面向糖蛋白质组学的多维毛细管液相色谱-质谱自动化分析平台集成方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21375018
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0401.分离与分析
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Large-scale separation and identification of glycoproteins and their glycosylation sites still remain an unsolved problem in current glycoproteome research. Although different analytical strategies have been recently developed for the identification of glycoproteins, more attention are paid on the following procedures, including off-line glycoprotein prefractionation, in-solution digestion and glycopeptide separation before MS identification, which often suffer from some drawbacks such as sample loss, time-consuming and difficulty in automation. To solve these problems, a highly integrated, automated platform of multi-dimensional capillary liquid chromatography-mass spectrometry is proposed for glycoproteome analysis in this proposal, which consists of targeted depletion in-line with glycoprotein fractionation, online digestion, glycopeptide separation and MS identification. In addition, the corresponding monolithic capillary columns, as the key element of the automated platform, are also problems needed to be solved in this proposal, which included as follows: (1) developing a series of molecularly imprinted monolithic columns adopted as in-tube solid-phase microextraction (In-tube SPME) for on-line selective depletion of high-abundance proteins based on the principle of biomimetic recognition; (2) developing a series of boronic acid-functionalized monolithic columns for on-line selective enrichment of low-abundance glycoproteins based on the principle of affinity recognition; (3) developing a series of nanomatrix-doped hydrophilic monolithic columns and enzymatic-immobilized monolithic columns for highly efficient separation and digestion of glycoproteins; (4) constructing an automated platform integrated with the multistep sample pretreatment, separation and MS identification units. Through this proposal, it can be expected to achieve more comprehensive identification of low-abundance glycoproteins, improving the throughput analysis and level of automation. More importantly, it can also provide a strong technical support for further discovery of glycoproteins with potential biological function.
规模化糖蛋白分离鉴定及其糖基化位点确定是当前糖蛋白质组研究的重点和难点。在以质谱测序为基础的糖蛋白质组分析方法中,传统基于糖蛋白富集、酶解和糖肽分离的分析策略多采用离线模式进行,存在着样品易丢失、分析费时以及难以实现自动化等问题。针对上述困难,本项目拟发展一种在线的、集糖蛋白富集、酶解、糖肽分离、质谱鉴定于一体的自动化分析平台,其核心技术包括:(1)结合仿生识别技术,发展蛋白质分子印迹整体柱,在线选择性去除高丰度蛋白;(2)结合亲和色谱技术,发展硼酸功能化整体柱,在线特异性富集低丰度糖蛋白;(3)结合纳米技术,发展基于纳米基质掺杂的亲水整体柱/酶反应柱,高效分离/或酶解糖蛋白;(4)集成多级样品预处理、分离及鉴定单元,构建自动化的糖蛋白分析平台。通过本项目实施,有望实现更全面、更低丰度糖蛋白质的鉴定,提高分析的通量和自动化水平,为进一步发现具有潜在生物学意义的功能糖蛋白提供有力的技术支撑。

结项摘要

糖蛋白组学作为蛋白质组学的一个重要分支,是当前蛋白质组学研究的热点和难点。在以质谱测序为基础的糖蛋白质组分析方法中,传统基于糖蛋白富集、酶解和糖肽分离的分析策略多采用离线模式进行,存在着样品易丢失、分析费时以及难以实现自动化等问题。围绕上述问题,本项目开展了面向糖蛋白组学的多维毛细管液相色谱-质谱自动化分析平台集成方法研究。经过4年的实施,项目在以下几个方面取得进展:(1)将仿生识别技术与硼酸亲和色谱技术相结合,成功制备了一系列糖蛋白质印迹整体材料,实现了痕量血清中低丰度糖蛋白质的高效、高选择性分离富集;(2)将纳米技术与亲和色谱技术相结合,合成了一系列功能化磁性(介孔)纳米复合材料,实现了低丰度糖蛋白/磷酸化蛋白/组蛋白/糖肽等生物标志物的高效、高选择性富集;(3)将纳米技术与整体柱制备技术相结合,成功制备了一系列基于纳米掺杂的新型色谱固定相/毛细管整体柱,实现了(糖)蛋白/肽段的高效、高选择性、高通量、快速分离;(4)利用室温自组装技术,成功制备了一系列具有高催化活性的酶-无机盐杂化纳米花酶反应器,实现了(糖)蛋白质高效、快速酶解;(5)开发了一系列基于纳米基质(球状、片状)的表面辅助激光解吸离子化质谱技术,实现了低分子肽段(MW<600 Da)的高灵敏检测;(6)在此基础上,整合蛋白质预富集、分离及检测系统,成功构建了集成化的多维液相色谱分离分析平台,初步实现了复杂生物体系中(糖)蛋白质的高效、高通量分离,为后续的糖蛋白组学研究提供强有力的技术支撑。该项目部分研究成果荣获2016年度中国分析测试协会科学技术奖(CAIA奖)一等奖。项目执行期内累计发表SCI论文28篇,包括Mass Spectrom. Rev., Anal. Chem., Chem. Commun., ACS Appl. Mater. Interfaces, J. Mater. Chem., B, J. Chromatogr. A等国际权威刊物,研究成果多次被期刊作为亮点或封面形式进行专题报道和评述。申请国家发明专利9项,其中已授权4项。

