研制成功不仅增强了我国生命科学的系统创新能力，而且具有普及性强、性能价格比高和市场容积率高的优点，尤其是该系统的结构模块化、系统单元相对独立的特点，有效避免了国外仪器设备固有的售后维修困难问题，具有较好的国内和国际市场需求潜力。

重磅！史上首次定量检测完整的人类蛋白质组在一项新的研究中，来自瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）和美国系统生物学研究所等机构的研究人员开发出人类SRMAtlas（Human SRMAtlas），即靶向识别和可重复地定量预测的人类蛋白质组中所有蛋白质的高度特异性质谱检测方法汇编目录，包括许多剪接变异体、非同义突变和翻译后修饰。利用一种被称作选择性反应监控（selected reaction monitoring, SRM）的技术，研究人员利用166174种已被充分了解的化学合成蛋白特征性肽（proteotypic peptide）开发出这些检测方法。相关研究结果发表在2016年7月28日那期Cell期刊上，论文标题为“Human SRMAtlas: A Resource of Targeted Assays to Quantify the Complete Human Proteome”。论文第一作者为来自美国系统生物学研究所的Ulrike Kusebauch博士。论文通信作者为来自美国系统生物学研究所的Robert Moritz教授和来自瑞士苏黎世联邦理工学院的Ruedi Aebersold。SRMAtlas资源在http://www.srmatlas.org网站上可以免费获取，将有助于公平地开展重点的、假设驱动的和大型蛋白质组规模的研究。研究人员期待这一资源将极大地加快基于蛋白质的实验室生物学发展从而有助理解疾病转化和健康轨迹，这是因为如今在理论上能够鉴定和定量检测出任何样品中的任何人类蛋白。能够可靠地和可重复性地检测任何组织或细胞类型的人类蛋白质组中的任何一种蛋白在理解系统层次的性质以及正常生理下和患病时的特异性途径方面引发变革。在Moritz教授实验室中，研究团队能够利用SRM方法产生并验证了一种由高度特异性地靶向蛋白质组检测方法组成的汇编目录，而且通过这种广泛获取的、灵敏的和强健的靶向质谱方法SRM，能够定量检测20,277种已被标注的人类蛋白中的99.7%。这种人类SRMAtlas提供明确的检测坐标来确定性地鉴别生物样品中蛋白质特征性的肽。尽管2003年，人们成功地了完成人类基因组计划（Human Genome Project），构建出所有人类基因的目录，但是大多数蛋白质研究仍然聚焦在在绘制出人类基因组图谱之前科学家们研究的蛋白中相对较小的一部分蛋白上。若要超越这种停滞不前的蛋白质-基因组学研究方法，就应需要为几乎每种人类蛋白开发高度特异性的检测方法。利用人类SRMAtlas等资源，测量任何一种人类蛋白质的前景如今变成现实。如今，人类SRMAtlas提供已经过验证的质谱检测方法，这些检测方法是基于一种统一的一致的检测人类蛋白质组中几乎每种蛋白的过程开发出的SRM技术而开发的。这些检测方法可快速地用于系统生物学和生物医学研究中以便高度灵敏地和高度选择性地鉴定和定量检测任何一种人类蛋白，以及指导完整的蛋白质图谱绘制来了解它们的生物学功能。个人化医学奖依赖于分子特征来监控人们的健康状态，提供信号来鉴定健康轨迹发生的变化，以及首先在临床试验随后在临床实践中提供信息来让合适的患者匹配正确的药物。这种人类SRMAtlas计划稳步地将蛋白组学推到前沿，并且为蛋白质组学在癌症登月计划（Cancer Moonshot）中发挥较大的作用添砖加瓦。

&ldquo 三聚氰胺&rdquo 尚未淡出人们的记忆，另y起乳制品中非蛋白胺物质残留事件又成为人们近日热议的话题。非蛋白胺物质是对尿素、缩二脲、双氰胺等含氮量高且性质稳定的物质的总称。基于目前g家标准规定的蛋白质含量测定方法&mdash 凯氏定氮法，食品中如残留此类物质，均会被折算成蛋白质含量。如果此类物质的检测不能得到足够的重视，会危及相关行业的发展，并成为危害人体健康的隐患。百灵威集成全球资源，提供全套分析检测方案，特别适合乳制品、豆浆和鸡蛋等高蛋白含量食品中此类物质的检测。分析方法1、样品前处理称取试样0.5-1.0 g与10 mL具塞离心管中，加入3.0 mL温水c声，再加入7.0 mL乙腈涡旋，以 6000r/min转速于-10℃冷冻离心20 min，吸取清液5.0 mL，氮气吹干，用1.0 mL 70%乙腈溶液复溶，过0.45 &mu m有机相滤膜。2、色谱分析条件色谱柱：C18液相柱（250 mm × 4.6 mm, 5 &mu m）进样量：10 &mu L流速：1.0 mL/min检测波长：203 nm流动相：A为0.2 mmol/L乙酸铵（pH 4.0）；B为乙腈梯度洗脱程序： 时间A组分含量B组分含量0-3.5 min70%30%3.5-4.0 min70%-10%30%-90%4.0-8.0 min10%90%8.0-10 min10%-0%90%-100% 3、 质谱条件电喷雾电离ESI正离子模式，电喷雾电压：4000 V，鞘气压力：30 psi，辅助气压力：5 psi，扫描模式MRM分析对照品 产品编号中文名称CAS包装452731尿素57-13-6100 g571211缩二脲108-19-05 g129306双氰胺461-58-55 g 耗材与试剂 产品编号产品名称包装531036乙酸, 99.8%1 L944664乙酸铵, 98%100 g932537乙腈 [LC-MS]4 L965057水 [LC-MS]4 LS02302C18液相柱（250 mm× 4.6 mm, 5 &mu m） 2013年5月1日前购买可参与买y送y活动1 支ZTLMGL-4.1针筒式滤膜过滤器 Ф13 0.2 &mu m（有机）100 片/包WKLM-3微孔滤膜 Ф50 0.45 &mu m（水相）100 片/包901275瓶口分配器（5.0-50.0 mL）1 支958945单道手动可调移液器（100-1000 &mu L）1 支928429磁力搅拌器（数显、加热、不锈钢）1 台5182-0553螺纹透明样品瓶（蓝色螺纹盖，PTFE红色硅橡隔垫）100 个/包5182-0728聚丙烯螺纹瓶盖（无隔垫）100 个/包5183-4759高j绿色隔垫（带预穿孔）50 个/包CER-001-11.5 mL标准毛细储存瓶1 个

