蛋白质和衍生物

Edman降解法是测定蛋白质序列的经典方法，该方法由瑞士生物化学家佩尔维克托于1950年创立。Edman降解法通常是以周期的形式来表征。对于一个完整的周期，异硫氰酸苯酯标记上指定肽段的N末端，环化，之后被标记的氨基酸在酸性条件下从肽链中游离出来，进一步酸化后形成一个更加稳定的乙内酰苯硫脲-氨基酸(PTH-AA)衍生物。PTH-AA衍生物可以通过高效液相色谱鉴定。埃德曼降解周期就是通过反复地将多肽的氨基酸依次降解下来，从而鉴定氨基酸序列。　　1982年，美国应用生物系统(ABI)公司了将第一台商用自动多肽测序仪推向市场，并被实践证明是可靠和耐用的。实际上，在过去几十年中，自动多肽测序仪只有屈指可数的一些改进，但此类自动肽测序仪仍是测定肽序列的黄金标准。然而，串联质谱的使用已经成为日益重要的肽序列测定工具。质谱，特别是串联飞行时间(TOF-TOF 和QTOF)质谱仪可以对少量样本进行更快速的分析。　　与质谱相比，自动Edman降解测序的明显优势在于：已被化学验证的精确性、系统初始投资较小 然而，它的缺点是：分析时间较长、测得序列数有限，典型的测量长度范围是20~50个氨基酸序列。而对于低丰度的肽、无法获得N末端的肽，或者需要更短的分析时间，质谱则是理想的工具。但是，质谱价格高且无法区分同分异构的氨基酸。　　虽然美国应用生物系统(ABI)公司主导了自动多肽测序仪的市场，但由于市场疲软，ABI于2008年6月停止生产自动多肽测序仪。然而岛津公司看准了机会，在2009年匹兹堡会议上将其PPSQ自动多肽测序仪推向北美市场，PPSQ已在日本广泛应用超过20年。另一方面，对用质谱测定蛋白质序列的方法改进的需求保持旺盛，布鲁克道尔顿公司最近推出了Edmass Micro MALDI-TOF和 Edmass Ultra TOF-TOF 系统，这是专门为没有质谱使用经验的多肽化学家们设计的。　　自动多肽测序仪的市场主要来自于科研机构，但过去几年中自动多肽测序仪的市场需求增长处于某种停滞状态，尤其是质谱变得容易获得。但是，随着肽自动测序仪在连续使用过程中的老化，Edamn化学家们正在准备购买新设备。售后服务、附件、耗材及试剂有望在短期内对自动多肽测序仪市场产生推动作用。

我最近在做乳饮料中甜蜜素的测定，因乳饮料中含有一定量的蛋白质，需除去样品中的蛋白质，再进行衍生化处理！我该用什么处理好？

[color=#231815]生物活性蛋白质分离纯化技术研究进展[/color][color=#231815][color=#333333]生物体是天然活性蛋白质的宝库,近年来,越来越多具有生物活性的蛋白质被发现和研究,在生物制药、营养食品等方面具有广阔的应用前景。然而,分离纯化的技术与策略将影响天然蛋白的活性与功能,以及相关的经济效益。基于目前研究现状,对生物活性蛋白质的分离纯化技术进行了综述。 [/color][/color]

蛋白质组学研究--生物质谱技术 对分离的蛋白质进行鉴定是蛋白质组研究的重要内容，蛋白质微量测序、氨基酸组成分析等传统的蛋白质鉴定技术不能满足高通量和高效率的要求，生物质谱技术是蛋白质组学的另一支撑技术。 生物质谱技术在离子化方法上主要有两种软电离技术，即基质辅助激光解吸电离(matrix—assisted laser desorption／ionization，MALDl)和电喷雾电离(electrospray ionization，ESl)。MALDI是在激光脉冲的激发下，使样品从基质晶体中挥发并离子化。ESI使分析物从溶液相中电离，适合与液相分离手段(如液相色谱和毛细管电泳)联用。MALDI适于分析简单的肽混合物，而液相色谱与ESI—MS的联用(LC—MS)适合复杂样品的分析。 软电离技术的出现拓展了质谱的应用空间，而质量分析器的改善也推动了质谱仪技术的发展。生物质谱的质量分析器主要有4种：离子阱(iontrap，IT)、飞行时间(TOF)、四极杆(quadrupole)和傅立叶变换离子回旋共振(Fourier transform ion cyclotron resonance，FTICR)。它们的结构和性能各不相同，每一种都有自己的长处与不足。它们可以单独使用，也可以互相组合形成功能更强大的仪器。 离子阱质谱灵敏度较高，性能稳定，具备多级质谱能力，因此被广泛应用于蛋白质组学研究，不足之处是质量精度较低。与离子阱相似，傅立叶变换离子回旋共振(FTICR)质谱也是一种可以“捕获”离子的仪器，但是其腔体内部为高真空和高磁场环境，具有高灵敏度、宽动态范围、高分辨率和质量精度(质量准确度可很容易地小于1mg／L)，这使得它可以在一次分析中对数百个完整蛋白质分子进行质量测定和定量。FTICR—MS的一个重要功能是多元串级质谱，与通常的只能选一个母离子的串级质谱方式不同，FTICR—MS可以同时选择几个母离子进行解离，这无疑可以大大增加蛋白质鉴定工作的通量。但是它的缺点也很明显，操作复杂、肽段断裂效率低、价格昂贵等，这些缺点限制了它在蛋白质组学中的广泛应用。MALDI通常与TOF质量分析器联用分析肽段的精确质量，而ESI常与离子阱或三级四极杆质谱联用，通过碰撞诱导解离(collision—induceddissociation，CID)获取肽段的碎片信息。 1. MALDI—TOF—MS (1)MALDI—TOF—MS的技术特点：①具有分离、鉴定双重功能，可用于混合物的分析；②测量范围宽，相对分子质量可达300 000；③精度高，蛋白质相对分子质量测定精度可达0．01％；④灵敏度高，所需样品量少，可达fmol级；⑤分析时间短，5～10rain可完成一次分析；⑥样品制备简便，操作易自动化；⑦对样品要求低，能忍耐较高浓度的盐、缓冲剂和非挥发性杂质，所以特别适合于鉴定二维凝胶电泳分离的蛋白质。 (2)MALDI—TOF—MS的技术改进：近年来MALDI—TOF—MS又有许多新的技术改进，以提高其检测灵敏性和准确度，增强其蛋白质鉴定的功能。如将MALDI离子源与四极杆—飞行时间—串联质谱对接，实现了同一样品在同一质谱仪上的肽指纹图谱与肽序列标签分析同时进行，提高于蛋白质鉴定的速度和准确性。还有MALDI—TOF—TOF—MS等。但这些技术共同的缺点是仪器非常昂贵。 (3)MALDI—TOF—MS的发展方向：①寻求新的基质(如混合基质、室温离子化液体等)和新的制样方法(如超微量进样，n1级)；②将新技术应用在分析中(如酶切技术、毫微升溶剂提取技术等)；③对质谱仪进行改进或与其他分析仪器联用，如MALDI与傅立叶转换离子回旋共振质谱(MALDI—FTMS)联用能得到更多的蛋白结构信息；④小型化、智能化、简易化及自动化已成为趋势。 2．ESI (1)ESI的优势：①检测范围宽，生物大分子经电喷雾后质荷比大大下降，因而可测相对分子质量高达十几万甚至更高的生物样品；②分辨率和灵敏度高，可达10-15—10-12mol；③不需要特定基质，避免子基质峰的干扰；④适用于结构分析，可分析生物大分子的构象及非共价相互作用，与串联质谱结合可分析蛋白质、多肽的一级结构和共价修饰位点等；⑤自动化程度高，可与液相色谱、毛细管电泳等高效分离手段在线联用；⑥MALDI是脉冲式离子化技术，而ESI是连续离子化技术，检测所需时间更短；⑦ESI常和四极杆质谱联用，仪器价格相对便宜。 (2)ESI的局限性：①对样品中的盐类耐受性差；②对混合物图谱的解析较复杂；③受溶剂的影响和限制很大。目前ESI主要用于亲水生物大分子的分析，较少用于疏水生物样品的分析。总体来说，MALDI和ESI各有长处，有各自的适用范围，是两种互补的技术。 (3)ESI的技术发展：近年来，ESI也有许多新的技术发展。液相色谱与电喷雾质谱连用(LC—ESI—

蛋白质化学与蛋白质组学夏其昌 曾嵘 等编著2004年4月出版ISBN 7-03-012401-4/Q.133116开，平装，580页定价: 75.00元 本书系统论述了蛋白质化学基础理论和实验技巧，也反映了蛋白质组学研究的最新成果。内容包括：蛋白质的表征，蛋白质的组成分析和序列测定，与此相关的实验方法，包括各种色谱、电泳、质谱技术等，以及应用在蛋白质表征研究和基因工程产品的质检方面的实际范例。在蛋白质组学领域介绍了基本概念、样品制备、双向凝胶电泳的图像分析和定量分析、质谱等常规方法，并介绍了国际上最新的多维技术在研究中的应用；同时充分体现了生物信息学在蛋白质组研究中的重要性。 本书可作为生物学、医学、化学专业大学生，研究生和教学人员的参考书，也是从事生物化学、分子生物学、医学等领域中分离分析工作人员的参考书。

一、 前言基因工程已令人难以置信的扩展了我们关于有机体DNA序列的认识。但是仍有许多新识别的基因的功能还不知道，也不知道基因产物是如何相互作用从而产生活的有机体的。功能基因组试图通过大规模实验方法来回答这些问题。但由于仅从DNA序列尚不能回答某基因的表达时间、表达量、蛋白质翻译后加工和修饰的情况、以及它们的亚细胞分布等等，因此在整体水平上研究蛋白质表达及其功能变得日益显得重要。这些在基因组中不能解决的问题可望在蛋白质组研究中找到答案。蛋白质组研究的数据与基因组数据的整合，将会在后基因组研究中发挥重要作用。目前蛋白质组研究采用的主要技术是双向凝胶电泳和质谱方法。双向凝胶电泳的基本原理是蛋白质首先根据其等电点，第一向在pH梯度胶内等电聚焦，然后转90度按他们的分子量大小进行第二向的SDS-PAGE分离。质谱在90年代得到了长足的发展，生物质谱当上了主角，蛋白质组学又为生物质谱提供了一个大舞台。他们中首选的是MALDI-TOF，其分析容量大，单电荷为主的测定分子量高达30万，干扰因素少，适合蛋白质组的大规模分析。其次ESI为主的LC-MS联机适于精细的研究。本文将简介几种常用的生物质谱技术，并着重介绍生物质谱技术在蛋白质组学各领域的应用。此贴与http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081130/1613156/重复，请版友在发帖前先搜索一下，以免重复发帖，谢谢！

蛋白质的英文名词来源于希腊文，其含义是“第一”和“基本的”。反映了蛋白质是生命活动中最基本的和最重要的物质。蛋白质由碳、氢、氧、氮4种主要元素组成，有的蛋白质还含有硫、磷等其他元素。如血红蛋白含有铁、甲状腺球蛋白含有碘等。蛋白质的基本结构单位是氨基酸。氨基酸的特点是在分子一端含有氮和氢元素组成的化学基团——氨基。动物不能合成氨基，只有植物有利用硝酸盐合成氨基的能力。所以在动物饲养中，要依靠含有氨基酸、蛋白质的饲料，使家畜、家畜等生产蛋白质（净肉）。 蛋白质由一长串氨基酸链组成。一般都很长，如血红蛋白是由580个氨基酸组成。但氨基酸种类只有20种，在蛋白质中按严格的顺序排列，构成多种多样的生物专一性的蛋白质。由于人体不能合成氨基酸，只能从食物中获得蛋白质，并在肠内将蛋白质分解成各种氨基酸，这些氨基酸被吸收后，重新合成人体的特殊蛋白质。合成蛋白质的主要器官是肝脏。 从蛋白质这个名字看，好像蛋白质来源离不开蛋。其实动物、植物以及其他生物体都含有蛋白质。虽然最常党见的蛋白质——蛋清是白色的。但并非所有蛋白质都是白色的。血液上的血红蛋白是红色的，绿色植物的叶绿蛋白是绿色的。 同碳水化物和脂肪相比，蛋白质的两个代谢特点，一是它主要在代谢中发挥作用，而不是分解后为人体提供能量；二是蛋白质代谢的起点和终点都是蛋白质，即起点是人体的异蛋白质（如鱼的蛋白质，鸡肉蛋白质等），而终点则成了人体特有的蛋白质。蛋白质由氨基酸组成，是另一种重要的供能物质，每克蛋白质提供4卡路里的热量。但蛋白质的更主要的作用是生长发育和新陈代谢。过量的摄入蛋白质会增加肾脏的负担。因此蛋白的摄入要根据营养状况、生长发育要求达到供求平衡。通常蛋白摄入所产生的热量约占总热量的20%左右为宜。

