基于化學(xué)元素標(biāo)簽策略的蛋白質(zhì)選擇性識別和絕對定量方法學(xué)研究.pdf

1、作為后基因組時代的蛋白質(zhì)組學(xué)研究與基因組學(xué)研究相比是一項更具挑戰(zhàn)性的研究工作。蛋白質(zhì)組學(xué)研究不僅要關(guān)注生物體系中蛋白質(zhì)的種類，而且要提供這些蛋白質(zhì)的含量信息。只有獲得生物體系中蛋白質(zhì)的這些信息，才能夠充分理解生命過程的機制，進而為疾病的診斷和相關(guān)治療藥物的研發(fā)提供理論和技術(shù)支撐。在蛋白質(zhì)組學(xué)研究的進程中，新的分析技術(shù)和相應(yīng)的分析方法學(xué)的發(fā)展是解決復(fù)雜生物體系中蛋白質(zhì)分析所面臨的新問題的有效途徑。在近年來所發(fā)展的多種分析技術(shù)和方法中，質(zhì)譜

2、技術(shù)逐漸成為蛋白質(zhì)組學(xué)研究的主流技術(shù)。分子質(zhì)譜具有強大的結(jié)構(gòu)分析能力，能夠鑒定蛋白質(zhì)的種類并可提供不同樣品中蛋白質(zhì)相對豐度的信息；作為目前最好的元素分析技術(shù)，元素質(zhì)譜(特別是電感耦合等離子質(zhì)譜，ICP-MS)可通過蛋白質(zhì)含有的內(nèi)源元素或者外源標(biāo)記元素的準(zhǔn)確測定，并與分離技術(shù)或?qū)Ｒ恍缘淖R別方法相結(jié)合，實現(xiàn)對蛋白質(zhì)的豐度分析和絕對定量。兩者的聯(lián)合應(yīng)用為蛋白質(zhì)組學(xué)研究提供了一個強大的分析平臺。在應(yīng)用質(zhì)譜技術(shù)特別是ICP-MS進行蛋白質(zhì)的豐度分

3、析和絕對定量時，合適的元素標(biāo)簽不但是實現(xiàn)上述目標(biāo)的“橋梁”，而且可極大地提高蛋白質(zhì)分析的選擇性和靈敏度?；贗CP-MS的多元素和多同位素分析能力，同位素稀釋策略為更準(zhǔn)確的蛋白質(zhì)絕對定量分析提供了保障。
　　 針對蛋白質(zhì)的選擇性識別和絕對定量分析，我們發(fā)展了多種基于元素標(biāo)簽的蛋白質(zhì)質(zhì)譜分析策略，將在本博士論文中一一闡述。主要研究工作共分為以下六個部分：
　　 第一章，對蛋白質(zhì)的相關(guān)背景知識進行了介紹，并對近幾年來蛋白質(zhì)分

4、析技術(shù)和方法的發(fā)展進行了回顧和概述。
　　 第二章，建立了陰離子交換色譜(AEC)與配備“動態(tài)反應(yīng)池”(DRC)的ICP-MS聯(lián)用的分析平臺(AEC/ICP-DRC-MS);發(fā)展了基于蛋白質(zhì)內(nèi)源元素標(biāo)簽策略的人血漿中硒蛋白質(zhì)（硒蛋白P和谷胱甘肽過氧化酶）和含硒蛋白質(zhì)（含硒血清白蛋白）的定量新方法，并結(jié)合柱后同位素稀釋技術(shù)實現(xiàn)了人血漿中硒蛋白和含硒蛋白的絕對定量。
　　 第三章，以金屬硫蛋白為模型蛋白質(zhì)，研究三個金屬組(“

5、Fe、Co、Ni、Cu、Cd”,“Ru、Rh、Pd、Ir、Pt、Au”和“La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb”)與其相互作用規(guī)律。籍此實現(xiàn)對元素標(biāo)簽簡單和高效的篩選和比較，為選擇穩(wěn)定和專一標(biāo)記蛋白質(zhì)的元素標(biāo)簽提供了一個系統(tǒng)的研究平臺。
　　 第四章，詳細并系統(tǒng)地研究了有機汞元素標(biāo)簽(CH3Hg+，C2H5Hg+，C7H5O2Hg+和C20H7O5Br2Na2Hg+)對兩種模型蛋白質(zhì)（β-

6、乳球蛋白和卵清白蛋白）的標(biāo)記行為，并比較了這些標(biāo)簽的分子尺寸效應(yīng)對蛋白質(zhì)分子標(biāo)記效率和構(gòu)象穩(wěn)定性的影響。最終我們設(shè)計合成了硫代甲基汞水楊酸鈉及其204Hg同位素標(biāo)簽（CH3Hg-THI和CH3204Hg-THI），并用于蛋白質(zhì)的動態(tài)標(biāo)記；通過尺寸排阻色譜(SEC)與ICP-MS聯(lián)用(SEC/ICP-MS)，結(jié)合柱前同位素稀釋技術(shù)，實現(xiàn)了模型蛋白質(zhì)的絕對定量分析。
　　 第五章，發(fā)展了利用CH3Hg-THI標(biāo)簽識別和檢測硒蛋白質(zhì)的