北京蛋白质组研究中心　　第六期蛋白质组信息学培训班　　时间：2017年11月7-10日　　地点：北京蛋白质组研究中心(北京市昌平区科学园路38号，中关村生命科学园内)　　主办单位　　国家蛋白质科学中心· 北京(凤凰中心)　　北京蛋白质组研究中心(BPRC)　　蛋白质组学国家重点实验室(SKLP)　　中国生物化学与分子生物学会蛋白质组学专业委员会(CNHUPO)　　国家蛋白质科学中心?北京(简称“凤凰中心”)/北京蛋白质组研究中心(BPRC)坐落在国家科技创新示范区——中关村生命科学园，是我国生命科学领域的国家科技基础设施，也是国际人类肝脏蛋白质组计划执行总部、蛋白质组学国家重点实验室和首都科技条件平台。　　凤凰中心/BPRC在以院士领衔，入选“千人计划”、国家杰青、北京市科技新星为骨干的专家团队带领下，在生命科学领域不断开拓，建立了高通量、高分辨率、高精度的蛋白质组学，以高性能“天河”超级计算机为核心的生物信息学，蛋白质相互作用，多功能多层次显微成像，流式分选，模式生物构建，抗体药物筛选等技术体系与平台。我们愿与从事生命科学研究的有识之士一起，推动生命科学新发现、新技术、新产品的涌现，实现“创造历史，引领世界”的梦想。　　培训目的　　本课程为生命科学研究人员介绍如何合理利用和开发蛋白质生物信息学资源。课程着眼于实际数据库搜索、工具使用、大型数据库分析、生物学网络构建、可视化和数据分析等。采取小班授课，专人指导 理论课与实践课相结合，讲师与学员研讨的方式进行 精心挑选相应的上机软件，提供充足的实际操作机会 让每位学员学有所成。　　培训对象　　●从事生命科学、农学、医学等领域科研工作者和高校教师及研究生　　●迫切希望提升生物信息分析能力的学者　　培训内容　　质谱数据深度分析、蛋白质注释及功能分析、蛋白质相互作用网络构建及分析、蛋白质组研究主题信息服务和专业数据库研发。　　课程安排2017年11月6日15:00-17:00软件安装2017年11月7日主持人：杨冬邵晨主题：蛋白质组信息学蛋白质鉴定时间主讲人培训内容9:00-10:00讲座邵晨●课程介绍●蛋白质组学●蛋白质组信息学工作流程10:00-10:45讲座邵晨工作流原理●序列数据库●肽段鉴定●蛋白组装●蛋白定量●质量控制和标准10:45-11:00茶歇11:00-11:45讲座杨冬工作流原理●翻译后修饰●数据挖掘●数据注释●聚类和其他分析11:45-12:30练习杨冬常用的生物信息数据库和工具12:30-13:30午餐13:30-14:30讲座杨冬Mascot：实践中的搜索工具14:30-15:15练习杨冬搜索工具的环境15:15-15:30茶歇15:30-16:30讲座杨冬搜索工具实际应用16:30-17:15讲座OmicsBean题目待定17:15结束2017年11月8日主持人：朱云平主题：定量蛋白质组时间主讲人培训内容9:00-10:00讲座常乘标记定量蛋白质组学：母离子标记方法10:00-10:45讲座常乘标定定量蛋白质组学：子离子标记方法10:45-11:00茶歇11:00-11:45练习常乘马洁冯晓东MaxQuant上机练习11:45-12:30练习常乘马洁冯晓东MaxQuant上机练习12:30-13:30午餐13:30-14:30讲座常乘非标定量蛋白质组学14:30-15:15练习常乘差异表达蛋白的统计分析15:15-15:30茶歇15:30讲座常乘PANDA和PANDA-view介绍16:30练习常乘马洁冯晓东PANDA和PANDA-view上机练习17:15结束2017年11月9日主持人：冯晋文主题：工作流数据发布时间主讲人培训内容9:00讲座冯晋文TPP(transproteomepipeline)数据分析平台介绍10:00练习冯晋文●基于X!Tandem肽段鉴定●基于peptideProphet肽段验证10:45-11:00茶歇11:00练习冯晋文蛋白质定量●Libra蛋白质组装●ProteinProphet11:45练习冯晋文实际操作12:30-13:30午餐13:30讲座冯晋文Firmiana简介14:30练习冯晋文Firmiana上机练习15:15-15:30茶歇15:30讲座HenningHermjakob数据存储与索引：ProteomeXchangeandOmicsDI16:30练习马洁实际操作：基于Iprox的数据存储17:15-18:00Phototime2017年11月10日主持人：李栋主题：网络和通路时间主讲人培训内容9:00讲座李栋蛋白质网络的构建与分析10:00讲座李栋蛋白质数据集深度挖掘10:45茶歇11:00练习李栋网络工具介绍：●KEGG,Reactome●STRING11:45练习李栋上机练习12:30午餐13:30讲座刘中扬Cytoscape简介14:30练习刘中扬Cytoscape上机练习15:15-15:30茶歇15:30－16:30练习HenningHermjakobReactomepathwayanalysis17:15结束　　培训费用　　●即日起至11月6日之间注册：每人4500元，学生4000元。　　●网上注册地址：http://111.198.139.71/training/cn/　　●培训费用包含：培训资料、培训期间的午、晚餐。　　●住宿费用自理，请自行联系酒店登记住宿信息。　　报到时间和地点　　●报到：11月6日全天，凤凰中心/BPRC　　●培训：11月6-7日，凤凰中心/BPRC(北京市昌平区科学园路38号，中关村生命科学园内)。　　●住宿：北京梧桐苑商务酒店(紧邻凤凰中心大楼)，预订电话：010-61777200(预定时请说明参加此次培训)　　●学员自备笔记本电脑(具有WiFi无线网络功能)用以操作练习。　　注意事项　　· 学员可使用自己的数据进行练习，在主讲人时间允许的情况下可给予一定的指导。　　· 参加本期培训班的学员可以享受中心提供的技术服务优惠政策。技术服务项目请看网站：http://www.bprc.ac.cn/guidance/list.php?catid=27或http://www.ncpsb.org/cn/%E6%9C%8D%E5%8A%A1　　汇款信息　　帐号：0200004909200041055　　账户名称：北京蛋白质组研究中心　　开户银行：工商银行北京市永定路支行　　注：汇款时请务必注明学员姓名、单位和“信息学培训班”字样。汇款后将汇款凭据传真至中心，或将扫描电子版发送至邮箱bprctrain@163.com，以确保汇款安全到账。　　如需发票请注明发票抬头，培训结束后统一开具发票(培训费、会议费等)。　　联系方式　　联系电话：注册：(010)61777015　　咨询：(010)61777010　　传真：(010)61777050　　电子邮件：bprctrain@163.com　　通信地址：北京市昌平区科学园路38号(102206)

2月29日，中国科学院上海药物研究所研究员黄河、柳红合作，研究设计合成了一种含有吡啶甲醛片段的可断裂分子探针2PCA-Probe，可实现对蛋白质N-端的深度富集检测。相关研究发表于《美国化学会志》。蛋白质水解是一种广泛存在的翻译后修饰方式，在多种生物过程中发挥重要作用。在正常组织中，大多数蛋白酶的活性受到严格调控，而在肿瘤组织中则往往被异常激活，并通过介导免疫逃逸、肿瘤细胞侵袭等多个途径促进肿瘤的发生发展。通过对蛋白质N-端进行系统检测可获得蛋白水解断裂信息，但现有的N-端组学检测方法存在操作复杂、检测深度不高等缺陷，限制了蛋白水解相关研究的进展。研究团队发现，吡啶甲醛片段与N-端氨基酸可以选择性发生环化反应形成咪唑烷酮结构，还可发生羟醛缩合反应，并由此发现该类标记方法生成的新诊断片段。通过该诊断片段信息，可以规避以往此类探针标记时遇到的限制，即无法标记2位氨基酸为脯氨酸的多肽。利用该方法，研究团队对三对结直肠癌组织和癌旁组织的N-端组进行了深度富集检测，共鉴定到了4686种N端多肽。进一步分析显示，肿瘤组织中的蛋白水解过程较癌旁组织更活跃，且肿瘤组织中发生水解的蛋白主要富集在代谢通路和免疫通路，这可能与肿瘤组织的代谢重编程和免疫逃逸过程相关。该研究建立了一种全新的N-端组深度检测方法，为疾病发病机制中的蛋白质水解过程研究提供了有力的新工具。2PCA-Probe探针结构及标记检测流程 图片来源于《美国化学会志》