一、 前言基因工程已令人难以置信的扩展了我们关于有机体DNA序列的认识。但是仍有许多新识别的基因的功能还不知道，也不知道基因产物是如何相互作用从而产生活的有机体的。功能基因组试图通过大规模实验方法来回答这些问题。但由于仅从DNA序列尚不能回答某基因的表达时间、表达量、蛋白质翻译后加工和修饰的情况、以及它们的亚细胞分布等等，因此在整体水平上研究蛋白质表达及其功能变得日益显得重要。这些在基因组中不能解决的问题可望在蛋白质组研究中找到答案。蛋白质组研究的数据与基因组数据的整合，将会在后基因组研究中发挥重要作用。目前蛋白质组研究采用的主要技术是双向凝胶电泳和质谱方法。双向凝胶电泳的基本原理是蛋白质首先根据其等电点，第一向在pH梯度胶内等电聚焦，然后转90度按他们的分子量大小进行第二向的SDS-PAGE分离。质谱在90年代得到了长足的发展，生物质谱当上了主角，蛋白质组学又为生物质谱提供了一个大舞台。他们中首选的是MALDI-TOF，其分析容量大，单电荷为主的测定分子量高达30万，干扰因素少，适合蛋白质组的大规模分析。其次ESI为主的LC-MS联机适于精细的研究。本文将简介几种常用的生物质谱技术，并着重介绍生物质谱技术在蛋白质组学各领域的应用。二、 生物质谱技术1．电喷雾质谱技术（ESI）电喷雾质谱技术( Electrospray Ionization Mass Spectrometry , ESI - MS) 是在毛细管的出口处施加一高电压,所产生的高电场使从毛细管流出的液体雾化成细小的带电液滴,随着溶剂蒸发,液滴表面的电荷强度逐渐增大,最后液滴崩解为大量带一个或多个电荷的离子,致使分析物以单电荷或多电荷离子的形式进入气相。电喷雾离子化的特点是产生高电荷离子而不是碎片离子, 使质量电荷比(m/ z) 降低到多数质量分析仪器都可以检测的范围,因而大大扩展了分子量的分析范围,离子的真实分子质量也可以根据质荷比及电荷数算出。2．基质辅助激光解吸附质谱技术（MOLDI）基质辅助激光解析电离（MOLDI）是由德国科学家Karas和Hillenkamp发现的。将微量蛋白质与过量的小分子基体的混合液体点到样品靶上，经加热或风吹烘干形成共结晶，放入离子源内。当激光照射到靶点上时，基体吸收了激光的能力跃迁到激发态，导致蛋白质电离和汽化，电离的结果通常是基体的质子转移到蛋白质上。然后由高电压将电离的蛋白质从离子源转送到质量分析器内，再经离子检测器和数据处理得到质谱图。TOF质量分析器被认为是与MALDI的最佳搭配，因为二者都是脉冲工作方式，在质量分析过程中离子损失很少，可以获得很高的灵敏度。TOF质量分析器结果简单，容易换算，蛋白质离子在飞行管内的飞行速度仅与他的(m/z)-1/2成正比，因此容易通过计算蛋白质离子在飞行管内的飞行时间推算出蛋白质离子的m/z值。与传统质量分析器相比，更易得到高分辨率和高测量精度；速度快，离子飞行时间仅为几个μs和约100μs之间；质量范围宽，可以直接检测到几十万道尔顿的单电荷离子。飞行时间质量分析器被认为是21世纪最有应用前景的质量分析器。3．傅立叶变换－离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）傅立叶变换-离子回旋共振质谱法(FT-ICR MS)是离子回旋共振波谱法与现代计算机技术相结合的产物。傅立叶变换-离子回旋共振质谱法是基于离子在均匀磁场中的回旋运动, 离子的回旋频率、半径、速度和能量是离子质量和离子电荷及磁场强度的函数, 当对离子施加与其回旋频率相同的射频场作用时, 离子将同相位加速到一较大的半径回旋, 从而产生可被接受的类似电流的信号。傅立叶变换-离子回旋共振质谱法所采用的射频范围覆盖了欲测定的质量范围,所有离子同时被激发, 所检测的信号经过傅立叶变换, 转换为质谱图。其主要优点有：容易获得高分辨；便于实现串极质谱分析；便于使用外电离源并与色谱仪器联用。此外，他还有灵敏度高，质量范围宽，速度快，性能可靠等优点。4．快原子轰击质谱技术（FABMS）快原子轰击质谱技术( Fast Atom Bomebardment Mass Spectrometry , FABMS) 是一种软电离技术,是用快速惰性原子射击存在于底物中的样品,使样品离子溅出进入分析器,这种软电离技术适于极性强、热不稳定的化合物的分析,特别适用于多肽和蛋白质等的分析研究。FABMS能提供有关离子的精确质量,从而可以确定样品的元素组成和分子式。而FABMS -MS 串联技术的应用可以提供样品较为详细的分子结构信息,从而使其在生物医学分析中迅速发展起来。三、蛋白质的分析鉴定随着质谱技术的发展，分子量的测定已从传统的有机小分子扩展到了生物大分子。MALDI-MS技术以其极高的灵敏度、精确度在蛋白质分析中得到了广泛的应用。该技术不仅可测定各种疏水性、亲水性和糖蛋白的分子量，还可直接测定蛋白质混合物的分子量。这可认为是蛋白质分析领域的一项重大突破。蛋白质组的研究是从整体水平上研究细胞或有机体内蛋白质的组成及其活动规律。质谱技术作为蛋白质组研究的三大支撑技术之一，除了用于多肽，蛋白质的分子量测定外，还广泛的应用于肽指纹图谱测定及氨基酸序列测定。肽指纹图谱(Peptide Mass Fingerprinting, PMF)测定是对蛋白酶解或降解后所得多肽混合物进行质谱分析的方法。质谱分析所得肽断与多肽蛋白数据库中蛋白质的理论肽断进行比较，判断出所测蛋白是已知还是未知。由于不同的蛋白质具有不同的氨基酸序列，不同蛋白质所得肽断具有指纹特征。采用肽指纹谱的方法已对酵母、大肠杆菌、人心肌等多种蛋白质组进行了研究。对肽序列的测定往往要应用串连质谱技术，采用不同的技术选择特定质核比的离子，并对其进行碰撞诱导解离，通过分析肽段的断裂情况推导出肽序列。四、后转录修饰的蛋白质的检测和识别在蛋白质组的研究中，蛋白质和多肽的序列分析已不局限于阐明蛋白质的一级结构，对翻译后的修饰的进一步分析也是蛋白质化学的一项重要任务。这种修饰对于蛋白质的功能非常重要，如：细胞识别中的蛋白质相互作用，信号传导和蛋白质定位。1． 蛋白质的糖基化糖蛋白在细胞内部，细胞膜和细胞外均有发现，实际上大部分蛋白质是糖蛋白。对糖蛋白的检测和分析发现，糖蛋白中糖组分的结构和功能具有多样性。糖蛋白中的糖通常是不同种类的，而且是由一些可控数量的单糖组成。糖基化的多样性与细胞周期，细胞分化和发展的状态有关。在蛋白组时代中，蛋白质的修饰会引起其理化性质的改变，因此是不容忽视的。从1D或2D凝胶得到的糖基化蛋白的识别，一般是进行MALDI-MS指纹分析， 或是对MALDI-PAD或ESI-MS/MS得到的碎片谱进行分析。对完整的糖蛋白的研究是非常困难的，所有已知的离子化技术都有其局限性。目前，人们主要研究糖肽，其好处之一就是质量减小了，这就会得到更好的分辨率，而且糖肽仍保留了糖基化位点。将分离的糖蛋白用不同的蛋白酶消化后就可进行糖肽的研究。一旦糖肽被识别出，就可以用串连质谱(ESI-MS/MS)来阐明肽序列。当蛋白的序列已知时，计算质量差就可推出其上附着的寡糖的质量。要将糖部分从糖蛋白中释放出来，可用化学切割或酶切割（流程图见图1）。目前，连有结构专一性糖苷酶的质谱在提供序列，分支和链接数据方面是最有力的技术。对于N糖基化常用的糖苷内切酶有PNGase-F, PNGase-A, EndoF和EndoH。化学切割也可以用来释放O-连接和N-连接的多糖，但经常出现的缺点是他会完全破坏所有的肽键，因而丢失了关于糖附着位点的信息。而且这些切割不能从糖肽中连续释放单糖。用肼的化学切割可以除去两种类型的糖基化。在60℃可专一性的释放O-连接的糖，而在95℃能释放N-连接的糖。释放O-原子更常用的方法是用碱进行β消除。通常，糖基中加入金属离子在MALDI和ESI中离子化。用MALDI-MS分析糖类的一个好的选择是将之与其他一些化合物混合，这样可以进一步提高灵敏度和分辨率。不同的质谱方法可以产生多糖的源后裂解(PSD)和碰撞诱导解离 (CID)谱，这可以给出有关糖的序列，分支及糖间的连接等信息。2． 蛋白质的磷酸化蛋白质中氨基酸的磷酸化在生命系统中起重要的作用。磷酸化经常作为分子开关控制不同过程蛋白质的活性，如新陈代谢，信号传导，细胞分裂等过程。因此，蛋白质中磷酰氨基酸的识别在蛋白质分析中是一项重要的工作。已知的磷酰氨基酸的类型有四种：1．O-磷酸盐，通过羟氨酸的磷酸化形成的，如丝氨酸，苏氨酸，酪氨酸。2．N-磷酸盐，通过精氨酸，赖氨酸或组氨酸中的氨基的磷酸化形成的。3．乙酰磷酸盐，通过天冬氨酸或谷氨酸的磷酸化形成的。4．S-磷酸酯，通过半胱氨酸的磷酸化形成的。

一、 前言[1，2]基因工程已令人难以置信的扩展了我们关于有机体DNA序列的认识。但是仍有许多新识别的基因的功能还不知道，也不知道基因产物是如何相互作用从而产生活的有机体的。功能基因组试图通过大规模实验方法来回答这些问题。但由于仅从DNA序列尚不能回答某基因的表达时间、表达量、蛋白质翻译后加工和修饰的情况、以及它们的亚细胞分布等等，因此在整体水平上研究蛋白质表达及其功能变得日益显得重要。这些在基因组中不能解决的问题可望在蛋白质组研究中找到答案。蛋白质组研究的数据与基因组数据的整合，将会在后基因组研究中发挥重要作用。目前蛋白质组研究采用的主要技术是双向凝胶电泳和质谱方法。双向凝胶电泳的基本原理是蛋白质首先根据其等电点，第一向在pH梯度胶内等电聚焦，然后转90度按他们的分子量大小进行第二向的SDS-PAGE分离。质谱在90年代得到了长足的发展，生物质谱当上了主角，蛋白质组学又为生物质谱提供了一个大舞台。他们中首选的是MALDI-TOF，其分析容量大，单电荷为主的测定分子量高达30万，干扰因素少，适合蛋白质组的大规模分析。其次ESI为主的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]LC-MS[/color][/url]联机适于精细的研究。本文将简介几种常用的生物质谱技术，并着重介绍生物质谱技术在蛋白质组学各领域的应用。

一、 前言　　基因工程已令人难以置信的扩展了我们关于有机体DNA序列的认识。但是仍有许多新识别的基因的功能还不知道，也不知道基因产物是如何相互作用从而产生活的有机体的。功能基因组试图通过大规模实验方法来回答这些问题。但由于仅从DNA序列尚不能回答某基因的表达时间、表达量、蛋白质翻译后加工和修饰的情况、以及它们的亚细胞分布等等，因此在整体水平上研究蛋白质表达及其功能变得日益显得重要。这些在基因组中不能解决的问题可望在蛋白质组研究中找到答案。蛋白质组研究的数据与基因组数据的整合，将会在后基因组研究中发挥重要作用。　　目前蛋白质组研究采用的主要技术是双向凝胶电泳和质谱方法。双向凝胶电泳的基本原理是蛋白质首先根据其等电点，第一向在pH梯度胶内等电聚焦，然后转90度按他们的分子量大小进行第二向的SDS-PAGE分离。质谱在90年代得到了长足的发展，生物质谱当上了主角，蛋白质组学又为生物质谱提供了一个大舞台。他们中首选的是MALDI-TOF，其分析容量大，单电荷为主的测定分子量高达30万，干扰因素少，适合蛋白质组的大规模分析。其次ESI为主的 LC-MS联机适于精细的研究。本文将简介几种常用的生物质谱技术，并着重介绍生物质谱技术在蛋白质组学各领域的应用。　　二、 生物质谱技术　　1.电喷雾质谱技术(ESI)　　电喷雾质谱技术( Electrospray Ionization Mass Spectrometry , ESI - MS) 是在毛细管的出口处施加一高电压,所产生的高电场使从毛细管流出的液体雾化成细小的带电液滴,随着溶剂蒸发,液滴表面的电荷强度逐渐增大,最后液滴崩解为大量带一个或多个电荷的离子,致使分析物以单电荷或多电荷离子的形式进入气相。电喷雾离子化的特点是产生高电荷离子而不是碎片离子, 使质量电荷比(m/ z) 降低到多数质量分析仪器都可以检测的范围,因而大大扩展了分子量的分析范围,离子的真实分子质量也可以根据质荷比及电荷数算出。本帖与http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20081130/1613156/重复，故锁帖！请版友在发帖前先搜索一下，以免出现重复贴。谢谢！斑竹您给的重复贴链接有误，并且我写贴前已经搜索了标题。SORRY，请LZ检索一下这个网址，开始那个是弄错了。

蛋白质折叠病 ▲许多疾病，如阿兹海默症(Alzheimer's)，疯牛病(Mad Cow, BSE)，可传播性海绵状脑病(CJD)，肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)，还有帕金森氏症(Parkinson's)等正是由于一些细胞内的重要蛋白发生突变，导致蛋白质聚沉或错误折叠而造成的。因此，深入了解蛋白质折叠与错误折叠的关系对于这些疾病的致病机制的阐明以及治疗方法的寻找将大有帮助。 ▲基因组序列的发展使我们得到了大量的蛋白质序列，结构信息的获得对于揭示它们的生物学功能是十分重要的。依靠现有手段（X-ray晶体衍射、NMR及电镜）测定蛋白质的结构需要较长的时间，因此结构解析的步伐已落后于发现新蛋白的步伐。而结构预测的方法虽然速度较快，但可靠性并不高，只有当我们对于维持蛋白质结构，驱动蛋白质折叠的理化因素更为了解，这一方法才可能有根本的改进。另外，我们对于蛋白质相互作用、配体与蛋白质的作用等结构与功能关系的研究也有赖于蛋白质折叠机制的阐明。【蛋白质折叠与“折叠病” 】 人们对由于基因突变造成蛋白质分子中仅仅一个氨基酸残基的变化就引起疾病的情况已有所了解，即所谓“分子病”，如地中海镰刀状红血球贫血症就是因为血红蛋白分子中第六位的谷氨酸突变成了颉氨酸。现在则发现蛋白质分子的氨基酸序列没有改变，只是其结构或者说构象有所改变也能引起疾病，那就是所谓“构象病”，或称“折叠病”。 大家都知道的疯牛病，它是由一种称为Prion的蛋白质的感染引起的，这种蛋白质也可以感染人而引起神经系统疾病。在正常机体中，Prion是正常神经活动所需要的蛋白质，而致病Prion与正常Prion的一级结构完全相同，只是空间结构不同。这一疾病的研究涉及到许多生物学的基本问题。一级结构完全相同的蛋白质为什么会有不同的空间结构，这与Anfinsen原理是否矛盾？显然这里有蛋白质的能量和稳定性问题。 从来认为蛋白结构的变化来自于序列的变化，而序列的变化来自于基因的变化，生命信息从核酸传递到蛋白。而致病Prion的信息已被诺贝尔奖获得者普鲁辛纳证明不是来自基因的变化，致病蛋白Prion导致正常蛋白Prion转变为致病的折叠状态是通过蛋白分子间的作用而感染！这种相互作用的本质和机制是什么？仅仅改变了折叠状态的分子又如何导致严重的疾病？这些问题都不能用传统的概念给予满意的解释，因此在科学界引起激烈的争论，有关研究的强度和竞争性也随之大大增强。 由于蛋白质折叠异常而造成分子聚集甚至沉淀或不能正常转运到位所引起的疾病还有老年性痴呆症、囊性纤维病变、家族性高胆固醇症、家族性淀粉样蛋白症、某些肿瘤等等。由于分子伴侣在蛋白质折叠中至关重要的作用，分子伴侣本身的突变显然会引起蛋白质折叠异常而引起折叠病。随着蛋白质折叠研究的深入，人们会发现更多疾病的真正病因和更针对性的治疗方法，设计更有效的药物。现在发现有些小分子可以穿越细胞作为配体与突变蛋白结合，从而使原已失去作战能力的突变蛋白逃逸“蛋白质质量控制系统”而“带伤作战”。这种小分子被称为“药物分子伴侣”，有希望成为治疗“折叠病”的新药。 新生肽的折叠问题或蛋白质折叠问题不仅具有重大的科学意义，除了上面提到的在医学上的应用价值外，在生物工程上具有极大的应用价值。基因工程和蛋白工程已经逐渐发展成为产值以数十亿美元计的大产业，进入21世纪后，还将会有更大的发展。但是当前经常遇到的困难，是在简单的微生物细胞内引入异体DNA后所合成的多肽链往往不能正确折叠成为有生物活性的蛋白质而形成不溶解的包含体或被降解。这一“瓶颈”问题的彻底解决有待于对新生肽链折叠更多的认识。

