蛋白质组分析方法优化文献综述

 2022-12-26 05:12

开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）

一、研究背景

蛋白质组（Proteome）是指生物细胞、组织表达的或者器官中的所有蛋白质，一个蛋白质组不是一个基因组的直接产物，还包括转录翻译后直接产物及其翻译后修饰（PTM）的所有蛋白质。蛋白质的表达与各类生物学功能息息相关，表达失调有可能导致生物体功能紊乱甚至产生疾病【1】。

基于蛋白质组样本的复杂性，在前处理步骤对蛋白的纯化分离显得尤为重要。在蛋白质组学研究的初期阶段，主要是利用双向（2D）凝胶电泳技术用于复杂蛋白样品的分离【2】。然而，初期阶段的研究方法在灵敏度和检测限上对蛋白质检测的动态范围产生很大限制，如何在溶液中消化预处理蛋白以提高方法灵敏度便引起广泛关注【3,4】。目前常用的蛋白组学研究方法有双向电泳与质谱联用、液质联用（LC-MS）、鸟枪法（Shotgun）鉴定等。由于双向电泳与质谱联用要求上样量大，不适合于少量的蛋白分析；LC-MS是另一种高效分离蛋白质的方法，对于样品复杂程度不高的蛋白样本，可以采用这一方法来取代或者补充双向电泳与质谱联用的鉴定结果；Shotgun鉴定法是一种新的蛋白质组学研究技术【5】，集成了两种或两种以上色谱分离原理的优化和组合【6】，此项技术的核心是对所获取的全蛋白首先进行酶切，随后对所得的多肽混合物进行二维或多维毛细管液相色谱分离和在线串联质谱鉴定。根据本实验所用蛋白的种类及复杂程度，我们选择采用的分离检测方式为LC-MS的方法。

在对蛋白质进行提取的过程中由于细胞裂解液、去污剂等的使用，可能引入表面活性剂等杂质，而表面活性剂直接进入质谱后会出现离子抑制的现象，同时表面活性剂产生的加合物和离子簇会干扰质谱数据采集及鉴定过程，因此在进行蛋白组分析前，要先对蛋白质进行前处理，有效除去杂质，提高质谱检测灵敏度。

  1. 常用的蛋白质沉淀分离方法

按照不同的沉淀机理，蛋白质沉淀分离的方法有很多。

2.1破坏蛋白质胶体稳定性

通过影响蛋白质分子间电荷的排斥作用和水化层来改变蛋白溶解度，从而获得蛋白沉淀的 方法。

2.1.1盐析法

在高强度离子的溶液中，蛋白质溶解度降低发生沉淀的现象称为盐析。中性无机盐离子在较低浓度时会增加蛋白质的溶解度，但随着离子强度逐渐增大，蛋白质表面的双电层厚度减小，静电排斥力减弱；同时，盐离子的水化作用使蛋白质表面的水化层脱离蛋白质，疏水区域暴露，增大了蛋白质表面疏水区之间的相互作用，使其容易发生凝聚，进而沉淀【7，8】。

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