对通过纳米孔的DNA进行测序，可提供长的读长，单分子的读数，并且能够避免昂贵的荧光标记和费时的扩增步骤。那么，纳米孔方法能为蛋白质研究做什么呢?　　虽然肉眼看不见，但是这种最新的分子生物学技术是强大的。纳米孔的直径约4纳米，是一层人造膜上产生的一个纳米孔，使研究人员能够收集一系列测量，对通过这些可渗透的开口的分子进行结构分析。　　纳米孔以前用于DNA测序或识别与DNA结合的转录因子，通过检测在每个碱基周围流动的水溶液的水流变化，揭示穿过这个孔的遗传物质的秘密。现在，随着已确立起来的DNA分析，宾夕法尼亚大学的一个研究小组将目光投向了蛋白质。他们新开发了一种方法，于九月二十二日发表在国际纳米科学技术领域权威刊物《ACSNano》。　　本文共同作者JefferySaven指出：“我们的方法超过了目前电子学的限制。”　　研究小组所面临的一个挑战是，纳米孔的开口小于许多蛋白质分子的直径，他们采用固态纳米孔的稳定性，修改开口，以容纳较大的蛋白质。Saven说：“纳米孔设备的制备和蛋白质易位的测量，确实是具有挑战性的。”　　一旦他们最终制备了合适的纳米孔，该研究小组就检测了蛋白质GCN4-p1，因为这个蛋白质以二聚体和单体的形式出现。纳米孔可成功地区分单体——通常有一个非持久性的结构，和二聚体——由螺旋线圈构成。　　有了纳米孔，研究人员可以在蛋白质更倾向于自然运转的环境中，观察到没有发生改变的蛋白质。这种方法也不需要大量的蛋白质。鉴于这些优点，纳米孔对于表征和确认蛋白质的大小很有价值。纳米孔技术最终可能应用于疾病的诊断，也应用于个别病人的样本，因为很多疾病与蛋白质的折叠和结合有关。

鉴定和定量蛋白质生物标志物是精准医疗的迫切需求。功能蛋白质组学的最新进展表明，仍有许多未开发的蛋白质对病理状况的进展具有潜在的影响。一般来说，蛋白质生物标志物在致癌条件下上调。这些生物标记物的临床检查对预后、诊断和治疗都有帮助。因此，利用对各种生化刺激的快速信号反应，研发高度特异性和敏感性的蛋白质传感方法至关重要。3月20日，《Nature Communications》发表题为《A generalizable nanopore sensor for highly specific protein detection at single-molecule precision》的论文。在文章中，他们介绍了自己设计出的一种微小的纳米传感器。这种传感器被戏称为“鱼钩和鱼饵”，能够以单分子精度检测样品中的蛋白质标志物。研究者们制定的一类传感元件：一个可编程的抗体模拟粘合剂融合到一个单体蛋白质纳米孔。这些传感器将有一种模拟抗体的蛋白质粘合剂，通过一根像鱼钩一样的柔性系绳，在tFhuA纳米孔(一种单体β桶状支架)上进行工程设计。蛋白质识别元件，而不会破坏其膜嵌入结构和成孔特性，从而实现“精准垂钓”。设计原理在针对不同抗体的时候仅需要改变粘合剂的一小部分即可，通过这种方式，极大地扩展了纳米孔传感器对许多蛋白质的效用，同时保留了它们的结构、特异性和灵敏度。研究者们通过开发和试验证明了这些传感器可用于在大小、电荷和结构复杂性方面发生巨大变化的蛋白质分析物。这些分析物产生的独特的电特征取决于它们的身份和数量以及纳米孔尖端的粘合剂-分析物组装。虽然该研究还只是一个概念原型，但在未来在诊断癌症时，这些纳米传感器将在一定程度上替代成像和活组织检查，并为预后、诊断、治疗提供具有参考价值的信息。这项工作的结果可以通过为生物流体中的生物标志物检测提供基础，影响生物医学诊断。

日本研究人员最近人工合成一种可发出荧光的蛋白质，能够用来快速检测地下水等水源中是否含有砷、镉和铅等有害金属。这种检测技术成本低，操作简便，研究人员希望一两年内将其实用化。　　日本宇都宫大学副教授前田勇宇在国际学术刊物《生物传感器与生物电子学》网络版上发表论文说，他将容易与有害金属结合的“反式作用因子”与绿色荧光蛋白融合，制造出可发出荧光的人工合成蛋白质“GFP-反式作用因子”。　　检测时，让这种人工合成蛋白质与地下水等样品混合，然后使其通过特制的多孔平板进行过滤。约15分钟后，用重蒸馏水清除出平板上与有害金属结合的人工合成蛋白质。样品中的有害金属越多，被清除出的人工合成蛋白质也越多，附着在平板上的荧光的程度也越低，反之则越高。具体荧光数值可使用仪器读取，从而检测出样品中有害金属含量。　　这种人工合成蛋白质呈粉末状，容易保存，检测装置可随身携带。前田勇宇说：“利用这种检测技术目前只能检测出砷、镉和铅三种金属。希望今后能够进一步检测出其他有害金属，并把检测时间缩短到5分钟左右。”

十一五国家科技支撑计划项目《科学仪器设备研制与开发》中“高通量蛋白质分离检测系统的研制与开发”课题顺利通过验收 　7月9日，由国家质检总局科技司和科技部条件与财务司组织验收专家组，对中科院大连化学物理研究所主持承担，北京理工大学、大连依利特分析仪器有限公司参加的十一五国家科技支撑计划项目《科学仪器设备研制与开发》中“高通量蛋白质分离检测系统的研制与开发”课题进行了验收。国家科技部条件与财务司副司长吴学梯、国家质检总局科技司司长侯玲林、大连化物所副所长冯埃生出席了验收会。验收会现场 课题样机　　验收专家组成员包括北京蛋白组学研究中心钱小红研究员(组长)、科技部国家图书文献信息中心吴波尔研究员(副组长)、复旦大学张祥民教授、中国科学院化学研究所陈义研究员、大连理工大学贾凌云教授、大连医科大学王立明教授、科技部国家科技基础条件平台中心张渝英研究员、中科院遗传发育所朱祯研究员、总装军事医学研究所胡文祥研究员、中国特种设备检验研究院高云芳高级会计师、工业与信息产业部电信研究所郭士萍高级会计师、中国科学技术信息研究所吴家喜副研究员。　　验收专家组认真、全面地听取了课题的总体执行情况报告、技术研究报告和测试专家组的技术测试报告，审阅了课题验收材料，查看了样机演示。专家组一致认为：该项目研究计划、技术路线和课题设置合理，项目实施和管理规范，经费使用合理，完成了课题合同书的各项任务指标，一致同意通过验收，同时建议国家有关部门继续给予大力支持，实现课题成果的产业化。　　验收会后，与会领导、专家以及有关企业负责人针对高通量蛋白质分离检测系统的研制与开发的发展目标、研究方向、产品规模化生产等问题进行了深入探讨，理清了下一步研究思路，明确了后续发展方向，为高通量蛋白质分离检测系统产业化的实现奠定了良好基础。