基因组(genome)包含的遗传信息经转录产生mRNA，一个细胞在特定生理或病理状态下表达的所有种类的mRNA称为转录子组(transcriptome)。很显然，不同细胞在不同生理或病理状态下转录子组包含的mRNA的种类不尽相同。mRNA经翻译产生蛋白质，一个细胞在特定生理或病理状态下表达的所有种类的蛋白质称为蛋白质组(proteome)。同理，不同细胞在不同生理或病理状态下所表达的蛋白质的种类也不尽相同。蛋白质是基因功能的实施者，因此对蛋白质结构，定位和蛋白质-蛋白质相互作用的研究将为阐明生命现象的本质提供直接的基础。生命科学是实验科学，因此生命科学的发展极大地依赖于实验技术的发展。以DNA序列分析技术为核心的基因组研究技术推动了基因组研究的日新月异，而以基因芯片技术为代表的基因表达研究技术为科学家了解基因表达规律立下汗马功劳。在蛋白质组研究中，二维电泳和质谱技术的黄金组合又为科学家掌握蛋白质表达规律再铸辉煌。蛋白质组学(proteomics)就是指研究蛋白质组的技术及这些研究得到的结果。蛋白质组学的研究试图比较细胞在不同生理或病理条件下蛋白质表达的异同，对相关蛋白质进行分类和鉴定。更重要的是蛋白质组学的研究要分析蛋白质间相互作用和蛋白质的功能。蛋白质组学的研究内容包括：1.蛋白质鉴定：可以利用一维电泳和二维电泳并结合Western等技术，利用蛋白质芯片和抗体芯片及免疫共沉淀等技术对蛋白质进行鉴定研究。2.翻译后修饰：很多mRNA表达产生的蛋白质要经历翻译后修饰如磷酸化，糖基化，酶原激活等。翻译后修饰是蛋白质调节功能的重要方式，因此对蛋白质翻译后修饰的研究对阐明蛋白质的功能具有重要作用。3.蛋白质功能确定：如分析酶活性和确定酶底物，细胞因子的生物分析/配基-受体结合分析。可以利用基因敲除和反义技术分析基因表达产物-蛋白质的功能。另外对蛋白质表达出来后在细胞内的定位研究也在一定程度上有助于蛋白质功能的了解。Clontech的荧光蛋白表达系统就是研究蛋白质在细胞内定位的一个很好的工具。4.对人类而言，蛋白质组学的研究最终要服务于人类的健康，主要指促进分子医学的发展。如寻找药物的靶分子。很多药物本身就是蛋白质，而很多药物的靶分子也是蛋白质。药物也可以干预蛋白质-蛋白质相互作用。在基础医学和疾病机理研究中，了解人不同发育、生长期和不同生理、病理条件下及不同细胞类型的基因表达的特点具有特别重要的意义。这些研究可能找到直接与特定生理或病理状态相关的分子，进一步为设计作用于特定靶分子的药物奠定基础。不同发育、生长期和不同生理、病理条件下不同的细胞类型的基因表达是不一致的，因此对蛋白质表达的研究应该精确到细胞甚至亚细胞水平。可以利用免疫组织化学技术达到这个目的，但该技术的致命缺点是通量低。LCM技术可以精确地从组织切片中取出研究者感兴趣的细胞类型，因此LCM技术实际上是一种原位技术。取出的细胞用于蛋白质样品的制备，结合抗体芯片或二维电泳-质谱的技术路线，可以对蛋白质的表达进行原位的高通量的研究。很多研究采用匀浆组织制备蛋白质样品的技术路线，其研究结论值得怀疑，因为组织匀浆后不同细胞类型的蛋白质混杂在一起，最后得到的研究数据根本无法解释蛋白质在每类细胞中的表达情况。虽然培养细胞可以得到单一类型细胞，但体外培养的细胞很难模拟体内细胞的环境，因此这样研究得出的结论也很难用于解释在体实际情况。因此在研究中首先应该将不同细胞类型分离，分离出来的不同类型细胞可以用于基因表达研究，包括mRNA和蛋白质的表达。LCM技术获得的细胞可以用于蛋白质样品的制备。可以根据需要制备总蛋白，或膜蛋白，或核蛋白等，也可以富集糖蛋白，或通过去除白蛋白来减少蛋白质类型的复杂程度。相关试剂盒均有厂商提供。蛋白质样品中的不同类型的蛋白质可以通过二维电泳进行分离。二维电泳可以将不同种类的蛋白质按照等电点和分子量差异进行高分辨率的分离。成功的二维电泳可以将2000到3000种蛋白质进行分离。电泳后对胶进行高灵敏度的染色如银染和荧光染色。如果是比较两种样品之间蛋白质表达的异同，可以在同样条件下分别制备二者的蛋白质样品，然后在同样条件下进行二维电泳，染色后比较两块胶。也可以将二者的蛋白质样品分别用不同的荧光染料标记，然后两种蛋白质样品在一块胶上进行二维电泳的分离，最后通过荧光扫描技术分析结果。胶染色后可以利用凝胶图象分析系统成像，然后通过分析软件对蛋白质点进行定量分析，并且对感兴趣的蛋白质点进行定位。通过专门的蛋白质点切割系统，可以将蛋白质点所在的胶区域进行精确切割。接着对胶中蛋白质进行酶切消化，酶切后的消化物经脱盐/浓缩处理后就可以通过点样系统将蛋白质点样到特定的材料的表面（MALDI-TOF）。最后这些蛋白质就可以在质谱系统中进行分析，从而得到蛋白质的定性数据;这些数据可以用于构建数据库或和已有的数据库进行比较分析。实际上像人类的血浆，尿液，脑脊液，乳腺，心脏，膀胱癌和磷状细胞癌及多种病原微生物的蛋白质样品的二维电泳数据库已经建立起来，研究者可以登录www.expasy.ch/www/tools.html等网站进行查询，并和自己的同类研究进行对比分析。Genomic Solution可以为研究者提供除质谱外的所有蛋白质组学研究工具，包括二维电泳系统，成像系统及分析软件，胶切割系统，蛋白质消化浓缩工作站，点样工作站等；同时还可以提供相关试剂和消耗品。LCM-二维电泳-质谱的技术路线是典型的一条蛋白质组学研究的技术路线，除此以外，LCM-抗体芯片也是一条重要的蛋白质组学研究的技术路线。即通过LCM技术获得感兴趣的细胞类型，制备细胞蛋白质样品，蛋白质经荧光染料标记后和抗体芯片杂交，从而可以比较两种样品蛋白质表达的异同。Clontech最近开发了一张抗体芯片，可以对378种膜蛋白和胞浆蛋白进行分析。该芯片同时配合了抗体芯片的全部操作过程的重要试剂，包括蛋白质制备试剂，蛋白质的荧光染料标记试剂，标记体系的纯化试剂，杂交试剂等。对于蛋白质相互作用的研究，酵母双杂交和噬菌体展示技术无疑是很好的研究方法。Clontech开发的酵母双杂交系统和NEB公司开发的噬菌体展示技术可供研究者选用。关于蛋白质组的研究，也可以将蛋白质组的部分或全部种类的蛋白质制作成蛋白质芯片，这样的蛋白质芯片可以用于蛋白质相互作用研究，蛋白表达研究和小分子蛋白结合研究。Science，Vol.293，Issue 5537，2101-2105，September 14，2001发表了一篇关于酵母蛋白质组芯片的论文。该文主要研究内容为：将酵母的5800个ORF表达成蛋白质并进行纯化点样制作芯片，然后用该芯片筛选钙调素和磷脂分子的相互作用分子。最后有必要指出的是，传统的蛋白质研究注重研究单一蛋白质，而蛋白质组学注重研究参与特定生理或病理状态的所有的蛋白质种类及其与周围环境(分子)的关系。因此蛋白质组学的研究通常是高通量的。适应这个要求，蛋白质组学相关研究工具通常都是高度自动化的系统，通量高而速度快，配合相应分析软件和数据库，研究者可以在最短的时间内处理最多的数据。

人类的营养物质有许多种类，最为重要的为蛋白质，碳水化合物和脂肪，其它则是微量营养物质，如维生素、电解质和微量元素等。虽然每一种营养物质对人体来说都是不可或缺的，但绝大多数的营养学家都会有充分的理由认为，真正最重要的营养物质是蛋白质。一、蛋白质是构成人体的基本物质。蛋白质是由氨基酸通过肽链相连而构成的，它是人体包括骨骼、肌肉、皮肤和脑的重要物质基础，同时氨基酸也是生成核酸的基本物质。我们知道，核酸既形成遗传密码，也是体内储存能量的基本物质。因而从根本上说，人体是由蛋白质组成的。构成人体蛋白质的生理功能概括有如下三个方面：1）人体组织的主要构成成份：如肌肉、骨骼、血液、皮肤、神经、肝、心等等。2）具有特殊生理功能：可以这样说，人类的一切生理活动都与蛋白质有关。如酶蛋白能催化机体的一切化学反应，包括蛋白质、脂肪、碳水化合物的消化等；载脂蛋白运送脂肪；血红蛋白运送氧；激素蛋白调节代谢与生理活动包括情感；血浆白蛋白调节渗透压、运输金属离子、胆红素和抗生素等。3）供给机体能量：成年人每日约需要更新400g蛋白质，每克蛋白质彻底分解能释放出约4 Kcal的热量。4）为机体提供氮原料：人体内所必需的嘧啶、嘌呤、肌酸、胆碱、肾上腺素、肉碱、牛磺酸等，都是以多肽、氨基酸为原料的。表1. 世界粮食组织（FAD）和世界卫生组织（WHO）根据中国人的体质和膳食结构推荐的中国人蛋白质的摄入量（RNLs）。年 龄 蛋白质RNL（g/d）初生—6个月 1.5-31岁 353岁 455岁 557岁 609岁 6510-16岁 75-85成年女性 65成年男性 75妊娠 +15乳母 +20根据统计资料：由于贫困、工作紧张、精神压力、减肥节食、以及肠胃疾病、癌症、贫血、肾病、各种结核病、肝硬化、腹水、烧伤、失血等，以及老龄人均不同程度地存在着蛋白质的摄入不足。上世纪80年代以来，我国营养学家对7个省18个贫困地区，1万名学龄前儿童进行了为期4年的连续调查，发现营养不良现象非常严重，其中蛋白质的摄入量不足WHO规定的60%。近年社会医学工作调查，在发达地区由于生活节奏加快，精神压力异常增加，以及办公室白领阶层的减肥节食，也导致蛋白质摄入不足，代谢异常的人群增加。二、蛋白质缺乏的体征和临床症状单纯的蛋白质营养不良又叫加西长病，这或许是来源于非洲的单词，单纯的能量不足时叫消瘦；临床上通常把这两种现象叫单纯性蛋白质能量营养不良症或PEM。单纯的PEM症在临床上较少见到，但在慢性消耗性疾病患者中则常见，尤其是在癌症患者和艾滋病的患者中几乎占到90%以上。现代都市和贫困地区存在着相当数量的蛋白质营养不良族群，他们的临床表现主要是能量损失或不足，如体力不支、睡眠不安、怕冷、怕热、性冷淡、无法进行正常的体力劳动和运动，其次为肌肉组织萎缩、皮肤松驰；腿部、脸部易水肿、脂肪肝、无名皮疹、伤口愈合不良、记忆力下降、视力减弱等。再者免疫力低下易感冒、感染。在做血检时通常会发现这些族群的血浆蛋白处于正常值的下限，其中白蛋白、转铁蛋白、甲状腺素结合前体蛋白和视轴蛋白（retinol-binding protein）均处于低水平时，患者易于感染各种疾病并且出现早衰症状，如果是儿童则感染后死亡率增加30%-40%，对于这类人群WHO的专家最好的建议就是迅速补充优质（或全价）的蛋白质。

