论文部分内容阅读
随着人类全基因组测序的完成,生命科学的研究进入了后基因组时代。蛋白质组学研究作为后基因组时代的主力军得到了飞速发展。大规模地对蛋白质的种类、功能、相互作用及动态变化等方面的研究,可从更高层次阐述生物体生命活动的规律和揭示病理变化过程的本质。生物质谱的广泛应用极大地推动了蛋白质大规模鉴定的发展。然而,由于蛋白质样品高度的复杂性、极宽的丰度范围及质谱检测灵敏度和扫描速度的局限性,极大的限制了在细胞生理功能调控和临床诊断中发挥关键作用的低丰度蛋白的鉴定。因此,新型的低丰度蛋白富集技术的发展成为当前蛋白质组学的研究热点。本文针对目前在低丰度蛋白质规模化富集、鉴定方面的技术瓶颈,利用RNA可以与蛋白质发生生理或非生理性特异性结合的特点,发展了基于RNA的低丰度蛋白质广谱亲和试剂,实现了低丰度蛋白规模化地富集与鉴定,为哺乳动物蛋白质组的深度覆盖研究提供了新的策略和技术支撑。研究第一部分发展了基于内源性mRNA文库的低丰度蛋白质广谱亲和试剂,成功实现了小鼠肝脏低丰度蛋白质的规模化富集与鉴定。分析结果显示,通过mRNA文库富集结合高pH反相色谱分离技术,可以鉴定4000多种蛋白质。与paxdb蛋白质丰度数据库相比,首次鉴定到1352个小鼠肝脏蛋白质。mRNA文库富集后低丰度蛋白质的鉴定比例明显高于未经富集的鉴定结果,特别是在<20ppm的极低丰度区间。富集结果中包括已知的RNA结合蛋白429个,覆盖了已知小鼠RNA结合蛋白的53.4%,超过目前相关文献对RNA结合蛋白的鉴定覆盖率。另外对富集鉴定的蛋白质进行了功能、结构和定位等生物信息学分析,为RNA结合蛋白的研究提供了新的信息。在成功建立基于內源性mRNA文库的富集策略的基础上,研究第二部分发展了基于外源性RNA适配体的低丰度目标蛋白富集技术,实现了目标蛋白质的有效富集,初步构建了低丰度蛋白质及其对应RNA适配体的数据库。在优化富集技术路线的基础上,设计了13条适配体序列并应用于小鼠肝脏蛋白质的富集。综合富集结果,共鉴定到595个低丰度蛋白质,并提供了它们所结合的RNA适配体序列信息。本研究发展的基于内源性mRNA文库和外源性RNA适配体富集策略的使用,可以大大提高目前蛋白质组鉴定的覆盖水平,为人类蛋白质组计划的实施提供了新的技术策略和技术保障。