前文回顾（点击查看）：蛋白质测序技术发展漫谈（上篇）；蛋白质测序技术发展漫谈（中篇）；蛋白质测序技术发展漫谈（下篇）前面描述了目前成熟的蛋白质测序方法，并对最流行的基于质谱的蛋白质测序方法进行了综述。非质谱依赖的蛋白质测序手段，除了几十年前发展的基于Edman降解法通过气相或液相色谱测序的方法，最近热门领域的方法主要包括基于荧光或纳米孔的单分子蛋白质测序，代表了未来的发展方向。基于纳米孔单分子蛋白质测序方法纳米孔测序（nanopore sequencing）法是借助电泳驱动力使待测单个分子逐一通过纳米孔，通过检测纳米孔截面的电流变化来实现对序列的测定。纳米孔测序最初在1996年被提出，通过膜通道检测多核苷酸序列，也就是单分子DNA的测序[1]。随着使用纳米孔对单分子DNA测序技术的逐渐成熟[2-5]，纳米孔技术也被应用在单分子蛋白质的鉴定上。对于DNA来说，其二级结构和电荷相对比较一致，它的聚合物比较容易处理，而且仅由四种碱基组成，单分子DNA测序比较简单。相比之下，蛋白质分子由20种氨基酸组成，并且蛋白的电荷和疏水性多变，还存在大量的二级和三级结构，因此基于纳米孔技术对蛋白质的鉴定要比DNA困难很多[6]。当前的基于纳米孔对蛋白质分析的主要探索方向是通过寡核苷酸适配子或抗体等亲和分子对纳米孔进行功能化，当蛋白质或肽段分子通过纳米孔时，由于不同氨基酸在纳米孔附近的结合或通过会引起不同幅度的电流变化，基于这些变化就可以确定氨基酸的种类，从而逐个得到所测蛋白质或肽段的序列信息（图1）。图 1 借助纳米孔的横向电流检测单分子蛋白质[2]牛津大学的Hagan Bayley[7]团队将单个α-血溶素蛋白孔插入两侧带有电极的膜中，磷酸化的蛋白质在DNA寡核苷酸的牵引下展开，并穿过纳米孔，通过记录纳米孔的电流变化区分出了202个磷酸化蛋白质的4种不同亚型，但无法鉴定蛋白质的一级结构。Francesco[8]团队将蛋白质或氨基酸吸附在金纳米星上，并施加电等离子体力将粒子推进并约束在金纳米孔内，利用金纳米星与金纳米孔壁之间的单个热点，实现了单分子表面增强拉曼散射（SERS）探测，用于检测氨基酸，并且可以分辨仅含有两个不同氨基酸的单个多肽分子抗利尿激素和催产素。Cao等[9]通过单个定点突变，在具有锥形识别位点的耻垢分枝杆菌孔蛋白A（MspA）的纳米孔内腔中引入了甲硫氨酸，从而将该反应有目的的移植到了MspA纳米孔最尖锐的识别位点，并观测到了相应的单分子反应信号。该纳米孔可以引入更多的离子电流，从而放大检测信号，其狭窄的识别位点则提供了更高的空间分辨率，大大削弱了周围氨基酸的干扰，从而拓宽生物纳米孔的单分子检测功能，有望推进基于孔道的单分子蛋白质测序研究。Ouldali[10]研究团队研发出了一种新型气溶素纳米孔，此纳米孔借助将氨基酸附着在聚阳离子载体上，使氨基酸在纳米孔上停留时间变长，并检测其通过纳米孔时电流的变化，最终可识别出组成蛋白质的15种氨基酸，也能检测到组成蛋白质的其余5种氨基酸的电流变化，但是无法对其进行区分。虽然只是对氨基酸进行识别，但作者设想通过对蛋白或者肽段末端氨基酸逐个降解，利用纳米孔技术鉴定从末端释放出来的氨基酸，从而对蛋白质或肽段序列进行测定。Zhao[11]等将一对金属电极分隔在约2nm的孔洞旁，当氨基酸线性穿过这种纳米孔的时候，每一个氨基酸都会完成一个回路，并反馈出相应的电信号，常见的20种氨基酸在通过纳米孔时都可以产生电信号。有的氨基酸需通过大约50种不同信号特征被鉴定，但绝大多数的氨基酸仅需要不到10个信号特征被鉴别。这种方法不仅能够高可信度的鉴定氨基酸，还能区分翻译后修饰的氨基酸（肌氨酸）及其前体（甘氨酸）、区分同分异构体的亮氨酸与异亮氨酸、区分对应对映异构体的氨基酸镜像分子L-天冬酰胺和D-天冬酰胺。此技术被应用于对两条由四个氨基酸组成的短肽（GGGG 和GGLL）进行测序，单分子短肽穿过纳米孔，孔道两边电极记录每个氨基酸通过时产生的电信号，通过测序算法，识别代表不同氨基酸的特征信号，从而得到短肽的序列。基于纳米孔单分子蛋白测序目前还属于初步发展阶段，除了需要根据电信号准确区分组成蛋白质的氨基酸以外，另一个关键是设计可一次拉动一个蛋白质或氨基酸穿过纳米孔的“马达”。为了让蛋白质或肽段顺利穿过纳米孔，研究者们在蛋白质一端添加了一串带有负电的氨基酸或者一段短DNA，用氨基酸或DNA链拉动蛋白质，可以使一些蛋白质打开折叠并顺利穿过纳米孔，但另一些复杂折叠的蛋白需要更多拉力，于是研究者在引导序列上添加了可以打开折叠的ClpX的识别位点[12]。这个系统能够将简单折叠的目标蛋白牵引过纳米孔，但对于折叠非常紧密的蛋白质仍要使用变性剂来打开折叠。基于纳米孔技术对单分子肽段或蛋白质测序目前还停留在对氨基酸鉴定和对短肽的区分阶段，还不能实际应用于对蛋白质的测序。虽然纳米孔测序具有高通量、对样品需求量少的优点，但是现有的纳米孔过大，失去了对氨基酸的区分能力，同时蛋白质分子通过孔道过快，加大了对信号读取难度；其次由于需要将蛋白的三级和二级结构破坏掉，纳米孔道需要能够耐受非常苛刻的化学和力学条件；第三，由于蛋白带电不均匀，控制其穿孔的速率也非常困难。所以目前的方法还不能准确的测得蛋白质的序列，基于纳米孔的单分子蛋白质测序技术还有很大的发展空间。基于荧光的单分子蛋白质测序方法基于荧光的单分子蛋白质测序同纳米孔测序一样，都可以对极少量蛋白质样品进行检测，其原理是先将蛋白质酶解成肽段，对肽段中特定氨基酸选择性标记不同的荧光基团[13]，对不同氨基酸上的荧光进行观察，从而确定肽段部分氨基酸序列，再将这些序列与蛋白质组序列比对，即可确定肽段的来源蛋白（图2）。图 2 基于荧光的单分子蛋白测序流程[14]。Ginkel[15] 和Yao [16]都利用ClpXP蛋白酶辅助对肽段进行选择性荧光标记，可对序列中的赖氨酸和半胱氨酸进行标记，通过Förster共振能量转移依次读出被标记的肽段的氨基酸的信号。Swaminathan[14] 将蛋白质酶解成肽段，再将肽段固载到玻璃片上[17]，使用特定荧光基团分别对肽段中的赖氨酸和半胱氨酸选择性标记，通过Edman降解技术对固载的肽段进行降解，每次降解后都使用全内反射荧光（TIPF）显微镜进行观测。如果被标记的赖氨酸和半胱氨酸在Edman降解中从肽段N端释放出来，被标记的以上两种氨基酸的位置就会被检测到。同时还发展了用于监测单个肽荧光强度的图像处理算法，并对误差源进行分类和建模，可以测得序列中部分氨基酸的信息。将测得的部分序列与参考蛋白质组序列比对，即可确定肽段的来源蛋白，通过与蛋白质组序列比对，可以鉴定到在人源蛋白质组中的绝大多数蛋白质。基于荧光单分子蛋白测序技术主要有三方面难点，一方面在于目前仅能对赖氨酸和半胱氨酸等几种氨基酸进行特异性荧光基团的标记，无法对所有氨基酸都进行标记；第二个难点是Edman降解是在强酸或强碱的环境中进行，对这些荧光基团的稳定性要求很高；第三个难点是对后期图像处理有较高的要求，如果序列中每个氨基酸都标记上不同的荧光基团，且发光峰易交叠难分辨，这给荧光处理算法带来了难度。因此，基于荧光的单分子蛋白测序技术虽然可以对极微量蛋白质样品分析，但目前仅能测得部分氨基酸序列，对蛋白质全序列的测定目前尚不能实现。[1] Kasianowicz J J, Brandin E, Branton D, et al. 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Solid-Phase Peptide Capture and Release for Bulk and Single-Molecule Proteomics [J]. ACS Chem Biol, 2020, 15(6): 1401-1407.作者简介：中国科学院大连化学物理研究所 单亦初副研究员1997年于中国科学技术大学获理学学士学位。2002年于中国科学院大连化物所获理学博士学位。2002年10月至2009年5月在德国马普协会马格德堡研究所、美国德克萨斯大学医学院及澳大利亚弗林德斯大学工作。2009年7月应聘到中国科学院大连化物所任副研究员。主持多项研究课题，包括国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金面上项目等。已在Analytical Chemistry、Journal of Proteome Research、Journal of Chromatography A等杂志发表论文近80篇。主要研究方向包括蛋白质组鉴定和蛋白质组相对及绝对定量、蛋白质翻译后修饰富集和鉴定、蛋白质组末端肽富集和鉴定、蛋白质相互作用分析、蛋白质全序列从头测定及药物靶蛋白筛选。（本文经授权发布,仅供读者学习参考）专家约稿招募：若您有生命科学相关研究、技术、应用、经验等愿意以约稿形式共享，欢迎邮件投稿或沟通（邮箱：liuld@instrument.com.cn ）。