纤维素），当被分离的蛋白质溶液流经离子交换层析柱时，带有与离子交换剂相反电荷的蛋白质被吸附在离子交换剂上，随后用改变pH或离子强度办法将吸附的蛋白质洗脱下来。（详见层析技术章）（四）根据配体特异性的分离方法－亲和色谱法亲和层析法（aflinity chromatography）是分离蛋白质的一种极为有效的方法，它经常只需经过一步处理即可使某种待提纯的蛋白质从很复杂的蛋白质混合物中分离出来，而且纯度很高。这种方法是根据某些蛋白质与另一种称为配体(Ligand）的分子能特异而非共价地结合。其基本原理：蛋白质在组织或细胞中是以复杂的混合物形式存在，每种类型的细胞都含有上千种不同的蛋白质，因此蛋白质的分离（Separation），提纯（Purification）和鉴定（Characterization）是生物化学中的重要的一部分，至今还没的单独或一套现成的方法能移把任何一种蛋白质从复杂的混合蛋白质中提取出来，因此往往采取几种方法联合使用。浓缩、干燥及保存一、样品的浓缩生物大分子在制备过程中由于过柱纯化而样品变得很稀，为了保存和鉴定的目的，往往需要进行浓缩。常用的浓缩方法的：1. 减压加温蒸发浓缩通过降低液面压力使液体沸点降低，减压的真空度愈高，液体沸点降得愈低，蒸发愈快，此法适用于一些不耐热的生物大分子的浓缩。2. 空气流动蒸发浓缩 空气的流动可使液体加速蒸发,铺成薄层的溶液，表面不断通过空气流；或将生物大分子溶液装入透析袋内置于冷室，用电扇对准吹风，使透过膜外的溶剂不沁蒸发，而达到浓缩目的，此法浓缩速度慢，不适于大量溶液的浓缩。3. 冰冻法 生物大分子在低温结成冰，盐类及生物大分子不进入冰内而留在液相中，操作时先将待浓缩的溶液冷却使之变成固体，然后缓慢地融解，利用溶剂与溶质融点介点的差别而达到除去大部分溶剂的目的。如蛋白质和酶的盐溶液用此法浓缩时，不含蛋白质和酶的纯冰结晶浮于液面，蛋白质和酶则集中于下层溶液中，移去上层冰块，可得蛋白质和酶的浓缩液。4. 吸收法 通过吸收剂直接收除去溶液中溶液分子使之浓缩。所用的吸收剂必需与溶液不起化学反应，对生物大分子不吸附，易与溶液分开。常用的吸收剂有聚乙二醇，聚乙稀吡咯酮、蔗糖和凝胶等，使用聚乙二醇吸收剂时，先将生物大分子溶液装入半透膜的袋里，外加聚乙二醇复盖置于4度下，袋内溶剂渗出即被聚乙二醇迅速吸去，聚乙二醇被水饱和后要更换新的直至达到所需要的体积。5. 超滤法 超滤法是使用一种特别的薄膜对溶液中各种溶质分子进行选择性过滤的方法，不液体在一定压力下（氮气压或真空泵压）通过膜时，溶剂和小分子透过，大分子受阻保留，这是近年来发展起来的新方法，最适于生物大分子尤其是蛋白质和酶的浓缩或脱盐，并具有成本低，操作方便，条件温和，能较好地保持生物大分子的活性，回收率高等优点。应用超滤法关键在于膜的选择，不同类型和规格的膜，水的流速，分子量截止值（即大体上能被膜保留分子最小分子量值）等参数均不同，必须根据工作需要来选用。另外，超滤装置形式，溶质成份及性质、溶液浓度等都对超滤效果的一定影响。用上面的超滤膜制成空心的纤维管，将很多根这样的管拢成一束，管的两端与低离子强度的缓冲液相连，使缓冲液不断地在管中流动。然后将纤维管浸入待透析的蛋白质溶液中。当缓冲液流过纤维管时，则小分子很易透过膜而扩散，大分子则不能。这就是纤维过滤秀析法，由于透析面积增大，因而使透析时间缩短10倍。二、干燥生物大分子制备得到产品，为防止变质，易于保存，常需要干燥处理，最常用的方法是冷冻干燥和真空干燥。真空干燥适用于不耐高温，易于氧化物质的干燥和保存，整个装置包括干燥器、冷凝器及真空干燥原理外，同时增加了温度因素。在相同压力下，水蒸汽压随温度下降而下降，故在低温低压下，冰很易升华为气体。操作时一般先将待干燥的液体冷冻到冰点以下使之变成固体，然后在低温低压下将溶剂变成气体而除去。此法干后的产品具有疏松、溶解度好、保持天然结构等优点，适用于各类生物大分子的干燥保存。三、贮存生物大分子的稳定性与保存方法的很大关系。干燥的制品一般比较稳定，在低温情况下其活性可在数日甚至数年无明显变化，贮藏要求简单，只要将干燥的样品置于干燥器内（内装有干燥剂）密封，保持0－4度冰箱即可，液态贮藏时应注意以下几点。1. 样品不能太稀，必须浓缩到一定浓度才能封装贮藏，样品太稀易使生物大分子变性。2. 一般需加入防腐剂和稳定剂，常用的防腐剂有甲苯、苯甲酸、氯仿、百里酚等。蛋白质和酶常用的稳定剂有硫酸铵糊、蔗糖、甘油等，如酶也可加入底物和辅酶以提高其稳定性。此外，钙、锌、硼酸等溶液对某些酶也有一定保护作用。核酸大分子一般保存在氯化钠或柠檬酸钠的标准缓冲液中。3. 贮藏温度要求低，大多数在0度左右冰箱保存，有的则要求更低，应视不同物质而定。

双缩脲试剂（biuret reagent）是由双缩脲试剂A(NaOH)和双缩脲试剂B(CuSO4)两种试剂组成.双缩脲试剂A的成分是氢氧化钠的质量分数为0.1 g/mL的水溶液；双缩脲试剂B的成分是硫酸铜的质量分数为0.01 g/mL的水溶液。双缩脲试剂可以验证蛋白质的存在。具体方法是：先将双缩脲试剂A加入组织样液，振荡均匀（必须营造碱性环境），再加入双缩脲试剂B，摇荡均匀。如果组织里含有蛋白质，那么会看到溶液变成紫色。具有两个或两个以上肽键的化合物皆可与双缩脲试剂产生紫色反应。蛋白质的肽键在碱性溶液中能与Cu2+络合成紫红色的化合物。颜色深浅与蛋白质浓度成正比。双缩脲（NH2CONHCONH2）是两个分子脲经180℃左右加热，放出一个分子氨后得到的产物。双缩脲试剂本是用来检测双缩脲，因蛋白质中也有-CONH-基也可用于检验蛋白质，与蛋白质接触后的颜色呈紫色

现在，在实验研究基础上，借助多方面的生物信息学方法，可以快速高通量的预测和进行蛋白质鉴定蛋白翻译后修饰。分泌蛋白和膜相关蛋白附着于细胞膜上的或将被排泄出去的蛋白质是由细胞内质网膜上附着的核糖体合成。附着有核糖体的内质网被称为糙面型内质网。这类蛋白质都含有一个N-末端（或氨基端），我们称之为信号序列或信号肽。这个信号肽通常情况下含有13-36个主要疏水性残基，同时它含有多蛋白复合物，我们称之为信号识别粒子(SRP)。这种信号肽在通过内质网膜之后会被去除。信号肽的去除过程是在信号肽酶催化作用下完成的。含有一个信号肽的蛋白质被称为前蛋白，有别于原蛋白。然而，某些用于分泌的蛋白在分泌之后会进一步被蛋白水解，因此包含有原蛋白的序列。这类蛋白质被称为前原蛋白。蛋白水解性裂解许多蛋白质在翻译之后会经历水解性裂解过程。其中最为简单的形式是去除起始蛋氨酸。许多蛋白质合成了不活跃的前体细胞，这些细胞只能在合适的生理条件下通过限制性蛋白水解过程产生活性。在凝血过程中使用到的胰腺酶和酶类就是后者的例证。多肽去除时产生活性的不活跃的前体蛋白，我们称之为原蛋白。前原蛋白的翻译后加工过程的一个复杂的例子就是脑垂体分泌合成的前阿黑皮素原的裂解过程（有关前阿黑皮素原的讨论，见肽类激素页）。这类前原蛋白经过复杂的裂解，根据合成的前阿黑皮素原的细胞定位而不同，其路径也有所不同。另一个前原蛋白的例子就是胰岛素。由于胰岛素是由胰腺分泌的，因此它有一个前肽。随着含24个氨基酸的信号肽的裂解，这类蛋白也折叠成了胰岛素原。胰岛素原进一步分裂，产生活跃的胰岛素，它包含两个肽链，由二硫键进行连接。但仍有其他的蛋白（酶类）被合成为非活跃的前体细胞，被称为酶原。酶原在蛋白水解性裂解时会产生活性，在凝血串联蛋白质链的若干蛋白质中都会发生这种现象。甲基化作用蛋白翻译后的甲基化过程主要发生在氮原子和氧原子上。活性甲基供体是活性腺苷甲硫胺酸(SAM)。最常见的甲基化作用发生在赖氨酸残基的ε-amine上。脱氧核糖核酸组蛋白中赖氨酸残基的甲基化作用可调节核染色质结构，因此可调节其转录活性。赖氨酸原本被认为是一种常设共价标记，可提供长期信号，甚至包括转录记忆时的组蛋白依赖机制。然而，最近的临床研究表明赖氨酸甲基化作用与其他共价修饰体相似，作用时间短，并能通过反脱甲基化活动进行动态调节。最近的组学研究发现表明，赖氨酸残基的甲基化作用不仅发生在核染色质层面，而且还通过修订转录因子影响基因表达。组氨酸的咪唑环，精氨酸的胍基部分以及谷氨酸盐和天冬氨酸盐的R组酰胺（R-group amides ）上，都发现了额外的氮甲基化作用。谷氨酸盐和天冬氨酸盐的R组羧化物也会发生氧甲基化作用并形成甲基酯。蛋白可能在半胱氨酸的R[

人类基因组计划的顺利实施，使生命科学研究的重心正逐渐转到生物功能的整体研究。基因组学由于自身的局限性，它不能回答诸如：蛋白质的表达水平和表达时间，翻译后修饰以及蛋白质与蛋白质或与其他生物分子的相互作用等问题。作为基因研究的重要补充，蛋白质组学在蛋白质的水平上定量的、动态的、整体的研究生物体。蛋白质组(Proteome)概念是最早是由澳大利亚学者Wilkins和Williams于1994年提出的，即基因所能表达的全部蛋白质，更为清楚的表达是细胞或组织或机体在特定时间和空间上表达的所有蛋白质。具体说它是对不同时间和空间上发挥功能的特定的蛋白质组群进行研究，进而在蛋白质的水平上探索其作模式、功能机理、调节调控以及蛋白质组群内的相互作用，从而为临床诊断、病理研究、药物筛选、新药开发、新陈代谢途径研究等提供理论依据和基础。 详情请见：[url=http://www.instrument.com.cn/hot/HA_56.htm]热点应用：蛋白质组学研究[/url]

人类基因组计划的顺利实施，使生命科学研究的重心正逐渐转到生物功能的整体研究。基因组学由于自身的局限性，它不能回答诸如：蛋白质的表达水平和表达时间，翻译后修饰以及蛋白质与蛋白质或与其他生物分子的相互作用等问题。作为基因研究的重要补充，蛋白质组学在蛋白质的水平上定量的、动态的、整体的研究生物体。蛋白质组(Proteome)概念是最早是由澳大利亚学者Wilkins和Williams于1994年提出的，即基因所能表达的全部蛋白质，更为清楚的表达是细胞或组织或机体在特定时间和空间上表达的所有蛋白质。具体说它是对不同时间和空间上发挥功能的特定的蛋白质组群进行研究，进而在蛋白质的水平上探索其作模式、功能机理、调节调控以及蛋白质组群内的相互作用，从而为临床诊断、病理研究、药物筛选、新药开发、新陈代谢途径研究等提供理论依据和基础。 详情请见：[url=http://www.instrument.com.cn/hot/HA_56.htm]热点应用：蛋白质组学研究[/url]

[size=3]选择材料及预处理 　　以蛋白质和结构与功能为基础，从分子水平上认识生命现象，已经成为现代生物学发展的主要方向，研究蛋白质，首先要得到高度纯化并具有生物活性的目的物质。蛋白质的制备工作涉及物理、化学和生物等各方面知识，但基本原理不外乎两方面。一是得用混合物中几个组分分配率的差别，把它们分配到可用机械方法分离的两个或几个物相中，如盐析，有机溶剂提取，层析和结晶等；二是将混合物置于单一物相中，通过物理力场的作用使各组分分配于来同区域而达到分离目的，如电泳，超速离心，超滤等。在所有这些方法的应用中必须注意保存生物大分子的完整性，防止酸、硷、高温，剧烈机械作用而导致所提物质生物活性的丧失。蛋白质的制备一般分为以下四个阶段：选择材料和预处理，细胞的破碎及细胞器的分离，提取和纯化，浓细、干燥和保存。 　　微生物、植物和动物都可做为制备蛋白质的原材料，所选用的材料主要依据实验目的来确定。对于微生物，应注意它的生长期，在微生物的对数生长期，酶和核酸的含量较高，可以获得高产量，以微生物为材料时有两种情况：（1）得用微生物菌体分泌到培养基中的代谢产物和胞外酶等；（2）利用菌体含有的生化物质，如蛋白质、核酸和胞内酶等。植物材料必须经过去壳，脱脂并注意植物品种和生长发育状况不同，其中所含生物大分子的量变化很大，另外与季节性关系密切。对动物组织，必须选择有效成份含量丰富的脏器组织为原材料，先进行绞碎、脱脂等处理。另外，对预处理好的材料，若不立即进行实验，应冷冻保存，对于易分解的生物大分子应选用新鲜材料制备。 蛋白质的分离纯化 一，蛋白质（包括酶）的提取 　　大部分蛋白质都可溶于水、稀盐、稀酸或碱溶液，少数与脂类结合的蛋白质则溶于乙醇、丙酮、丁醇等有机溶剂中，因些，可采用不同溶剂提取分离和纯化蛋白质及酶。 （一）水溶液提取法 　　稀盐和缓冲系统的水溶液对蛋白质稳定性好、溶解度大、是提取蛋白质最常用的溶剂，通常用量是原材料体积的1-5倍，提取时需要均匀的搅拌，以利于蛋白质的溶解。提取的温度要视有效成份性质而定。一方面，多数蛋白质的溶解度随着温度的升高而增大，因此，温度高利于溶解，缩短提取时间。但另一方面，温度升高会使蛋白质变性失活，因此，基于这一点考虑提取蛋白质和酶时一般采用低温（5度以下）操作。为了避免蛋白质提以过程中的降解，可加入蛋白水解酶抑制剂（如二异丙基氟磷酸，碘乙酸等）。下面着重讨论提取液的pH值和盐浓度的选择。[/size]

