1、蛋白 质 芯 片 Protein chip课程：分子生物学,姓名:涂振波 班级：10级水产班 学号:1011471001,内容提要,蛋白质芯片概述蛋白质芯片的关键技术蛋白质芯片的应用展望,蛋白质的概述,蛋白质芯片，又称为蛋白质微阵列(protein micro array)是大量的蛋白质分子(例如抗体或抗原分子)或肽链有序排列固定在载体薄片上形成的。利用蛋白质或肽能特异性地与配体分子(如抗体或抗原)结合的原理，芯片上的蛋白质分子或肽链与样品中的相关成分发生反应，然后加入标记分子，并用阅读仪分析和存储结果，这就是蛋白质芯片的工作原理。构建蛋白质方阵需解决三个问题，一保持蛋白的活性，二保证蛋白质正
2、确定位，三与现存的基因微型方阵研究工具相兼容。蛋白芯片是近年来蛋白质组学研究中兴起的一种新方法。它是在基因芯片的基础上发展起来的。与传统的研究方法相比有以下特点：(1)蛋白芯片是一种高通量的研究方法，能在一次实验中提供大量的信息，使我们能够全而、准确地研究蛋白表达谱；(2)灵敏度高，它可以检测出蛋白样品中微量蛋白的存在，检测水平已达ng级；(3)所需的样品量极少。,蛋白质检测芯片蛋白质功能芯片,蛋白质芯片的分类,Gel electrophoresis, northern/western blot (fluorescence/radio active label)X-ray crystallog
3、raphy 2D - mass spectrometryProtein microarraysSELDI MS protein chips,Methods for Protein Analysis,蛋白质芯片的定义,微流控芯片,蛋白质芯片, 又称蛋白质阵列或蛋白质微阵列，是指以蛋白质分子作为配基,将其有序地固定在固相载体的表面形成微阵列；用标记了荧光的蛋白质或其他它分子与之作用，洗去未结合的成分，经荧光扫描等检测方式测定芯片上各点的荧光强度，来分析蛋白之间或蛋白与其它分子之间的相互作用关系。,蛋白质芯片的关键技术,提出生物学问题（实验目的）,样品预处理（重组蛋白，制备一、二级抗体，荧光标记，配
4、蛋白印记缓冲液）,生化反应化学偶合，加底物，反应温度和时间，冲洗条件,检测（荧光和比色扫描或拍照，参数设置）,数据分析和建模（图象量化，标准化，采集蛋白信息，建立模型）,1,2,3,4,5,蛋白质芯片制备,6,蛋白质芯片的制备,固相载体及其处理 载体（滴定板、滤膜、凝胶、载玻片） 蛋白质的预处理 选择具有较高纯度和完好生物活性的蛋白进行溶解点制微阵列 可使用点制基因微阵列的商品化点样仪或喷墨法等,固定微阵列上的蛋白样点 膜为载体：芯片放入湿盒， 37C 1h 载玻片为载体：化学修饰产生醛 基固定蛋白微阵列的封闭主要封闭试剂：BSA或Gly,蛋白质芯片比较,表面 蛋白固定方式 优点 缺点,PVD
5、F 吸附 无需蛋白修饰过程，高结合容量 非特异吸附，分布随机Nitrocellulose 吸附 无需蛋白修饰过程，高结合容量 非特异吸附，高背景，低密度 无需蛋白修饰过程，高密度， 非特异吸附，分布随机 高分辨检测Epoxy-activated 高密度，高分辨检测 分布随机，表面有吸附PDMS nanowell 高密度，适合复杂的生化分析 Gold coated silicon 高密度，低背景，易与SPR或MS 联用 分布随机，制作难，未商品化Avidin coated 亲和结合 蛋白连接强度高、特异和高密度，低背景 蛋白需生物素化 Ni-NTA coated 亲和结合 蛋白连接强度高、特异和
6、高密度，低背景 蛋白需His x6标记 表面蛋白分布均一容量Agarose thin film 制作难，未商品化3D gel pad,吸附，共价偶联,Poly-lysine coatedAldehyde-coated,共价偶联,扩散 无需蛋白修饰过程，高结合容量,蛋白质芯片的应用,疾病诊断和预警药物开发 蛋白质组学,定量检测组织提取液中的肿瘤标记物,孵育后的微阵列荧光图 A 含抗原 B 无抗原,微阵列方法与ELISA方法检出结果比较,疾病诊断,uPA 尿激酶型纤溶酶原激活因子PAI-1血浆纤溶酶原激活因子抑制因子VEGT 血管内皮生长因子,高通量筛选蛋白-蛋白作用抑制剂,药物开发,Jung S
7、O, et al., Proteomics 2005, 5, 44274431.,A 1500 个点阵的微阵列B 局部点阵放大图及SPR信号,His6-RB/GST-E7相互作用抑制剂筛选微阵列图,加入His6-RB,加入含 PepC抑制剂的His6-RB,人动脉平滑肌细胞蛋白谱,蛋白质组学,揭示了oxidized low density lipoprotein诱导人动脉平滑肌细胞的作用模式,细胞经oxidized low density lipoprotein作用后的蛋白谱,检出298个蛋白54个蛋白表达量发生变化,4.7% 抗原（一组细胞-细胞间相互作用分子）表达上调；13.4%抗原（结构
8、蛋白，体液响应蛋白）表达下降,技术难点,成本过高, 需一系列昂贵的尖端仪器芯片的标准化问题 提高芯片的特异性、简化样品制备和标记操作程序、增加信号检测的灵敏度和消除芯片背景对于结果分析的影响等等,展望蛋白质芯片未来的发展重点,建立快速、廉价、高通量的蛋白质表达和纯化方法，高通量制备抗体并定义每种抗体的亲和特异性。 改进基质材料的表面处理技术以减少蛋白质的非特异性结合。提高芯片制作的点阵速度；提供合适的温度和湿度以保持芯片表面蛋白质的稳定性及生物活性。研究通用的高灵敏度、高分辨率检测方法，实现成像与数据分析一体化。,Thank you ！,谢谢观看/欢迎下载,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH,