不法商人添加非法添加物的根本原因是，本来劣质产品中蛋白质含量就很低，需要添加用凯氏定氮法查不出的含氮物质充数。因为现行的凯氏定氮蛋白质测定方法局限于：只能测试总有机氮含量，而非特定的蛋白质中氮含量，因此，方法缺陷被不法商人所投机利用，使伪劣产品蒙混达标。 传统上，蛋白质的测定一直采用凯氏定氮法。该法的误区是：通过氧化还原反应，把低价氮氧化并转为氨盐，再通过氨盐中氮元素的量换算成蛋白质的含量。凯氏定氮针对有机氮化合物，主要是指蛋白质，aa，核酸，尿素等N3-化合物。非蛋白质的含氮化合物，，如三聚氰胺等，在凯氏定氮过程中，被同样消化成(NH4)2SO4，造成蛋白值虚高，我们统称这些化合物为假蛋白氮（NPN）。 从食品安全控制可靠性上考虑，解决问题的根本方法，是直接测试食品中的真蛋白质含量。因为，如果能够一次直接测定食品中真蛋白质含量，那么就堵住了市场监管上的漏洞，使伪劣产品无所遁形。因此添加假蛋白质物质，如三聚氰胺等就毫无意义了。区别蛋白质与NPN的意义在于可以获得真实准确的蛋白质含量。从根本上解决了问题，厂商只能提供达标产品。这对需要进行蛋白质检测行业如食品、饲料及蛋白研究和管理领域具有重要的价值。呼吁中国国家有关部门将真蛋白质检测尽快纳入预防性安全监控标准。 1．食品行业的蛋白质问题 监控食品加工过程中的所有流程节点，包括原料采购、浓缩、勾兑、干燥、储存等。如假劣奶粉的危害就在于产品未达到国家蛋白标准限定，但在&ldquo 国标&rdquo 的凯氏定氮法检测后通过检测，其原因就在于搀加大量的NPN，造成蛋白质含量虚高。所添加的NPN大部分是化工产品，严重威胁食品安全。 2．饲料行业的蛋白质问题 饲料行业同样面临NPN造成的危害。例如最近引起社会关注的三聚氰胺。三聚氰胺含氮量达66%，白色无味，与蛋白粉外观相似，是被不法厂商大量使用的NPN。与&ldquo 瘦肉精&rdquo 、&ldquo 苏丹红&rdquo 等少数违禁添加剂一样，损害动物机体健康，并最终通过食物链转移到人体内。三聚氰胺高温下会形成氰化物，长期或反复接触对肾脏器官形成巨大损害。 3．其他研究领域的蛋白质问题 植物原料中NPN的含量随季节、地域及品种变化很大。精确检测蛋白质含量，排除NPN干扰对于保证科学研究的严谨性具有重要意义。 美国CEM 公司的真蛋白质SPRINT分析仪，是目前唯一的真蛋白质测试仪,其主要特点： 1.直接测量&ldquo 真蛋白质&rdquo ，而非总氮含量 2.所有类型样品检测（液体、固体、粉末状、奶油、肉类、坚果类、谷物、种子等）； 3.测量时间只需两分钟；全自动操作，无需有经验的化学家； 4.对三聚氰胺等非法添加剂，不会产生错误的蛋白质测量结果,精确性和准确度等优于凯氏定氮法； 5.对非氮蛋白质的测定无需校准，直接测量； 6.无需化学试剂；相比目前的检测方法，具有更低的操作成本；http://www.analyx.com.cn/products/list.asp?classid=122

此试剂盒可简化样品前处理过程，为生物分析科研人员提供一套标准化的流程，帮助实现快速、准确和精确的蛋白质定量分析 美国马萨诸塞州米尔福德市，2015年1月20日 – 沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）今日隆重推出全新的Waters ProteinWorks酶解试剂盒系列，此试剂盒可通过特征性肽分析方法对蛋白质进行简便、快速的标准化LC-MS定量分析。这款解决方案试剂盒非常适用于生物创新药和生物仿制药开发公司、CRO、疾病研究中心、医院以及大学医学中心的蛋白质生物分析实验室。沃特世全球即日起开始供应此5款试剂盒。ProteinWorks酶解试剂盒系列沃特世消耗品业务部门副总裁Mike Yelle表示：“我们在与科学家的合作中发现，治疗性蛋白质研究领域迫切需要一种更出色的生物分析样品前处理方法。现在的方法会因为缺乏标准化流程而带入诸多变异性，ProteinWorks试剂盒能够简化和标准化蛋白质定量工作流程，同时缩短处理时间、提高结果的精密度和准确度。”除此之外，这款试剂盒还有望帮助生物制药领域的科学家们更轻松地部署CRO方法，以及在多个实验室之间实现方法转移。通过ProteinWorks eXpress酶解试剂盒实现精确的蛋白质酶解ProteinWorks eXpress酶解试剂盒包含经过预先检测且具有批次可溯源性的试剂、灵活的96孔样品收集模块和易于操作的分析方案，可对经过免疫纯化和未经免疫纯化（全血）的血浆和血清样品进行可重现的快速酶解，实现高准确度和灵敏度的蛋白质定量分析。ProteinWorks产品系列包括经过优化的μ Elution SPE可选套装和相应的分析方案，它能够提高分析灵敏度、降低基质干扰，以及提高LC-MS系统的稳定性。ProteinWorks试剂盒出色的重现性为实验室内和实验室间实现高度标准化流程带来新的可能，方法的转移将更为简便，也更易实现。有关更多信息，请参阅沃特世有关分析大鼠血浆中英夫利昔单抗的相关应用纪要，（复制链接http://www.waters.com/waters/library.htm?locale=zh_CN&cid=134857789&lid=134868864），其中介绍了使用ProteinWorks eXpress酶解试剂盒可实现的分析速度、准确度、精密度和定量限（LOQ）。 通过LC-MS进行蛋白质生物分析液相色谱（LC）和质谱（MS）在生物分析中可用于测定生物体液中的药物浓度，给出药物在人体内随时间变化的药效数据。为加快生物治疗性蛋白质从开发到应用于患者的研发进程，沃特世将为实验室提供新型的预分析解决方案和LC-MS仪器，帮助他们应对大分子定量中的复杂难题，从而实现持续关注患者需求、改善医疗服务的目标。更多信息：www.waters.com/proteinworkswww.waters.com/digest 关于沃特世公司（www.waters.com）50多年来，沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）通过提供实用、可持续的创新，使医疗服务、环境管理、食品安全和全球水质监测领域有了显著进步，从而为实验室相关机构创造了业务优势。 作为一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术的开创者，沃特世技术的重大突破和实验室解决方案为客户的成功创造了持久的平台。2014年沃特世拥有19.9亿美元的收入，它将继续带领全世界的客户探索科学并取得卓越成就。 ###Waters、ProteinWorks和μ Elution是沃特世公司的商标。