蛋白质与多肽蛋白质粉 人类的营养物质有许多种类，最为重要的为蛋白质，碳水化合物和脂肪，其它则是微量营养物质，如维生素、电解质和微量元素等。虽然每一种营养物质对人体来说都是不可或缺的，但绝大多数的营养学家都会有充分的理由认为，真正最重要的营养物质是蛋白质。一、蛋白质是构成人体的基本物质。 蛋白质是由氨基酸通过肽链相连而构成的，它是人体包括骨骼、肌肉、皮肤和脑的重要物质基础，同时氨基酸也是生成核酸的基本物质。我们知道，核酸既形成遗传密码，也是体内储存能量的基本物质。因而从根本上说，人体是由蛋白质组成的。构成人体蛋白质的生理功能概括有如下三个方面：1）人体组织的主要构成成份：如肌肉、骨骼、血液、皮肤、神经、肝、心等等。2）具有特殊生理功能：可以这样说，人类的一切生理活动都与蛋白质有关。如酶蛋白能催化机体的一切化学反应，包括蛋白质、脂肪、碳水化合物的消化等；载脂蛋白运送脂肪；血红蛋白运送氧；激素蛋白调节代谢与生理活动包括情感；血浆白蛋白调节渗透压、运输金属离子、胆红素和抗生素等。3）供给机体能量：成年人每日约需要更新400g蛋白质，每克蛋白质彻底分解能释放出约4 Kcal的热量。4）为机体提供氮原料：人体内所必需的嘧啶、嘌呤、肌酸、胆碱、肾上腺素、肉碱、牛磺酸等，都是以多肽、氨基酸为原料的。表1. 世界粮食组织（FAD）和世界卫生组织（WHO）根据中国人的体质和膳食结构推荐的中国人蛋白质的摄入量（RNLs）。年 龄蛋白质RNL（g/d） 初生—6个月 1.5-3 1岁 35 3岁 45 5岁 55 7岁 60 9岁 65 10-16岁 75-85 成年女性 65 成年男性 75 妊娠 +15 乳母 +20 根据统计资料：由于贫困、工作紧张、精神压力、减肥节食、以及肠胃疾病、癌症、贫血、肾病、各种结核病、肝硬化、腹水、烧伤、失血等，以及老龄人均不同程度地存在着蛋白质的摄入不足。 上世纪80年代以来，我国营养学家对7个省18个贫困地区，1万名学龄前儿童进行了为期4年的连续调查，发现营养不良现象非常严重，其中蛋白质的摄入量不足WHO规定的60%。近年社会医学工作调查，在发达地区由于生活节奏加快，精神压力异常增加，以及办公室白领阶层的减肥节食，也导致蛋白质摄入不足，代谢异常的人群增加。二、蛋白质缺乏的体征和临床症状 单纯的蛋白质营养不良又叫加西长病，这或许是来源于非洲的单词，单纯的能量不足时叫消瘦；临床上通常把这两种现象叫单纯性蛋白质能量营养不良症或PEM。单纯的PEM症在临床上较少见到，但在慢性消耗性疾病患者中则常见，尤其是在癌症患者和艾滋病的患者中几乎占到90%以上。 现代都市和贫困地区存在着相当数量的蛋白质营养不良族群，他们的临床表现主要是能量损失或不足，如体力不支、睡眠不安、怕冷、怕热、性冷淡、无法进行正常的体力劳动和运动，其次为肌肉组织萎缩、皮肤松驰；腿部、脸部易水肿、脂肪肝、无名皮疹、伤口愈合不良、记忆力下降、视力减弱等。再者免疫力低下易感冒、感染。在做血检时通常会发现这些族群的血浆蛋白处于正常值的下限，其中白蛋白、转铁蛋白、甲状腺素结合前体蛋白和视轴蛋白（retinol-binding protein）均处于低水平时，患者易于感染各种疾病并且出现早衰症状，如果是儿童则感染后死亡率增加30%-40%，对于这类人群WHO的专家最好的建议就是迅速补充优质（或全价）的蛋白质。三、优质蛋白质和劣质蛋白质的区别。 要弄清楚何为优质蛋白质？何为劣质蛋白质？我们要引入什么是必需氨基酸的概念。营养生理学家、生化学家发现构成人体蛋白质的氨基酸共有21种，而这些氨基酸中其中有4种是可以由体内含碳和含氮底物自己合成的，被称为非必需氨基酸，还有10个必需的氨基酸，是人类机体无法制造需要从饮食中摄取的，另有7个是介于这两者之间的被称为条件必需氨基酸。表2. 必需、条件必需和非必需氨基酸 必需氨基酸条件必需氨基酸 非必需氨基酸 亮氨酸牛黄酸 丙氨酸 异亮氨酸酪氨酸 谷氨酸 缬氨酸甘氨酸 天冬氨酸 赖氨酸丝氨酸 天冬酰胺 苯丙氨酸（酪氨酸）脯氨酸 蛋氨酸（半胱氨酸）谷氨酰酸 苏氨酸 胱氨酸 色氨酸 组氨酸 精氨酸 虽然蛋白质广泛存在于许多动物性和植物性食物中，但是必需氨基酸的构成异差很大，WHO把“蛋白质其组成恰好符合人体需要”的蛋白质称为理想蛋白质，在自然界这种理想的蛋白质普遍认为是鸡蛋蛋白，因此就把鸡蛋蛋白作为衡量蛋白质优劣的参照蛋白，科学家把它作为一把尺子来衡量各种蛋白质，并制定出标准，以4种必需氨基酸为最低限来决定其优劣，即色氨酸、苏氨酸、赖氨酸或者蛋氨酸（半胱氨酸）。 通过比较科学发现，肉、鱼、蛋、牛奶、乳酪含有优质蛋白，大豆、花生、豌豆也含有较多的高质量蛋白。进一步研究发现它们都不够完美，因而要求大家对优质的动物性蛋白和植物性蛋白进行了科学搭配才是最完美的全价蛋白质（complete protein）。表3. 部分高质量蛋白

生物质谱技术在蛋白质组学中的应用有哪些

蛋白质数据库1.PIR和PSDPIR国际蛋白质序列数据库(PSD)是由蛋白质信息资源(PIR)、慕尼黑蛋白质序列信息中心(MIPS)和日本国际蛋白质序列数据库(JIPID)共同维护的国际上最大的公共蛋白质序列数据库。这是一个全面的、经过注释的、非冗余的蛋白质序列数据库，包含超过142,000条蛋白质序列(至99年9月)，其中包括来自几十个完整基因组的蛋白质序列。所有序列数据都经过整理，超过99%的序列已按蛋白质家族分类，一半以上还按蛋白质超家族进行了分类。PSD的注释中还包括对许多序列、结构、基因组和文献数据库的交叉索引，以及数据库内部条目之间的索引，这些内部索引帮助用户在包括复合物、酶－底物相互作用、活化和调控级联和具有共同特征的条目之间方便的检索。每季度都发行一次完整的数据库，每周可以得到更新部分。PSD数据库有几个辅助数据库，如基于超家族的非冗余库等。PIR提供三类序列搜索服务：基于文本的交互式检索；标准的序列相似性搜索，包括BLAST、FASTA等；结合序列相似性、注释信息和蛋白质家族信息的高级搜索，包括按注释分类的相似性搜索、结构域搜索GeneFIND等。PIR和PSD的网址是：http://pir.georgetown.edu/。数据库下载地址是：ftp://nbrfa.georgetown.edu/pir/。2. SWISS-PROT SWISS-PROT是经过注释的蛋白质序列数据库，由欧洲生物信息学研究所(EBI)维护。数据库由蛋白质序列条目构成，每个条目包含蛋白质序列、引用文献信息、分类学信息、注释等，注释中包括蛋白质的功能、转录后修饰、特殊位点和区域、二级结构、四级结构、与其它序列的相似性、序列残缺与疾病的关系、序列变异体和冲突等信息。SWISS-PROT中尽可能减少了冗余序列，并与其它30多个数据建立了交叉引用，其中包括核酸序列库、蛋白质序列库和蛋白质结构库等。利用序列提取系统(SRS)可以方便地检索SWISS-PROT和其它EBI的数据库。SWISS-PROT只接受直接测序获得的蛋白质序列，序列提交可以在其Web页面上完成。SWISS-PROT的网址是：http://www.ebi.ac.uk/swissprot/。3. PROSITEPROSITE数据库收集了生物学有显著意义的蛋白质位点和序列模式，并能根据这些位点和模式快速和可靠地鉴别一个未知功能的蛋白质序列应该属于哪一个蛋白质家族。有的情况下，某个蛋白质与已知功能蛋白质的整体序列相似性很低，但由于功能的需要保留了与功能密切相关的序列模式，这样就可能通过PROSITE的搜索找到隐含的功能motif，因此是序列分析的有效工具。PROSITE中涉及的序列模式包括酶的催化位点、配体结合位点、与金属离子结合的残基、二硫键的半胱氨酸、与小分子或其它蛋白质结合的区域等；除了序列模式之外，PROSITE还包括由多序列比对构建的profile，能更敏感地发现序列与profile的相似性。PROSITE的主页上提供各种相关检索服务。PROSITE的网址是：http://www.expasy.ch/prosite/。4. PDB蛋白质数据仓库(PDB)是国际上唯一的生物大分子结构数据档案库，由美国Brookhaven国家实验室建立。PDB收集的数据来源于X光晶体衍射和核磁共振(NMR)的数据，经过整理和确认后存档而成。目前PDB数据库的维护由结构生物信息学研究合作组织(RCSB)负责。RCSB的主服务器和世界各地的镜像服务器提供数据库的检索和下载服务，以及关于PDB数据文件格式和其它文档的说明，PDB数据还可以从发行的光盘获得。使用Rasmol等软件可以在计算机上按PDB文件显示生物大分子的三维结构。RCSB的PDB数据库网址是：http://www.rcsb.org/pdb/。5. SCOP蛋白质结构分类(SCOP)数据库详细描述了已知的蛋白质结构之间的关系。分类基于若干层次：家族，描述相近的进化关系；超家族，描述远源的进化关系；折叠子(fold)，描述空间几何结构的关系；折叠类，所有折叠子被归于全α、全β、α/β、α＋β和多结构域等几个大类。SCOP还提供一个非冗余的ASTRAIL序列库，这个库通常被用来评估各种序列比对算法。此外，SCOP还提供一个PDB-ISL中介序列库，通过与这个库中序列的两两比对，可以找到与未知结构序列远缘的已知结构序列。SCOP的网址是：http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/。6. COG蛋白质直系同源簇(COGs)数据库是对细菌、藻类和真核生物的21个完整基因组的编码蛋白，根据系统进化关系分类构建而成。COG库对于预测单个蛋白质的功能和整个新基因组中蛋白质的功能都很有用。利用COGNITOR程序，可以把某个蛋白质与所有COGs中的蛋白质进行比对，并把它归入适当的COG簇。COG库提供了对COG分类数据的检索和查询，基于Web的COGNITOR服务，系统进化模式的查询服务等。蛋白质直系同源簇(COGs)数据库是对细菌、藻类和真核生物的21个完整基因组的编码蛋白，根据系统进化关系分类构建而成。COG库对于预测单个蛋白质的功能和整个新基因组中蛋白质的功能都很有用。利用COGNITOR程序，可以把某个蛋白质与所有COGs中的蛋白质进行比对，并把它归入适当的COG簇。COG库提供了对COG分类数据的检索和查询，基于Web的COGNITOR服务，系统进化模式的查询服务等。COG库的网址是：http://www.ncbi.nlm.nih.gov/COG。下载COG库和COGNITOR程序在：ftp://ncbi.nlm.nih.gov/pub/COG

生物质谱技术在蛋白质组学中的应用有哪些

那位人士做过粘土中的土壤微生物的蛋白质，给点意见

该研究在农业方面有具体应用价值，比如控制花期很多植物春季开花，秋季结果；夜行动物白天睡大觉，夜晚则四处“狩猎”。决定这些生理节律的生物周期被称为“生物钟”。阿根廷研究人员发现，一种蛋白质能通过参与某些生物的生长发育机制，影响它们的生物钟节律。阿根廷生理学、分子生物学和神经科学研究院专家埃塞基耶尔·彼得里洛等人在新一期英国《自然》周刊上报告说，十字花科植物——拟南芥的生物周期约为24小时；果蝇通常白天活动，夜晚休息。但研究者培育出了一种生物周期达到72小时的拟南芥，并通过红外线照射使果蝇在白天和夜晚都四处活动。此后，研究者重点检查了与这些拟南芥和果蝇的生物钟有关的生命活动物质，结果发现它们的PRMT5蛋白质都发生了变异。阿根廷研究者指出，PRMT5蛋白质通过调控某些生物的基因转录、核糖核酸剪切和细胞增殖，保证有关生物正常生长发育。PRMT5蛋白质变异可导致与开花等重要生命活动有关的植物基因表达发生改变，导致开花提前或推迟，影响其正常生物节律。同样，与PRMT5蛋白质变异有关的另外一些基因变化，也会引起动物与时间概念有关行为的改变。专家认为，上述发现有具体应用价值，尤其是在农业方面。比如某些植物的叶子越多，收成越好，而叶子数量取决于花期长短，花期则由生物钟控制。如果通过基因调控，影响这些植物的生物钟，就有望使它们长出更多的叶子，带来更好的经济效益。

