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近年来,蛋白质组学技术方法已从高效分离结合质谱的规模化发现技术向验证和临床应用的高效液相色谱结合质谱的定量技术过渡。生物体的功能不仅由蛋白质的种类决定,而且还由所含的蛋白质的量决定。由于蛋白质组的动态变化范围很大且极端复杂,如何在规模化程度上实现蛋白组高准确度的定量分析,一直是定量蛋白质组研究中亟需解决的问题。由于定量肽段串联体蛋白质(concatamers of Q peptides, QconCATs)结合多反应监测质谱(MRM MS)技术中采用的QconCATs制备方法可以有效解决规模化制备内标肽段的问题,同时又可以利用MRM MS的高特异性、高灵敏度和高准确度的特性,因此,这种技术方法受到广泛关注。本论文研究是基于QconCATs技术制备内标肽段,然后与MRM MS结合实现目标蛋白质组绝对含量的分析,即通过QconCAT重组蛋白的18O同位素标记和重标氨基酸同位素标记等多重标记手段结合MRM MS,建立一种目标蛋白质组绝对定量新方法,并将该方法用于目标蛋白质组的绝对定量分析中。本论文共分三部分。在第一章前言中,主要介绍了蛋白质组学的发展概况,包括蛋白质组学的研究策略、定量蛋白质组学的研究及其应用以及目标蛋白质组学定量的技术策略最新进展等,最后提出了本论文的研究内容。在第二章中,我们建立了QconCATs结合18O同位素标记-多反应监测质谱的蛋白质绝对定量新方法。该方法的特点一是18O水比细胞培养氨基酸稳定同位素标记(SILAC)和同位素相对标记与绝对定量(iTRAQ)试剂价格低廉;二是采用QconCATs方法制备内标肽段适合高通量的目标蛋白质组的绝对定量分析;三是MRM MS具有的高特异性、高灵敏度和高重现性的特性适用于复杂样本中蛋白质的含量测定。在该方法的建立过程中,首先对QconCAT重组蛋白进行了纯度表征,即通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)进行结果表征,QconCAT重组蛋白的纯度为99%以上,分子量约为63.4kDa,与理论设计的QconCAT蛋白的分子量一致;其次,通过对QconCAT重组蛋白酶切后肽段混合物的质谱分析,并经pFind和pLabel软件处理,确证了利用QconCAT重组蛋白表达的目标肽段与选定的内标肽段一致。还考察了QconCAT重组蛋白的酶切效率和18O标记效率,并对QconCAT蛋白结合18O标记-同位素稀释-多反应监测质谱方法进行了评价。实验结果表明:当采用该方法对腾冲嗜热厌氧菌(Thermoanaerobactertengcongensis,TTE)中选定蛋白质的肽段进行绝对含量测定时,定量限为2fmol,相对标准偏差RSD小于20%,误差小于5%,说明该方法可用于复杂生物样本中蛋白质的绝对定量。更重要的是所建方法不仅解决了SILAC重标试剂价格昂贵问题,也为定量蛋白质组学提供了一种新的方法选择。在第三章,我们建立了一种酶促18O同位素-QconCAT多重标记结合MRM质谱的目标蛋白质组绝对定量新方法。该方法的特点是除了利用QconCATs技术可以解决高通的制备内标肽段的问题,还可以对QconCAT重组蛋白进行多重标记,并通过酶解得到含+4Da、+6Da和+14Da三种不同标签和不同浓度的QconCAT内标肽段而建立的内标法工作曲线,实现一次性上样就可以对人肝微粒体中22种药物代谢酶含量进行准确测定。这为药物代谢酶活性以及潜在的酶抑制和诱导作用的研究提供了依据,并对药物-药物相互作用研究和临床个体化给药具有指导意义。另外,通过对22种药物代谢酶定量结果的统计分析,即对采用三种内标肽段分别加入到等量的三个相同样本与将三种内标肽段混合后再加入到同样量的样本后进行质谱分析的结果进行比较,采用前一种方法测定的22种药物代谢酶浓度的RSD值范围为5%-80%,而采用后一种方法测定的22种药物代谢酶浓度的RSD值为1.25%-25%,说明该方法可以解决多次单独分析时带来方法重现性差的问题;此外,该方法的定量限为2fmol;对复杂生物体系的目标蛋白质组定量分析时,低丰度蛋白质的线性范围为2fmol-50fmol,高丰度蛋白质的线性范围为50fmol-800fmol,总体跨越2个数量级,并且在一个数量级内曲线的线性回归系数R2均在0.95以上,方法中最大的RSD<25%,误差<10%,表明该方法可以准确地用于复杂的生物体系中目标蛋白质组的绝对定量分析。