p　　em美/emem国马萨诸塞州米尔福德市，2016年1月20日 –/em 沃特世公司(纽约证券交易所代码：WAT)今日隆重推出全新的Waters ProteinWorks 酶解试剂盒系列，此试剂盒可通过特征性肽分析方法对蛋白质进行简便、快速的标准化LC-MS定量分析。这款解决方案试剂盒非常适用于生物创新药和生物仿制药开发公司、CRO、疾病研究中心、医院以及大学医学中心的蛋白质生物分析实验室。沃特世全球即日起开始供应此5款试剂盒。/pp style="text-align: center "img title="f.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201601/insimg/48f5cd8b-826c-4ed6-a313-88f18218a47c.jpg"//pp style="text-align: center "　　strongspan style="font-size: 14px "Waters ProteinWorks酶解试剂盒系列/span/strong/pp　　沃特世消耗品业务部门副总裁Mike Yelle表示：“我们在与科学家的合作中发现，治疗性蛋白质研究领域迫切需要一种更出色的生物分析样品前处理方法。现在的方法会因为缺乏标准化流程而带入诸多变异性，ProteinWorks试剂盒能够简化和标准化蛋白质定量工作流程，同时缩短处理时间、提高结果的精密度和准确度。”/pp　　除此之外，这款试剂盒还有望帮助生物制药领域的科学家们更轻松地部署CRO方法，以及在多个实验室之间实现方法转移。/pp　　strong通过ProteinWorks eXpress 酶解试剂盒实现精确的蛋白质酶解/strong/pp　　ProteinWorks eXpress酶解试剂盒包含经过预先检测且具有批次可溯源性的试剂、灵活的96孔样品收集模块和易于操作的分析方案，可对经过免疫纯化和未经免疫纯化(全血)的血浆和血清样品进行可重现的快速酶解，实现高准确度和灵敏度的蛋白质定量分析。ProteinWorks产品系列包括经过优化的& #956 Elution SPE可选套装和相应的分析方案，它能够提高分析灵敏度、降低基质干扰，以及提高LC-MS系统的稳定性。/pp　　ProteinWorks试剂盒出色的重现性为实验室内和实验室间实现高度标准化流程带来新的可能，方法的转移将更为简便，也更易实现。/pp　　strong通过LC-MS进行蛋白质生物分析/strong/pp　　液相色谱(LC)和质谱(MS)在生物分析中可用于测定生物体液中的药物浓度，给出药物在人体内随时间变化的药效数据。/pp　　为加快生物治疗性蛋白质从开发到应用于患者的研发进程，沃特世将为实验室提供新型的预分析解决方案和LC-MS仪器，帮助他们应对大分子定量中的复杂难题，从而实现持续关注患者需求、改善医疗服务的目标。/ppstrong　　/strongstrong关于沃特世公司(www.waters.com)/strong/pp　　50多年来，沃特世公司(纽约证券交易所代码：WAT)通过提供实用、可持续的创新，使医疗服务、环境管理、食品安全和全球水质监测领域有了显著进步，从而为实验室相关机构创造了业务优势。/pp　　作为一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术的开创者，沃特世技术的重大突破和实验室解决方案为客户的成功创造了持久的平台。/pp　　2014年沃特世拥有19.9亿美元的收入，它将继续带领全世界的客户探索科学并取得卓越成就。/pp　　Waters、ACQUITY、ACQUITY UPLC、UPLC、UltraPerformance LC和Xevo是沃特世公司的商标。/pp /p

导论近期，来自法兰克福大学医学病毒学研究所和歌德大学医学院团队利用一种新颖的蛋白质组学方法对新冠病毒进行研究，加速确证病毒致病性相关的生物途径以及寻找潜在的药物靶标，提出新冠治疗新疗法。治疗选择细胞层面理解从2019年底由SARS-CoV-2（2型严重急性呼吸综合征冠状病毒）引起的新型冠状病毒疾病（COVID-19）具有高传染性，该病已发展至全球大流行。全球迫切需要开发抑制病毒感染或复制的疗法。SARS-CoV-2与其他冠状病毒有相似之处，所以目前主要通过对已用于其他适应症的药物库进行高通量筛选，鉴定出许多临床上认可的药物，但却缺乏对SARS-CoV-2感染的治疗选择和细胞层面理解。法兰克福大学医学病毒学研究所的Jindrich Cinatl教授和歌德大学医学院的Christian Münch教授团队发表最新研究中，建立感染SARS-CoV-2的Caco-212细胞模型，运用一种新颖的多重增强蛋白质动力学(multiplexed enhanced protein dynamicsme, mePROD)方法进行蛋白质组学分析，能够在高时间分辨率下确定转录组和蛋白质组的变化，加速确证病毒致病性相关的生物途径以及寻找潜在的药物靶标。一、构建细胞感染模型想要开展该研究的重点取决于两点01是否有合适的允许病毒感染的细胞培养模型；02对蛋白质进行时间感染特征分析的敏感蛋白质组学方法。 该研究建立针对SARS-CoV-2高度兼容的细胞模型，在病毒感染24小时后就能迅速见到细胞致病作用 (图1A)。在病毒感染细胞后的2h、6h、10h和24h，分别用定量PCR技术测量上清液中的病毒RNA拷贝数，发现感染后SARS-CoV-2 RNA数量不断增加（图1B）。这表明模型可以用于研究细胞中SARS-CoV-2。图1. SARS-CoV-2 在细胞内快速复制模型。A, 病毒感染24小时后的细胞形态变化 B, 细胞上清液中病毒RNA拷贝数的增加。二、翻译抑制剂防止SARS-CoV-2病毒复制建立好模型，研究人员需要利用一种高效的方法确定SARS-CoV-2感染的时间分布，这时候mePROD蛋白质组学方法应运而生，即基于Orbitrap高分辨质谱仪联用新蛋白代谢标记（SILAC）和串联质量标签（TMT）两种标记方法，进行蛋白差异分析。图2. mePROD蛋白质组学实验流程抑制宿主翻译先前已被用作治疗MERS-CoV等多种冠状病毒感染性疾病。与其他病毒抑制宿主蛋白的合成从而增加病毒蛋白的合成不同，该方法挖掘数据表明SARS-CoV–2仅引起宿主翻译能力的微小变化，作者推测SARS-CoV-2复制可能对翻译抑制更为敏感。通过测试了两种翻译抑制剂，即环己酰亚胺（cycloheximide, 翻译延伸抑制剂）和曲美汀（emetine, 抑制40S核糖体蛋白S14）。在无毒浓度下，两个化合物均对SARS-CoV-2复制产生了显着抑制作用从而发现翻译抑制剂是细胞中SARS-CoV-2复制的有效抑制剂。图3. 环己酰亚胺和曲美汀对病毒复制的抑制作用三、发现潜在的抗病毒靶标重点来了，通过前期蛋白质组学大数据挖掘，目前一张蓝图已展现在眼前，下一步的重中之重就是探究与病毒蛋白共同增加的宿主蛋白，从而寻求潜在的SARS-CoV-2复制抑制剂。作者分析了与病毒蛋白变化趋势相似的蛋白，在数据中富集的代谢途径主要由不同的核酸代谢子途径组成。基于此，研究者测试核苷酸合成抑制剂对细胞中SARS-CoV-2复制的影响，高达10 μM的布雷奎纳（brequinar，抑制双氢乳清酸脱氢酶并不具有抗病毒的作用。相比之下，低浓度下的利巴韦林（ribavirine，抑制肌苷一磷酸脱氢酶）即可抑制SARS-CoV-2复制（图4C），这表明利巴韦林是可以进行进一步检测的候选药物。此外，与蛋白质折叠相关的蛋白变化与病毒蛋白质较为一致，p97是AAA家族的六聚体ATPase酶，也是真核生物最丰富的蛋白之一，通过调节蛋白的稳定性来执行一系列生物学功能，参与膜融合、蛋白降解等过程。测试p97的小分子抑制剂NMS–873对SARS-CoV-2复制的影响。研究表明，NMS–873在低纳摩尔浓度下即可完全抑制SARS-CoV–2（图4D）。图4. 核酸代谢相关的蛋白水平与病毒基因表达相关。A, 病毒蛋白随感染时间的变化；B, 宿主蛋白与病毒蛋白关联的GO分析；C, D, Ribavirin和NMS–873的抗病毒实验。（点击查看大图） 结论全球对于病毒高效治疗方案的需求非常紧迫，深入了解病毒机理及致病性相关的生物途径变得非常关键。定量蛋白质组学是病毒机理研究的主要手段之一，文中提及的mePROD蛋白质组学研究方案均基于Orbitrap组学金标准技术，能够提供超高分辨率和灵敏度，可为病毒蛋白质组学研究者所面临的挑战“样本基质复杂、蛋白质鉴定数量不足、假阴性/假阳性结果”提供强大的技术保障。