国家蛋白质科学研究上海设施是国家重大科技基础设施，是国家级蛋白质科学研究平台；在设施建设基础上，依托中国科学院上海生命科学研究院，委托生物化学与细胞生物学研究所(简称SIBCB)负责筹建成立并管理国家蛋白质科学中心•上海(筹)， 负责设施的运行管理。中心位于浦东新区张江高科技园区中区西部（上海市浦东新区海科路333号）,临近上海科技大学、中国科学院药物研究所、上海高等研究院等科研机构。中心定位于：支撑国家蛋白质上海设施建设的建设，衔接该设施的运行；聚集培养生命科学与生物技术特别是蛋白质研究的人才，提升国家蛋白质研究能力；进而促进我国蛋白质基础研究的飞跃发展。中心将立足于国家生命科学与生物技术及相关研究领域雄厚的研究基础 和创新实力，成为兼具蛋白质科学研究、技术及成果的转化、集成和应用平台的国家级的重要科学研究单元。国家蛋白质科学中心•上海（筹）现因工作需要，公开招聘生物大分子晶体学线站运行管理员、冷冻电镜系统管理员、自动化控制工程师、软件工程师、流式细胞分选技术员等岗位。一、岗位详情：岗位一: 生物大分子晶体学线站工作人员 4名。(一) 岗位职责：参与蛋白质科学研究中心•上海（筹）在上海同步辐射光源参与生物大分子晶体学线站的运行、维护和管理工作，参与线站的用户服务和技术支持工作；参与5线6站相关的科学研究工作。(二) 任职条件：1、物理、光学、光学工程、结构生物学等专业背景，硕士或以上学历。2、具备基本的生物大分子晶体结构衍射数据收集和数据处理的基本知识；有同步辐射光源生物大分子晶体学线站衍射数据收集经验，束线设计和建造经验者，以及同步辐射线站其他相关工作经验者优先。3、具有良好的人际关系和团队协作精神，工作努力，作风踏实，责任心强。4、身体健康，能长期稳定工作。岗位二：自动化控制系统工程师 1名(一) 岗位职责：参与国家蛋白质科学中心（上海）（筹）在上海同步辐射光源5线6站的建设、运行和管理，充分理解同步辐射光束线站的工作内容和线站用户的实际需求，完成线站自动化控制程序的设计、开发和维护。(二) 任职条件：1、本科以上学历，有 Unix/Linux 平台下的工作经验，熟悉Unix/Linux 工作环境，习惯于在 Unix/Linux 平台下工作。有大量的源代码的阅读经验。2、有丰富的 C/C++ 开发经验.熟悉 Socket 编程和多线程编程。3、良好的英文表达能力。能独立完成项目调研，设计和开发工作。4、有以下背景或经验者优先考虑：有大型系统开发经验者和硬件开发经验者；有软件界面开发经验者；有网络程序开发经验者；熟悉 Tcl/Tk 语言者；有 Unix/Linux 系统管理经验者。5、具有良好的人际关系和团队协作精神，工作努力，作风踏实，责任心强。6、身体健康，能长期稳定工作。二、薪酬福利：我单位将为入职员工提供有竞争力的福利待遇，包括但不限于： 事业单位编制（原则上本科学历及以上） 应届毕业生上海户籍（需符合打分政策） 有竞争力的薪酬 年终奖金 五险一金、职业年金 带薪年休假 节日慰问，工会福利 免费接送班车 员工健身房、休闲设施 三、招聘方式及程序： 1、应聘材料：（1）《应聘人员登记表》（见附件）；（2）应聘函，包括对应聘岗位的理解、认识及工作设想等；（3）个人简历（包括联系电话、电子邮箱）；（4）有关材料：身份证复印件、学历及学位证书复印件、相关资格证书复印件、获奖证书复印件等；（5）其他应聘者认为重要的书面材料。 2、资格审查对应聘者进行资格审查，通过初审者，将另行通知面试时间和地点。 3、请将上述材料的电子版或扫描件发至hr.ncpss@sibcb.ac.cn（请在应聘材料和邮件主题栏注明应聘岗位、姓名、来源院校，按如下格式：“院校—学院/专业—姓名—应聘岗位”），本岗位招满前有效。 4、谢绝来电来访，应聘材料恕不退还，招聘单位将予以保密。有关我单位更多信息，请浏览http://www.ncpss.org5、上述岗位按照公开报名、资格审查、面试、决定聘任的程序和方法进行。附：我单位简介：蛋白质科学研究上海设施 ——生命科学领域国之利器蛋白质是由基因编码、多种氨基酸聚合而成的生物大分子，是所有生命形式与生命活动的主要物质基础和功能执行者。蛋白质研究的突破将促进揭示生命现象的本质；从根本上阐明人类重大疾病的机理，为临床诊治提供新的方法和途径；推动医药、生物能源、生物材料等新型生物技术产业的发展。为此，我国“中长期科技发展战略规划”将蛋白质研究列为基础研究四大科学研究计划之一，并将建设蛋白质科学研究设施纳入国家重大科技基础设施计划。蛋白质科学研究上海设施围绕蛋白质科学研究的前沿领域和我国生物医药、现代农业等产业发展需求，建设高通量、高精度、规模化的蛋白质制取与纯化、结构分析、功能研究等大型装置，实现技术与设备的集成化、通量化和信息化，成为我国蛋白质科学研究和技术创新基地，形成具有国际一流水平和综合示范作用的蛋白质科学研究支撑体系，全面提升我国蛋白质科学研究能力。“上海设施”于 2008年11月14日批复立项，2010年12月26日正式开工，2014年3月建成。上海设施总投资7.56亿元，主体位于上海市张江高科技园区，总建筑面积3.3万平方米。在建设过程中，上海设施通过关键技术自主创新、设备自主研制、系统优化等多种综合举措，集成了具有不同空间和时间分辨率的仪器和设备，形成了蛋白质研究的先进技术体系。上海设施拥有用于蛋白质结构研究的9大技术系统，包括规模化蛋白质制备系统、蛋白质晶体结构分析系统、蛋白质核磁共振分析系统、集成化电镜分析系统、蛋白质动态分析系统、质谱分析系统、复合激光显微镜系统、分子影像系统和数据库与计算分析系统。上海设施自主研发了多项国内首创、国际一流的蛋白质研究技术和方法，在分析精度、检测极限和处理通量上均取得了突破。如：规模化蛋白质制备系统实现了蛋白质制备全流程的高度集成和流水线作业，在样品处理通量上超过半自动化和传统的人工系统10－100倍，居于国际领先水平；依托 “上海光源”建设蛋白质结构分析的“五线六站”，在国内首次研制成功双插入件光束线，建成了国内首条同步辐射三代光源生物小角线站和红外线站；各光束线站的技术指标与总体性能均达到了国际同类线站的先进水平。上海设施是继上海光源后第二个落户浦东张江的国家重大科技基础设施。上海设施2014年5月投入试运行，各系统总计运行近四万小时。已有40多家国内外单位成为设施用户，用户地域涵盖全国主要城市，包括北京、上海、杭州、广州等，执行课题210个，为包括战略性先导科技专项（B类）在内的一大批国家重大科技任务提供了重要支撑服务，用户和依托单位科研人员利用设施取得了一系列重要成果，多项研究成果发表在Nature、Cancer Cell、PNAS等高水平国际学术刊物上。上海设施是当今全球生命科学领域首个综合性的大科学装置，集先进科学装置和大型设备之大成，是探索生命奥秘的国之利器。上海设施已成为“中科院上海大科学中心”的重要组成部分，致力于建成高效率开放共享、高水平国际合作、高质量创新服务的大科学研究中心，为中科院研究所分类改革起到了示范引领作用。上海设施的建成引起了国内外同行的高度关注；为上海率先建成世界级蛋白质科学中心奠定了良好的基础。未来，“上海设施”将围绕蛋白质科学研究的前沿领域和国家人口健康与现代农业的战略需求，打造开放、协作、创新的国际一流蛋白质科学研究平台，充分发挥大科学装置的优势，助力国内生物医药产业， 为实现上海创新驱动发展战略并带动长三角地区经济发展、建设全球有影响力的科创中心提供强有力的科技支撑。 更多信息请关注我单位网址：www.sibcb-ncpss.org。[/colo

在前处理中，内脏组织大多杂质很多，需要沉淀蛋白质，沉淀后离心，提上清夜再萃取，但内源性物质中的待检物同时也会和蛋白质成结合状态，需要水解，再萃取。所以请问如果我先沉淀了蛋白，那么会不会把成结合状态的待检物一同沉淀，损失待检物。在运用中如何处理蛋白质杂质和蛋白质结合物的前处理问题？

请问蛋白质等生物分子的P谱化学位移是多少？何处可查阅各类生物分子P谱化学位移数据？忒急！！！多谢！！！[em06]