项目成果

期刊论文数量(28)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
Enzyme-inorganic hybrid nanoflowers based immobilized enzyme reactor with enhanced enzymatic activity
基于酶-无机杂化纳米花的固定化酶反应器具有增强的酶活性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    J. Mater. Chem. B
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yuqing Yin;Yun Xiao;Guo Lin;Qi Xiao;Zian Lin;Zongwei Cai
  • 通讯作者:
    Zongwei Cai
Facile synthesis of Ti4+-immobilized affinity silica nanoparticles for highly selective enrichment of intact phosphoproteins.
轻松合成 Ti4 固定的亲和二氧化硅纳米粒子,用于高度选择性富集完整的磷蛋白。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Separation Science
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Yanting He;Wei Liu;Qi Xiao;Guo Lin;Lei Chen;Chenling Gao;Zian Lin
  • 通讯作者:
    Zian Lin
Polymer monolithic capillary column fabricated by using monodisperse iron oxide nanocrystal template to enhance the electrochromatographic separation of small molecules
使用单分散氧化铁纳米晶模板制备聚合物整体毛细管柱增强小分子的电色谱分离
  • DOI:
    10.1002/elps.201300647
  • 发表时间:
    2014-07
  • 期刊:
    Electrophoresis
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Zian Lin;Juan Wang;Xiaofei Yin;Xiaoqing Tan;Ruifang Yu;Jiangnan Zheng;Lan Zhang;Guonan Chen
  • 通讯作者:
    Guonan Chen
One-pot synthesis of CuFe2O4 magnetic nanocrystal clusters for highly specific separation of histidine-rich proteins
一锅合成 CuFe2O4 磁性纳米晶簇,用于高度特异性分离富含组氨酸的蛋白质
  • DOI:
    10.1039/c4tb00986j
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    J. Mater. Chem. B
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jiangnan Zheng;Zian Lin;Wei Liu;Ling Wang;Sen Zhao;Huanghao Yang;Lan Zhang
  • 通讯作者:
    Lan Zhang
One-pot preparation of glutathione-silica hybrid monolith for mixed-mode capillary liquid chromatography based on "thiol-ene" click chemistry
基于“硫醇-烯”点击化学的混合模式毛细管液相色谱用谷胱甘肽-二氧化硅杂化整体料的一锅法制备
  • DOI:
    10.1016/j.chroma.2014.06.023
  • 发表时间:
    2014-08-15
  • 期刊:
    JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY A
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Lin, Zian;Tan, Xiaoqing;Yang, Huanghao
  • 通讯作者:
    Yang, Huanghao

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其他文献

共价有机骨架材料在样品前处理中的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    色谱
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    白璟;林子俺
  • 通讯作者:
    林子俺
整体柱用于糖蛋白质分离富集研究新进展.
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    分析测试学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庞纪磊;林子俺;林瑶;黄慧;张兰;陈国南
  • 通讯作者:
    陈国南

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纳微尺度球形共价有机框架色谱固定相的精准可控制备及其在蛋白质组分析中的应用
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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