张丽华　　申请发明专利50余项，其中30余项获得授权，7项获得实施转化，主持或参加的科研项目共20余项。作为国家重大科学研究计划的首席科学家，中国科学院大连化学物理研究所研究员张丽华是名副其实的高产“大户”。　　她带领课题组深耕“蛋白质定性和定量新方法和相关技术研究”，为发现与生命活动密切相关的重要蛋白质提供了关键技术支撑，并将发展的新材料、新方法应用于肝癌等重大疾病的研究。　　从蛋白质入手　　在如今这个“谈癌色变”的年代，每年中国有300万新增癌症患者，有220万人因癌症而死亡。国际癌症研究机构预计，至2030年中国每年癌症患者将达到500万人，因此而死亡的人数达到350万人。　　当前，癌症患者求医时大多处于中晚期，病人的存活率也十分堪忧。相比之下，很多早期癌症患者的治愈率在80%以上，“早发现、早治疗”是最行之有效的方法。　　然而，想要在癌症扩散前就作出准确诊断绝非易事。张丽华带领团队从蛋白质下手，捕捉着肿瘤高低转移细胞株中发生变化的蛋白质。作为生命活动的主要执行体，蛋白质承载着重要的信息，其种类繁多、无处不在——催化反应的酶、提供免疫的抗体、跨膜运输的载体统统都是蛋白质。　　“以肝癌高低转移细胞株为例，我们利用自己发展的规模化蛋白质定量分析技术，发现高转移细胞株与低转移细胞株之间有100多个蛋白质存在差异表达，其中就有促进和抑制肝癌转移的重要蛋白质。”张丽华说，“只要能调控这些蛋白质的表达，就有希望降低肿瘤细胞的侵润和转移能力，提高患者的生存力。我们将对其中一些重要的蛋白质进行大量临床样本的验证，期待能推出精准的检测试剂盒，有助于医生评估癌症的转移风险。”　　但看似简单的检测分析过程背后却充满了挑战，要想将这些与疾病发生发展密切相关的蛋白质从海量的蛋白质中筛选出来，定量的准确度和分析速度的快慢至关重要。　　建立分析新方法　　酶解是蛋白质组样品预处理中不可或缺的环节。传统在自由溶液中的酶解方法通常需要消耗十几个小时 不仅严重制约分析速度，而且离线的操作会影响定量结果的准确度。张丽华团队提出了扬长避短的解决之道——固定化酶 通过提高单位面积上酶的浓度，既能加快蛋白质的酶解，又能降低酶的自降解几率。　　固定化技术必须既让酶“死心塌地”，又不能让蛋白质“恋恋不舍”。为此，过去10年间，张丽华带领的团队没少在固载材料上花心思。“球形的、颗粒的、整体的̷̷各种各样的固载材料和修饰方式都进行了优化和选择。”她介绍道，从十几小时缩短到几秒，就像魔术师对酶施了魔力一样。这项技术通用性极强，不仅提高了蛋白质样品预处理的速度，还解决了国内外众多研究蛋白质的同行的“痛点”——实现与分离鉴定系统的在线联用，显著提高了蛋白质组样品的酶解效率和分析通量。　　此外，她带领的团队还取得了一批成果：研制出了新型蛋白质印迹材料、固定化金属亲和色谱材料等，将鉴定灵敏度提高了2～3个数量级 建立了基于质量亏损的准等重标记技术，以及集成化定量分析平台，将蛋白质组相对定量的偏差由40%～50%缩小为10%以内，提高了定量的准确度、精确度和通量。　　恩师的引领　　如今，张丽华谈起蛋白质来头头是道，谁又能想到她其实并没有生命科学的相关教育背景。张丽华读博士期间主攻环境小分子，是在导师张玉奎院士的建议下转向潜力巨大的生物分析领域的。“作为一种生物大分子，蛋白质的分离分析更具有挑战性。”她说。　　从儿时对科学懵懂的梦想，到真正走上科研的道路，张丽华遇到的每一位导师都将严谨的态度和创新的精神传授给她。在张丽华读博士期间，由于她所在的团队重新组建，在急需用人的情况下，导师张玉奎义无反顾地把她送到了国外，在德国DAAD资助下开展博士生联合培养研究，并随后让她继续在日本从事博士后研究。　　导师的胸怀，对学生的无私奉献，让张丽华深深感动。回国后，在对学生的培养过程中，她也希望能够秉承恩师的这种精神，给学生创造更好的机会，让他们具有更好的发展空间。　　中国科学院大连化学物理研究所、德国国家环境健康研究中心生态化学所、日本德岛大学药学院̷̷一路走来，有恩师们的指引和帮助，有团队成员和学生们的辛勤工作，有研究所创造的优异的科研环境，张丽华坦言自己是幸运的，只希望能在这条路上走得更扎实、更久更远。　　“现在我最大的业余爱好就是陪儿子。”张丽华笑称。她会在下班后尽早回家，陪儿子阅读和游戏。她希望在兼顾事业的同时，也能陪伴孩子一同成长。