[align=center]蛋白质热稳定性的研究机理[/align][align=center]西安国联质量检测技术股份有限公司[/align][align=center]食品事业部:魏娜[/align] 疏水作用被认为是决定蛋白质结构的主要作用力。蛋白质的天然结构是由以下类型的共同作用力维持其结构的热稳定性（例如，H键，离子键和范德华力）。德国专家Dil回顾了支持这一理论的证据：（一）非极性溶剂使蛋白质变性 （二）疏水残基可以很典型的把核心部位分开，在其核心部位他们在很大程度上避免了与接触水 （三）在蛋白质核心部位的残基和疏水基团比任何其他一种残基具有更坚固的保守区和结构（核心部位疏水残基的取代物一般比任何一种代替物更具有破坏性）。（四）蛋白质展开涉及大量增加的热容量。给定的疏水作用的中心对在蛋白质折叠也有一定的影响，很容易以为疏水作用还是负责蛋白稳定性的主要动力。在过去20年里，序列、结构和诱变等信息的积累证实了疏水作用，事实上，更是蛋白质稳定性的主要动力。两个观察报告指出常温的和极端嗜热的微生物的同源体具有相同的最基本的稳定性，这种稳定性由保守的蛋白质核心提供：（1）疏水相互作用以及中心残基所影响的二级结构比特征区域表面更保守。（2）在有溶解能力的被暴露的区域发现了大量稳定的代替物（可以在常温及极端嗜热蛋白质结构的比较以及在蛋白质定向突变的实验中观察到）。常温以及嗜热蛋白质同源体的核心具有高度的相似性，这些性质表明常温蛋白质尽可能高效的与那些在核心外部的没有太多空间稳定性的蛋白质进行折叠。极端嗜热蛋白质稳定的相互作用经常在蛋白质的不保守区被发现。如下所示，如表面离子对减少了溶剂暴露疏水面，和与之稳定结合（即N和C末端以及氨基酸循环）的蛋白质表面似乎有助于极端嗜热蛋白质的热稳定性。 在近年来足够的实验证据（如序列，诱变，结构，和热力学）被积累，但没有一个单一的机理可以解释极端嗜热蛋白质的显著的稳定性。增加的热稳定性可以在数量很少的精确突变中找到，这样的突变常常不遵循任何一种固定的法则。[b] 氨基酸组成和内在倾向[/b]蛋白质的氨基酸组成长期以来被认为与其热稳定性有关。第一个数据分析对比了常温和极端嗜热蛋白质的氨基酸组成，发现趋向于Gly→Ala，Lys→Arg的替换，嗜温蛋白质的组成中含有大量Ala,主要是由于Ala最易于螺旋结构的形成。随着更多实验数据的积累（尤其是，全基因组序列的测序 ），通常的嗜热适应规则不能依据显著性差异来定义蛋白质中氨基酸的组成已经变得越来越明显了。通过对8个常温和7个极端嗜热微生物的基因组序列的对比得出常温和极端嗜热蛋白质的残基存在这种趋势的差异（如表4所示）。另外发现，极端嗜热蛋白质比常温蛋白质带有更多的带电残基（多3.24%），以及较少的极性未荷电残基（-4.98％ 特别是谷氨酰胺，-2.21％）。嗜热蛋白质比常温蛋白质还含有更多的疏水残基和芳香残基。从基因组测序中获得的这些数据不能普遍化，在极端嗜热的微生物基因组中自身存在着很多的突变。敏捷气热菌实际上比在表4中列出的嗜温菌含有有更少的带电残基（23.64％），更少的大体积的疏水残基（27.29％），以及更少的芳香性残基（7.42％）。相反，敏捷气热菌含有较多的Ala，Gly，Pro，Ser，和Thr残基。因此，极端嗜热蛋白质的氨基酸组成可能经常和突变性有关，而不是与其适应高温的指标有关。蛋白质中氨基酸残基的分布与其相互作用比氨基酸残基的组成对蛋白质的热稳定性更相关。这两种同源蛋白酶解淀粉芽孢杆菌枯草杆菌蛋白酶BPN9和普通高温放线菌嗜热蛋白酶包含数量相同的带电残基，但嗜常温酶的嗜热蛋白酶包含比八个更多的离子对。有关的想法，蛋白质的稳定性取决于稳定的紧密包裹的疏水内核，个别残基的固有倾向是参与螺旋或链结构，这作为一个潜在的稳定机制被研究。比较嗜温和嗜热蛋白结构，Facchiano等人观察到嗜热蛋白质的螺旋结构通常比的嗜温蛋白质更稳定。他们检测到的唯一的趋势是在嗜热蛋白质的螺旋（二支链残基没有得到很好的耐受性螺旋线性残留有）中C[sub]β[/sub]分支残基的减少（Val，Ile，和Thr）。许多实例存在于未遵循这一趋势。该P.球菌和T. litoralisGDHs包含更多数量的Ile。如果将Leu和Ile残基进行比较，这两个残基具有最高的（和等同的）部分特定卷。在蛋白质中，Leu侧链最常发现两种旋转异构体的构象（180°和300°×1），但不是在一个与X1 =60°。在Ile侧链频繁采用四种不同的旋转异构体的构象，以及三个X1值被发现。随着这种构象的柔性，Ile可能能够更好地填补在蛋白质内核折叠时出现的空缺。Dil还指出，环境的影响（例如，盐桥的形成，芳烃相互作用，疏水表面的包埋，以及填充膜腔）可以作为重要内在的螺旋倾向。在许多情况下，二级结构在蛋白质结构不对应于所找到的二级结构预测的内在倾向，表明该固有倾向不足以解释蛋白质中α-螺旋的稳定性。Arg残基的几个特性表明，他们将比Lys残基更好地适应高温：该Argδ-胍基部分由于其高的pKa和共振稳定而降低的化学反应活性。δ-胍基部分比Lys氨基为带电的相互作用提供了更多的表面积。Arg参与多种非共价相互作用的能力。因为在Arg侧链比Lys少一个亚甲基，它具有开发较少不利触点的电位与溶剂。最后，因为它的pKa值（约12）是Lys的1倍以上（11.1），在温度升高的时候，精氨酸更容易保持离子对和净正电荷（因为温度的增加，pKa值下降）（252，354）。在嗜温菌的蛋白质池和在表中列出超嗜4（0.73+ - 0.37和0.87+ - 0.60，分别）平均精氨酸/赖氨酸的比率与大标准偏差相关。（其中超嗜热，精氨酸/赖氨酸的比率范围从Aquifex0.52超嗜热菌蛋白到2.19敏捷气热菌。）这些结果表明，如果增加精氨酸确实会变得稳定，这种机制是不能够普遍使用于极端嗜热菌中。[b] 二硫键 [/b]二硫键被认为主要是通过降低蛋白质裂解状态的熵维持蛋白质的稳定。当两个半胱氨酸键断裂时，二硫键的熵效应成比例地以对数方式增加残基的数量。 因为在高温下，半胱氨酸和二硫键的敏感性遭到破坏，，100℃被认为是蛋白质维持二硫键稳定性的上限。这一概念是基于这样一个事实，早期的研究描述蛋白质活性的研究机理，在那个时期仅形成了一种可利用的酶：常温酶。这些研究确定了所有蛋白质研究，研究包括的二硫键在100℃时β-消除有相同的速率。这个速率不依赖于蛋白质的结构并且在pH=8.0（半衰为1小时）比在pH =6.0（半衰期为12.4小时）时速度快。这些研究的限制是在100℃时所有蛋白质是在展开状态时进行研究的。在最近包括二硫键的蛋白质的描述中，在100℃时这些蛋白质具有最大的活性和稳定性，表明在100℃时二硫键维持了这些蛋白质的稳定性并且构象环境和溶剂可被决定因素保护，防止破坏二硫键。当描述大肠杆菌时，S.solfataricus 5’-甲硫腺苷磷酸化酶形成了不正确，不稳定的二硫键。这一观察间接反映了，二硫键在天然酶中表现出的稳定性。嗜火液丝氨酸蛋白酶被描述为包含8半胱氨酸（无存在于枯草杆菌蛋白酶BPN'）。处理二硫苏糖醇从半衰期为90 小时 85℃，减少到少于2小时。在高温下二硫苏糖醇不稳定进一步表明这种酶的确含有二硫键并且它们是高度不稳定的。这种酶在半衰期为6小时 温度为105℃ pH=9.0时，要比它在蛋白质展开中pH=8.0 半衰期为1小时二硫键计算的长，表明这种酶的二硫键通过蛋白质中二硫键的无法靠近以保护二硫键不被破坏。因此，不是所有的二硫键对热稳定破坏具有相同的易感性。[align=center][b]疏水作用[/b][/align] 在极端嗜热蛋白质中，疏水作用是蛋白质热稳定性的一个机理。平均增加1.3千卡/摩尔（±0.5）的稳定性对于增加甲基埋在蛋白质折叠（取决于腔产生突变，这种突变中，大的脂族残基被替换为一个较小的脂族残基）。当突变产生了往往需要局部重排的不利的范德华力作用时，突变试图填充凹处往往是更不稳定的。疏水性相互作用在蛋白质结晶中的热稳定作用的，实验证据是可用于确认所述极端嗜热蛋白质中疏水作用的区域。存在于沃氏甲烷球菌和M.jannaschiladenylate激酶中的这种酶嵌合体的结构的稳定部分表明，更大和更具极端嗜热酶疏水酶核心（这是由于增加的脂肪族残基含量和脂族侧链体积）可能是负责分枝詹氏甲烷球菌的腺苷酸激酶的热稳定性。该从嗜热栖热菌3-异丙基苹果酸脱氢酶热包含亚基间的疏水相互作用的没有在大肠杆菌中酶存在。嗜三异丙基脱氢酶Leu246Glu/ Val249Met和大肠杆菌Glu256Leu/Met259Val突变衍生物构建了动摇并稳定在栖热和大肠杆菌酶，分别的突变体和野生型的聚丙烯酰胺凝胶电泳在尿素的存在下酶表明，疏水性相互作用使二聚体解离更有抵抗力。[b]氢键[/b]由于氢键的作用使得核糖核酸酶T1趋于稳定。核糖核酸酶T1平均长度86 H键。他们的核糖核酸酶T1稳定（约贡献110千卡/摩尔，如通过诱变和展开实验确定），H键贡献（307）1.3千卡/摩尔能力。因为识别H键的高度依赖于距离截止和因为一批超嗜热蛋白质结构没有被细化到足够高的分辨率，通过结构研究的热稳定性H键的作用分析没有提供明确的答案。一项研究由唐纳等人完成的。H键使得蛋白质的热力学稳定：（i）关联的去溶剂化罚与掩埋诸如H键小于去溶剂化罚掩埋离子对的（即包括两个电荷的残基），和（ii）一个充电中立H键的焓奖励是大于由于中性中性H键的电荷 - 偶极相互作用。chargedneutral之间的这种相关性H键和GAPDH稳定性表明的作用在稳定蛋白质电荷的残基可以不限于形成离子对。带电中性h的人数增加债券还发现了T. maritima的铁氧还蛋白（表5）。这些H键或者稳定转弯或锚的结构变为另一个。[b]离子对[/b]因为离子对通常存在于在少量蛋白质和因为它们不是高度保守的，它们是不驱动在蛋白质折叠的力。去溶剂化作用8筒体螺旋A8和A1）还通过测试SDM。在85.5°C，突变Arg241Ala增加酶变性率几乎3.酶的EA的一个因素展开在85℃下降3.2千焦耳/摩尔，这表明Arg241-Glu73对参与的动力学稳定这种酶。在P.球菌确定的离子对网络，P. kodakaraensis，和T. litoralis的GDH的结构进行了研究由SDM。这三种酶是83至87％相同，但它们的thermostabilities减小的方向P.球菌GDH。P. kodakaraensis GDH。T. litoralis的GDH。它们都含有相同的18离子对网络在它们的六聚体界面。突变Glu158Gln，其中去掉2离子对的该网络的中心，显著不稳定P. kodakaraensisGDH的。一个离子，包括六对网络被控残留物只存在于P.球菌GDH。相同的离子对网络在P.kodakaraensis GDH和T. litoralis的创建GDH由SDM。这两种酶是由新稳定的介绍离子对网络（280，348）。这些研究证实离子对网络在巴斯德球菌，P的作用kodakaraensis和T. litoralis的GDH thermostabilities。 Lebbink等。 （203）介绍了16个残基的离子对网络的在T. maritima的GDH亚基界面来创建一个界面类似于在体育球菌的GDH在18离子对网络。该三不稳定的突变组合产生了三重突变酶（Ser128Arg-Thr158Glu-Asn117Arg），这是稍微更稳定和嗜热比野生型酶。这个结果示出合作的高级别存在这种离子对网络的不同成员之间。该结果还支持18个残基的离子对的作用网络中的P.球菌GDH稳定。在早先的研究中，Tomschy等。（337）已拆除2位于两个α-螺旋在T. maritima的表面上的离子对GAPDH。由于这些突变不影响所述酶稳定性，作者得出结论认为，表面离子对不能被认为是热适应的总体战略。选择在本研究Bothion对分别螺旋内的离子对。这些2双可能已经位于蛋白质领域的人过约束，而不是蛋白质的地区之一最容易展开。与此相反，在其它实施例上述说明的热稳定效果非本地离子对和离子对网络，连接不相邻的残基（和二级结构）的序列中。离子配对中的作用的附加的，间接的证据热稳定性是来自基因组测序。与嗜热蛋白质带电残基相比，常温蛋白，主要是在不带电荷的极性为代价残留物。[b]脯氨酸及脯氨酸展开过程中的熵的减少[/b]Matthews等人提出已知的蛋白质三维结构可以通过展开时他们的熵的减少维持稳定。在展开状态下，甘氨酸是带有最高构象熵的残基，没有C[sub]β[/sub]。脯氨酸，可以采用只有几个配置并限制允许前述残余物的配置（313），具有最低的构象熵。因此，该突变Gly3Xaa或Xaa3Pro应该减少熵及的蛋白质的展开状态稳定的蛋白质，只要作为改造的残留不引入不利菌株中的蛋白质的结构。这一技术已被用来工程师酶是热力学更稳定。例如，杆状stearothermophilus中性蛋白酶失活通过自溶，其中针对特定柔性表面环（残基63到69）（93）。脯氨酸在循环中引入使其不易展开。只有定位65至69是适合脯氨酸替换。在其他位置，一脯氨酸将消除非共价相互作用，产生构象株，或有不恰当的扭转角度。许多嗜热和嗜热蛋白也利用这个稳定机构（255）。Pro177和Pro316在两个N个末端螺旋和Pro24中的B-转弯位置2被证明是稳定（215）。（脯氨酸分别在相应的引入地点在拜氏梭菌的酶。）至少有其中仅发生在嗜热芽孢杆菌脯氨酸22位置寡聚1,6-葡糖苷酶。其中大多数脯氨酸是在位置2的溶剂暴露B-圈（七个脯氨酸的），在循环内的线圈（9人），或在N帽一个螺旋在桶结构（其中四个）。脯氨酸是在嗜温的相应位置引入蜡状芽孢杆菌寡-1,6-葡糖苷酶。热稳定性一般随着引入脯氨酸的数量。稳定性增长最为显著时添加的脯氨酸位置两个B-转弯或在一个螺旋瓶盖ñ 。少稳定的突变可能引入不利范德范德华相互作用或删除稳定H键（361）。在那不勒斯栖热袍木糖异构酶包含两个脯氨酸在参与亚基间的相互作用是一个循环。这些脯氨酸缺席在不太稳定的Thermoanaerobacteriumthermosulfurigenes酶。动力学稳定性两个T的性能thermosulfurigenes木糖异构酶突变体Gln58Pro和Ala62Pro说明如何重要突变位置为SDM（313）的结果。两Gln58和Ala62有骨干二面角这使得为脯氨酸，既不参与非共价稳定相互作用，以及Asp57和Lys61不得不二面角那允许前面的脯氨酸残留。的构象在Gln58侧链非常接近的脯氨酸吡咯烷酮环，并且因此没有构象菌株由临介绍 突变Gln58Pro稳定的蛋白质主要是通过降低展开的熵。相反，突变Ala62Pro之间创建一个卷的干扰脯氨酸吡咯烷酮环（镉原子）和Ly61侧链（CB原子），这可能导致不稳定的构象变化。突变Ala62Pro降低了酶的T1 /2为85℃下的10倍。[b] 构象应变作用力的作用[/b]左手螺旋构象的残基（Φ=40至60°，Ψ=20〜 80°）有着末端构象稳定性除非它们通过分子内的非共价相互作用来稳定。（左旋螺旋构象非甘氨酸残基被认为比右旋结构少0.52.0千卡/摩尔而不太稳定）。在左手螺旋构象的残基中，β- 碳和羰基氧的紧密相连在蛋白质结构中产生了一个局部的构象张力。左手螺旋构象的两个残基，谷氨酸15在枯草芽胞杆菌的DNA结合蛋白HU和赖氨酸95大肠杆菌核糖核酸酶H1，在旋转区域，是通过在嗜热酶的相应部分甘氨酸残基取代。突变体谷氨酸15甘氨酸和赖氨酸95甘氨酸分别在枯草杆菌DNA结合蛋白HU和大肠杆菌RNA酶H1，消除在左旋螺旋构象中由残基产生的构象张力，以及两种蛋白质的热力学稳定性的显著增加。在这两个例子中，由于构象张力的释放增加的蛋白质的稳定，通过它的稳定性影响二级结构的相互作用被加强。大肠杆菌核糖核酸酶H1包含两个额外左旋螺旋构象的非甘氨酸残基。残基色氨酸90和天冬酰胺100，而相比之下，赖氨酸95，酶内部的点，并且它们弥补了极性或疏水的相互作用。左旋螺旋构象中，常温的铁氧还蛋白含有三个残基在他们簇结合区域。在海栖热袍菌和T. litoralis的同系物中，簇结合区域的空间位阻通过具有三个甘氨酸残基的左旋螺旋构象的残基取代物被释放。这三个甘氨酸残基都涉及了拥有硫原子簇的H键。其他类型的构象张力释放作为稳定机制已经被提及。例如在α-螺旋中，具有低螺旋倾向的残基可以通过具有高螺旋倾向的残基被替换。这样的替代物通常发生在残基的侧链没有得到很好的安置的α-螺旋时。位于α-螺旋的一个特殊取代物是C末端（或C帽）。因为它缺乏了的支链以允许它采用没有张力的左手螺旋构象，并且由于主链羰基氧可以与溶剂分子形成氢键，所以在C帽甘氨酸是最有利的残基。该P.furiosus柠檬酸合成酶至少包含了7个具有C-帽的甘氨酸螺旋。他们的对稳定性的影响仍是未知的。虽然，在一般情况下，这些构象张力释放的类型不被期望提供显著的稳定性，并且它们在极端嗜热蛋白结构中没有扮演细致的角色。他们还与其他稳定机制相竞争（如倾向疏水相互作用，H键，或离子对）。[b] 螺旋偶极作用力对结构稳定的作用[/b]螺旋偶极可以通过邻近N-末端带负电荷的残基，以及邻近C-末端带正电荷的残基维持稳定。在S.solfataricus吲哚-3-甘油磷酸合成酶中，螺旋的偶极。也被稳定在杆状stearothermophilus和海栖热袍菌PGKs中：常温酶只有9 N帽和12 C帽（猪PGK）和10 N帽9 C帽（酵母PGK）通过相反的电荷被稳定。嗜热脂肪芽孢PGK数量稳定的N和C帽提高到16 N帽和13 C和在海栖热袍菌的PGK的提高到17 N帽和14C帽。尼克尔森等人展示N帽可通过约0.8千卡/摩尔增加酶的△Gstab。虽然，在一般情况下，N和C帽子和其他稳定的以及不稳定机制相竞争（例如，倾向H键或离子对）。[b]金属键对稳定性的影响[/b]长久以来，金属键以稳定和激活酶而众所周知。木糖异构酶连接两个金属离子（选自Co[sup]2+[/sup]，Mg[sup]2+[/sup]和Mn[sup]2[/sup][sup]+[/sup]）。一种阳离子是直接参与催化 第二种主要是结构。两种金属结合位点具有不同的特异性，并且一种阳离子与另一种阳离子的替换经常显著的改变酶的活性，底物特异性，热稳定性。存在和不存在于地衣芽孢杆菌木糖异构酶的金属键其酶稳定性的研究稳定结果表明的演变动力学稳定性遵循的热力学稳定性以及这两种类型的稳定性是金属呈现出的固有的功能。这些观察表明，主要稳定力与呈现在全酶中的金属相连。 对于金属在极端嗜热蛋白质中的稳定性起的作用的间接证据是在酶中除去金属遇到困难。α-淀粉酶特殊结合Ca[sup]2[/sup][sup]+[/sup]。α-淀粉酶催化位点位于两个领域的分裂结构之间（具有8管和一个回路）。属于这两个领域的配体相调整，Ca[sup]2[/sup][sup]+[/sup]配体对酶的催化活性和热稳定性是必不可少。巴斯德球菌胞外α-淀粉酶最初描述为Ca[sup]2[/sup][sup]+[/sup]无关的酶，因为室温下EDTA处理对其活性没有任何影响。进一步鉴定表明，这种酶包含至少两个Ca[sup]2[/sup][sup]+[/sup]阳离子，这种阳离子在70℃以下不能被EDTA去除。在90℃下处理EDTA30分钟除去大约60％至70％的结合的Ca[sup]2[/sup][sup]+[/sup]。Thermococcus profundusα-淀粉酶做出类似的观察结果（约80％相同的P.furiosua,胞外α-淀粉酶）。这种酶被激活并通过Ca[sup]2[/sup][sup]+[/sup]使其稳定，但室温处理EDTA对活性没有任何影响。 一些嗜热和极端嗜热酶曾被描述为含有金属原子，这些原子不出现在它们同源的常温酶中。来自于Sulfolobus sp.de 铁氧化还原蛋白张力7包含一个额外的40残基的N-末端延伸，这个延伸通过Zn结合位点被连接到核心蛋白上。锌原子通过N-末端结构域的三个组氨酸残基与核心结构域的1个天冬氨酸残基相连接。这种结构（N-末端延伸加锌结合位点）是不存在于真细菌同源微生物中的但是被保存在所有其他的嗜热嗜酸菌中 。逐行N末端缺失和两三个定向突变的配体表明，N端延伸和这两个锌原子对热力学稳定性很重要。虽然，它们的存在或缺失没有任何影响，但是影响着铁氧还蛋白功能。锌原子是负责9°C增加Tm值。它是如此的紧密结合在蛋白质内，在没有移除这两个FeS时锌原子不能被移除。普通嗜热放线菌枯草杆菌蛋白酶型丝氨酸蛋白酶的嗜热蛋白酶包含了三个Ca[sup]2[/sup][sup]+[/sup]结合位点 它们中的一个不出现在其常温酶同系物中（331）。嗜热酶的嗜热同系物，芽孢杆菌AK1蛋白酶比嗜热酶包含更多的Ca[sup]2[/sup][sup]+[/sup]，并且它比在嗜热酶中出现的Ca[sup]2[/sup][sup]+[/sup]具有更显著的动力学稳定（半衰期为15小时80℃下与19分钟为嗜热酶）。因为Ca[sup]2[/sup][sup]+[/sup]优先与羧酸盐以及其他含氧等配体结合（它是最有可能被位于蛋白质表面上的金属配位体），这种金属比其他金属在蛋白质稳定性可能扮演更显著的稳定作用。[b] 蛋白质翻译后的修饰作用[/b] 蛋白质糖基化广泛存在于真核生物的酶上，以及一些细菌的胞外酶被糖基化。只有几个例子是公知的被糖基化的极端嗜热蛋白，并且它们的碳水化合物部分还没有被广泛表征。虽然，大多数的酶被糖基化（细菌，古细菌和真核微生物），但在细菌中仍然保留了其催化作用和稳定性。一些研究使用天然糖基化的真核生物蛋白质表明，糖基化可能在不影响蛋白质折叠的方式或它们的构象下造成显著地热稳定作用。较高倾向去糖基化的酶在热失活下聚集，表明糖基化也可以防止部分折叠或来自于聚合蛋白质的展开。牛科胰核糖核酸酶A和核糖核酸酶B区别仅在于连接核糖核酸酶B的Asn34部分的碳水化合物不同。这碳水化合物解释说明了核糖核酸酶B更高的动力学以及热力学稳定性。先进的碳水化合物部分的假说表明，稳定性的不同是由于在第一个糖单元连接到Asn34。 糖基化对热稳定性的影响两个杆菌β-葡聚糖酶在大肠杆菌和酿酒酵母的表达。这两个之一酶在70℃时，通过糖基化有强烈的动力学稳定性，其最佳动力学稳定活性温度更高。对热稳定水平比对糖基化的程度更依赖于碳水化合物部分在蛋白质中的位置。虽然在自然界中糖基化可能不是大众的热稳定方法，上述被引用的几个例子表明，对于酶的热稳定或是溶解，糖基化可能代表了一种替代方法。 翻译后赖氨酸甲基化（形成于 N-ε-单甲基赖氨酸）已经描述为许多硫化的蛋白。天然的小的来自的 S.嗜酸热的DNA结合蛋白Sac7d（单甲基化赖氨酸 Lys5和Lys7）在100℃下发生可逆地变性（pH为7.0）。该重组Sac7d在92.7℃下变性。天然和重组的Sac7d之间的Tm 7°C的区别已被归因于赖氨酸的甲基化，赖氨酸的甲基化不存在于重组蛋白之中。由于Sso7d的稳定性（在S.Sulfolobus中是Sac7d的同系物）是不依赖于甲基化的，赖氨酸的甲基化在Sulfolobales是否是一般的热稳定机制。[b]盐离子的稳定性[/b]无机盐稳定蛋白有两种方式：（ⅰ）通过特定的影响，其中，金属离子于一个构象方式的蛋白质相互作用（参见“金属键”），（ii）通过一般盐的影响，主要影响水活性。 Thauer以及他的同事研究了盐对热稳定性的影响以及5种如甲烷噬热菌产甲烷的酶的活性（36，37，181，224，225）。然而这5种酶通过盐被激活以及机械的被稳定，盐影响的程度是酶的依赖性。 K[sup]+[/sup]和NH[sup]4[/sup][sup]+[/sup]通常比其他阳离子更有效地稳定酶。所有的阴离子，SO4[sup]2[/sup][sup]-[/sup]和HPO4[sup]2[/sup][sup]-[/sup]有最强的激活效应。酶盐的要求并不总是由细胞内盐浓度满足。分枝如甲烷噬热菌细胞内的盐浓度（大于1M钾加1M的环状2,3-二磷酸甘油酸）似乎对MkCH活性有利（最大浓度为1.5M盐）在其稳定（最佳浓度低于0.1M盐）。盐对来自于如甲烷噬热菌，M.thermoautotrophicum, Archaeoglobus fulgidus以及Methanosarcinabarkeri的CHOtetrahydrormethanopterin（H4MPT）甲酰基转移酶的影响进行比较。通过盐在甲酰基转移酶活性的不同是与在不同的生物体细胞内cDPG浓度直接相关。通过盐按照MkFT的活性分析了MkFT的结构。两种功能被提出相关的性质：（一）在疏水性表面MkFT呈现出下降的趋势，以及亚基间的界面在很大程度上是疏水的 和（ii）四聚体表面呈现与24个基本过量的负电荷残基（48个残基）。酸性残基可以形成较强的氢键和多H键的水分子，确保这些残基与无机阳离子或水竞争。所有的残基中，谷氨酸具有结合水分子的最高容量。48个表面带负电荷的，33个是谷氨酸和15是天冬氨酸。高易溶的盐浓度被认为由于在负电荷残基表面增加的无机阳离子增加了表面离子作用，并且间由于盐析的影响提高了亚基疏水相互作用效果。MkFT寡聚物构象显示出了需要比磷酸钾更高的NaCl浓度（更强易溶的盐），表明在MkFT热稳定中盐析的影响起主导作用。这种蛋白质可能有演变为最佳地稳定性表现在高的胞内盐浓度中。 当在98℃时，如甲烷噬热菌细胞中含有约的1M cDPG。cDPG中的钾盐，2,3-DPG以及磷酸盐在激活如甲烷嗜热酶环化酶中同样有效。然而，在同等离子浓度cDPG比在稳定的MkFT中更有效。在如甲烷噬热菌中，cDPG浓度对MkCH和MkFT的活性以及稳定性是最佳的。合成CDPG需要4 分子ATP。在这个合成的最后反应是唯一一个能够放出足够的能量来驱使合成cDPG而非其前体2,3-DPG。此外，在pH=7.0，cDPG是三阴离子，而2,3-DPG是五阴离子 因此cDPG比2,3-DPG在离子强度方面有更小的影响。[color=#ff0000] [/color]M. fervidus[color=#ff0000] [/color]磷酸甘油醛脱氢酶（GAPDH）本质上动力学稳定仅达到75℃。通过盐来研究这种酶的热稳定性表明，相对于盐的效果—K[sub] 3[/sub] PO[sub] 4[/sub]Na[sub]3[/sub]PO[sub]4[/sub][sub] [/sub]K[sub]2[/sub]SO[sub]4[/sub]Na[sub]2[/sub]SO[sub]4[/sub]KCLNaCL—都与他们保持一致各自的能力以减少酶在水溶液中的溶解度。它们的盐析影响了他们活性的分布。 M. fervidus GAPDH可能由cDPG被稳定在体内，它以约为0.2〜 0.3M出现在生物体中。有趣的是，其他的M.fervidus酶是唯一依赖于低于生物体的最佳生长温度的以维持稳定，这表明在该生物体中通过盐的稳定性是共同的机制。 [b]压力的影响[/b] 因为许多高温环境同样也是高压环境并且因为微生物无法逃避压力和温度，所有的大分子细胞成分必须能适应高的压力。因此，并不奇怪的是找到极端嗜生物体也是嗜压微生物（如嗜热barophilus），并发现通过高压使这种酶被稳定以及被激活（例如，M。詹氏甲烷球菌的蛋白酶和氢化酶）。通过压力这种稳定性背后的理论说明压力有利于体积最小的结构。蛋白质主要通过疏水被稳定因此，预计在高呀下被稳定，而通过离子相互作用被稳定的蛋白质应该是不稳定的。例如，P.furiosus 红素氧还蛋白主要是由静电相互作用稳定。这种酶在高压力不稳定。由于许多化学反应在高温高压进行的，在高压下酶的稳定性可能很大程度上对生物催化作用有利。

