论文部分内容阅读
蛋白质可逆磷酸化调控的细胞信号传导在人类疾病尤其是癌症的产生和转移过程中起着主要作用。对磷酸化蛋白质进行系统的定量分析对于疾病的研究和早期和愈后诊断有着重要的意义。目前磷酸化蛋白质定量分析最常用的是分子质谱,通过引入不同的同位素标签从而实现定量。但是这些定量标签都是没有特异性的,它们可以与几乎所有的蛋白发生反应。因而在对磷酸化蛋白质分析之前需要对磷酸化蛋白质进行选择性富集,而且基于分子质谱的定量方法得到的主要是相对定量的信息。随着生命科学的发展,相对定量已经难以满足研究的需要,发展磷酸化蛋白质绝对定量技术已经迫在眉睫。电感耦合等离子体子质谱(ICP-MS)具有灵敏度高、线性范围宽、背景干扰小、同一个元素不同形态具有相同的响应信号等优点,已经成为蛋白质绝对定量分析中具有巨大潜力的分析工具。已有的基于检测31p的磷酸化蛋白质绝对定量技术严重受限于31p在等离子体中的低离子化效率和无法避免的多原子离子干扰。另一方面,使用具有多同位素且在ICP中有高电离效率的外源元素对蛋白质进行人工标记的策略已被用于蛋白质的绝对定量研究中,并可通过同位素稀释的方法实现更加精确的定量。本论文基于外源金属元素标记磷酸化蛋白质,发展了可实现磷酸化蛋白质的选择性标记和绝对定量的标记策略,为ICP-MS在生物分析领域的研究提供了新的发展思路。主要的研究工作分为以下五个部分:
第一章对磷酸化蛋白质进行了简要的介绍,并综述了近几年来基于分子质谱和ICP-MS的磷酸化蛋白质定量分析技术和方法。
第二章基于氨基磷酸酯键反应(phosphoramidatechemistry,PAC),建立了磷酸化蛋白质的稀土元素标记策略,并利用HPLC/SUID-ICP-MS对稀土元素进行检测从而实现磷酸化蛋白质的定量。模型磷酸化多肽的标记实验证明了该标记策略的可行性。
第三章基于能与含磷酸的化合物发生选择性反应的双核镓配合物,建立了磷酸化蛋白质的镓标记策略。我们对含有三种磷酸化位点(pS,pT,pY)的模型多肽和模型磷酸化蛋白质成功地进行了标记,并用HPLC-ICP-MS实现了绝对定量,证明了该标记策略的可行性。
第四章将光可裂解镓配体与纳米技术相结合,建立了一种集磷酸化蛋白质的标记、纯化、富集和定量于一体的多功能磷酸化蛋白质分析平台(Multifunctionalphosphoproteinassayplatform,MPPAP)。初步的研究结果表明,MPPAP可以实现我们设想的标记、纯化、富集和定量功能。进一步对MPPAP的功能进行研究的工作正在进行中。
第五章主要总结了本论文的研究内容和有待深入开展的研究工作,并对ICP-MS在这一领域中的进一步应用进行了展望。