随着人类基因组计划的完成，因对基因组的解读需求，后基因组时代到来；蛋白质是生命活动的功能执行者，是基因编码的终产物和药物作用于体内的直接靶标，我们期待借助超高分辨质谱技术为依赖的蛋白质组学技术来解读基因组学的天书，让质谱表征的蛋白质组学能够为生命活动提供更加贴近表型的解释。它为疾病致病机理发现、癌症的早期诊断及新型标志物研发、预后预测、精zhun分型、指导用药、临床样本数字化等均提供了准确全面的信息，为人类的疾病治疗策略、药物开发等提供新方案，是人类对抗疾病、保持健康的又一利器。1. 蛋白质组学与癌症的诊断与治疗基于超高分辨质谱的癌症蛋白质组学分子图谱的全景研究，目前已得到长足的发展，其中中国的蛋白质组学人也作出了非常优异的工作。科学家们试图对癌症患者的样本进行蛋白质组学分析，寻找每种癌症的驱动靶点，并使用特定的药物进行干预治疗。CNHPP团队有许多代表性工作，如2019年发表于Nature的围绕乙肝病毒感染相关的临床早期肝细胞癌患者样本进行蛋白质组学与磷酸化蛋白质组学分析，将患者分为三个亚型，并发现了早期肝癌的治疗靶点SOAT1[1]；而发表于Cell的关于肺腺癌的研究，选取了中国人群的103例肺腺癌的癌与癌旁组织，进行蛋白质组学表达谱及磷酸化翻译后修饰谱的表征，发现了aging这一在不吸烟的女性患者显著富集的特征，通过蛋白质组学数据将病人分为三个亚型且可有效指征病人的预后，并发现了HSP90β可作为潜在的诊断标志物[2]。Fig1. HBV相关的早期肝细胞癌样本多组学分析示意图（点击查看大图）Fig.2 肺腺癌样本多组学分析示意图（点击查看大图）2. 人类的追求：瘦与长寿除了我们一直关注的肿瘤的话题，特别是年轻人，总有一个特别关注点，那就是减肥，而随着工业化进程的推进，现代人拥有了源源不断的能量来源，也使得肥胖成为一个全球性的问题。发表于蛋白质组学专业领域杂志MCP上的文章中[3]，作者应用TMT定量蛋白质组学技术，揭示了年龄因素及长期、短期高脂饮食对小鼠的影响的研究发现，在短期的高脂饮食组中，差异蛋白主要集中于脂代谢和氧化还原通路，而长期的高脂饮食则使得差异变化的蛋白集中于免疫应答通路及体液调节系统-肾素-血管紧张素系统；值得关注的是，若再引入年龄因素，在高脂饮食与衰老因素的共同作用下，发生了剧烈的蛋白质表达量的变化(155个差异蛋白)，主要集中于尿素循环、免疫应答/补体激活、细胞外基质重塑以及细胞凋亡等途径。这也提示我们，随着我们年龄的增长，要更加关注自己体重的变化哦。Fig.3 各比较组差异蛋白（点击查看大图）随着年龄的增长，许多疾病的风险加大，而衰老本身，也是一个人类关注的永恒的主题。作为神经退行性疾病的阿尔茨海默病(AD),对患者本身及其家庭都会带来较重的负担，故对高危患者的早期识别与诊断尤其重要。发表于衰老领域专业杂志Aging cell的文章[4]，作者根据患者的认知障碍程度，将患者分为轻度及重度认知障碍组与对照人群组的与神经元在生物学上有相似之处的血小板样品进行TMT标记的差异蛋白质组学分析,发现四种血小板蛋白PHB，UQCRH，GP1BA和FINC的组合有希望成为判断患者认知能力的生物标志物。Fig.4轻度及重度认知障碍组与对照人群组差异蛋白及通路图（点击查看大图）同样发表于Aging cell的文献对衰老的蛋白质组学研究中的标志物和通路进行综述[5]，在对血浆、血清、尿液、唾液及多种组织的研究中，共鉴定到232种年龄相关的蛋白，对这蛋白进行富集分析，其主要集中于胰岛素样生长因子(IGF)通路、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)、缺氧诱导因子1(H1F1)、细胞因子信号通路、叉形头转录因子O亚型(FOXO)代谢通路、叶酸代谢通路、晚期糖基化终末产物(AGE)以及其受体 (RAGE)的代谢通路等。这些通路许多都已证明与衰老相关，如IGF1通路，其激活的下游MAKP通路以及PI3K通路汇聚靶点mTOR都会影响细胞的生长、分化等功能，并最终影响人类的衰老、寿命。Fig.5衰老相关蛋白富集通路分析（点击查看大图）3. 未来已来：质谱技术在生物大分子临床检测中的应用在各个领域的疾病的基础研究及临床检测中，基于质谱的定量蛋白质组学均可作为一个强劲的工具，为人类关注的健康主题开展研究，探究其治病机制、寻找更可靠有效的治疗手段等；而除基础研究外，质谱大分子检测技术也直接走向临床，造福患者。如依赖超高分辨质谱检测的类胰岛素生长因子IGF1的案例，IGF1是一种人体内的激素，其与胰岛素有着相似的功能，可参与并维持血糖水平，并与生长激素一起促进骨骼和组织的生长。IGF1检测可用于临床诊断生长发育迟缓的青少年儿童及用药后评价。质谱对于检测IGF1突变的检测优于免疫法，且不受制于抗体的产品，使得质谱法对IGF1的检测逐渐成为金标准。利用Transcend II TLX-4与Orbitrap超高分辨质谱连用的方法，使得对IGF1的超高通量的精zhun定量成为可能。Fig.6 IGF1检测流程图（点击查看大图）面对新冠大流行的局面，RT-qPCR技术以其超高的灵敏度成为新冠病毒检测的金标准；而面对日益增长的检测需求，RT-qPCR也出现了如试剂短缺等问题。质谱仪器同样具备超高的灵敏度，使用质谱来辅助新冠病毒检测的方法也应运而生。2020年发表于AC的文章中[6]，研究人员利用超高分辨质谱的PRM的采集模式，对来自新冠病毒的NP蛋白和S蛋白的特异的靶标肽段，在模拟的体液复杂样品体系中进行定量, 结果显示检测所需病毒颗粒的滴度约为2 × 105个病毒颗粒/mL, 使其成为一种有吸引力的替代RT-qPCR的检测方法。Fig.7 SARS-CoV-2靶标肽段PRM分析工作流程示意图（点击查看大图）参考文献：[1] Jiang Y, Sun A, Zhao Y, et al. Proteomics identifies new therapeutic targets of early-stage hepatocellular carcinoma[J]. Nature, 2019, 567(7747): 257-261.[2] Xu J Y, Zhang C, Wang X, et al. Integrative proteomic characterization of human lung adenocarcinoma[J]. Cell, 2020, 182(1): 245-261. e17.[3] Plubell D L, Wilmarth P A, Zhao Y, et al. Extended multiplexing of tandem mass tags (TMT) labeling reveals age and high fat diet specific proteome changes in mouse epididymal adipose tissue[J]. Molecular & Cellular Proteomics, 2017, 16(5): 873-890.[4] Yu H, Liu Y, He B, et al. Platelet biomarkers for a descending cognitive function: A proteomic approach[J]. Aging cell, 2021, 20(5): e13358.[5] Moaddel R, Ubaida‐Mohien C, Tanaka T, et al. Proteomics in aging research: A roadmap to clinical, translational research[J]. Aging Cell, 2021, 20(4): e13325.[6] Cazares L H, Chaerkady R, Samuel Weng S H, et al. Development of a parallel reaction monitoring mass spectrometry assay for the detection of SARS-CoV-2 spike glycoprotein and nucleoprotein[J]. Analytical chemistry, 2020, 92(20): 13813-13821.如需合作转载本文，请文末留言