自十年前 "Proteoform" 诞生以来，它在蛋白质组研究领域的接受度和使用频率也越来越高。然而当初为何需要新造一词?它的出现能为蛋白质组学研究和交流中带来什么帮助?今天为大家介绍两篇由 Consortium for Top-Down Proteomics (CTDP))发表在 [i]Nature Methods[/i] 上的文章，主要内容是关于蛋白质组学中的术语 "proteoform" 的定义和提出 "proteoform identification" 的分类。　　Nature Methods | Proteoform: A Single Term Describing Protein Complexity & Nature Methods | A Five-level Classification System for Proteoform Identifications　　在 2013 年的文章 Proteoform: A Single Term Describing Protein Complexity 中，作者提出，随着人类基因组计划的成功，人们认识到生物机制所提供的复杂性在很大程度上是由于在蛋白质水平上的变异，而不是大量的基因水平上的不同导致的。高度相关但化学性质不同的蛋白质分子之间的差异源于群体、细胞、组织类型以及亚细胞定位的差异。在 DNA、RNA 和蛋白质水平上，蛋白质的复杂性分别来自等位基因变异、RNA 转录物的选择性剪接和翻译后修饰。这些事件产生不同的蛋白质分子，调节各种各样的生物过程，例如：细胞信号传导、基因调控和蛋白质复合物的激活。　　而[b][color=#ff0000]随着质谱法在蛋白质组学中的应用，Top-Down、Bottom-Up 方法的开发，研究者们已经可以提供蛋白质的精确组成，然而如何使用合适的术语描述蛋白质的型体差异的问题久未解决。[/color][/b]在文献中可以找到下列词汇："protein forms"，"protein isoforms"，"protein species"，"protein variants" 以及蛋白质的 "mod forms"。这些词都存在着问题，例如在文献中常用的 "isoforms"，根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的定义，它只指在基因水平上差异导致的蛋白质的不同，而不包括在蛋白质水平上的变异。UniProt Knowledgebase(以基因为中心的权威蛋白质数据库)以不同的方式使用术语 "isoforms"，它表示通过可选剪接或可变启动子，使用从同一基因产生的相关形式的蛋白质分子。但是由于遗传变化(例如，突变和多态性)不包括在这个术语中，这与IUPAC对 "isoforms" 的定义产生冲突。尽管 IUPAC 和 Uniprot 在定义上存在差异，"variants" 和 "isoforms" 在 IUPAC 中用于描述来自不同 DNA 或 RNA 的蛋白。因此，二者在定义修饰后的蛋白质上是混淆不清的。　　因此，作者建议使用术语 "proteoform" 来指定单个基因的蛋白质产物的所有不同的分子形式，包括由于遗传变异、RNA 转录物的选择性剪接和翻译后修饰引起的变化。任何基因或蛋白质加工事件，如使用内部蛋白或 RNA 编辑机制的事件，都被术语 "proteoform" 清楚地涵盖了。该术语应包括 PSI-MOD 中的所有翻译后修饰，但归类为试剂衍生物或同位素标记残基的修饰除外。多基因家族的蛋白质产物应继续以序列一致性为基础进行分类(如90%， 99%等)。这个术语与作者支持的以基因为中心的方法是一致的，因为将不同基因的产生的蛋白质分在一组，也会导致蛋白质鉴定的不精确。　　在 2016 年发表的文章 A Five-level Classifcation System for Proteoform Identifcations 中，作者提到，在 2013 年引入的 “proteoform” 一词迅速得到了蛋白质组学界的认可。但是随着蛋白质组学的研究的发展，在当时另一个模糊的定义出现了——“proteoform identification”，即对于来自于单一基因产生的不同形式的蛋白质的鉴定。因为当时唯一实用的蛋白质组学方法是用质谱法(MS)来确定蛋白质的确切初级结构，而大量的质谱结果都声称为 "proteoform identification"。这个看似微不足道的问题具有重大的影响，因为 "proteoform identification" 的含义不清使得比较来自不同实验室和方法的结果变得困难。这种情况阻碍了研究者们对于技术进步的评价和对于生物知识的有效扩展。　　为了解决这一问题，并协助研究人员表达研究结果中的模糊性，作者提出了一个 5 级的 proteoform 分类系统。该分类方案涵盖了 4 种可能出现的 "proteoform identification" 模糊类型：　　(1)翻译后修饰(PTM)定位：PTM 没有定位到特定的氨基酸。　　(2)PTM 识别：PTM 的鉴定不完全。　　(3)氨基酸序列：氨基酸序列的鉴定不完全。　　(4)基因：起源基因是未知的或模糊的。　　这4个类别决定了鉴定中存在的模糊程度，从完全没有(第1级)到所有4种类型都存在(第5级)。(见表1)[align=center][img=图片,633,295]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/ce544cd8-b1f9-46f7-8412-c206a4631058.jpg[/img][/align][align=center]　　表1. proteoform 水平的分类系统[/align]　　第 1 级：proteoform 的鉴定完全，对其起源基因有充分的了解，确定了完整的氨基酸序列，并且已知所有 PTMs 和其位置(如果存在的话)。第 2 级：在上述模糊性的一种类别中存在 1 种。这方面的例子包括：2A 级，其中氨基酸序列已完全确定，并了解其起源基因，所有 PTMs 已完全确定，但其定位不完整。2B 级，氨基酸序列完全确定，知道其起源基因，并且 PTM 的定位是完整的，但 PTM 或结构特征(例如，乙酰化与三甲基化或糖蛋白形态)没有完全鉴定。2C 级，如果存在，所有PTM都被识别和定位，但存在一些序列鉴定不完整(例如，在一个小区域内氨基酸的序列未知)，但仍然知道其基因的起源。2D 级，氨基酸序列完全确定，所有 PTM 都被完全识别和定位，但是关于基因起源存在歧义。第 3 级：存在 2 种上述的模糊类型。第 4 级：存在 3 种上述的模糊类型。第 5 级：获得的信息不足，无法知道该蛋白质源自哪个基因、其序列是什么、PTMs 或其定位 只有观察到的 proteoform 的分子量是已知的。　　作者在这里提出的分类系统可以将不同结果水平的 "proteoform identification" 区分开，但有意不提出每个研究者发表的结果的置信度相关问题。理想情况下，每一种 proteoform 的鉴定都应该伴随着分类水平和置信度度量。早期估计 "proteoform identification" 可信度的努力包括 C-score 和 MIScore，但需要进一步的工作来开发和完善估计，以便能够可靠地自动分配 proteoform 水平。　　总结，[b][color=#ff0000]作者分别在 2013 年和 2016 年提出了 "proteoform" 的定义和"proteoform identification" 的分类系统，并且认为 "proteoform" 具有很高的使用意义，有助于提高蛋白质组学领域的出版物的可读性和理解性。[/color][/b]同时，推荐使用文中提到的 5 级分类系统，因为它的一致性将有助于研究结果发表、评价和提升不同的鉴定方法以及推进蛋白质组学的发展。　　原文　Proteoform: a single term describing protein complexity | Nature MethodsDOI https://doi.org/10.1038/nmeth.2369A five-level classification system for proteoform identifications | Nature Methods　　DOI https://doi.org/10.1038/s41592-019-0573-x　　结 束 语　　随着更多新造词术语在学界的引入，如何对它们进行合适的中文翻译、避免概念混淆，已成为中文交流语境下值得关切的问题。[align=right]　　撰稿：李孟效[/align][align=right]　　编辑：李惠琳，王冠博，周默为，梁玉[/align][来源：仪器信息网] 未经授权不得转载[align=right][/align]