如何检测组织中蛋白质表达水平？有哪些生物学技术

空白派

如何检测组织中蛋白质表达水平？有哪些生物学技术
原文地址：https://www.zhihu.com/question/23222581

检验医师

直接检测或者间接检测。
直接检测的话可以通过Western blot、免疫组织化学IHC、Elisa、流氏分析、质谱分析、蛋白质2-DE、免疫沉淀IP、原位杂交ISH；间接检测的话可以通过mRNA的表达检测推测蛋白的表达。

清风寡欲

世界著名蛋白质组学专家Matthias Mann教授团队发表综述性文章"MS-Based Proteomics of Body Fluids: The End of the Beginning"，主要探讨了以质谱技术为基础的体液蛋白质组学在研究中的应用和发展前景。
该文章提出伴随着底层技术的成熟，体液蛋白质组学技术已经达到了爆发的拐点。就像丘吉尔在第二次世界大战中曾经说的“End of the Beginning”，未来体液蛋白质组技术具有无限的潜力。嘉华药锐，凭借其在生命科技领域的深厚底蕴与前瞻性思维，为科研工作者们推出了革命性的高深度体液蛋白质组检测服务。
在这项前沿服务中，嘉华药锐充分发挥了Orbitrap™ Astral™高分辨率质谱仪的出色性能，并结合纳米材料吸附技术，实现了对体液中蛋白质的细致、深入检测，显著提升了检测的精确度和灵敏度，使我们能够更透彻地洞察体液中蛋白质的变化及其复杂功能。
体液（Body Fluids）如血液、尿液等，是临床常见的样本类型，蛋白来源于与其密切接触组织或者细胞的分泌或渗漏，可以提供“身体内部的信息”。体液蛋白质组学在疾病标志物发现、药物疗效监测、疾病动态监控及药物靶点发现等方面具有巨大的研究潜力。




体液蛋白质组学与临床化学结果强相关性，更具临床转化价值[1]
然而体液，尤其是血液的蛋白质组检测却充满挑战。血液中蛋白质种类极为繁多且浓度差异大，相互作用和修饰状态复杂，这使得全方位、精确地检测蛋白质成为一项复杂而艰巨的任务。因此，血液蛋白质检测需要借助先进的技术，才能确保结果的准确性和全面性。嘉华药锐通过深入研究和不断创新，成功攻克了这一技术难题。




血液蛋白含量差异大，分布极不均匀[2]

嘉华药锐打破界限：体液蛋白质组研究迈向新纪元
嘉华药锐推出的深度体液蛋白组检测（LiquidInsight）采用了先进的纳米吸附颗粒，能够高效地富集低丰度蛋白质，从而显著提高了检测的灵敏度和覆盖率。
超深度、广谱、无偏的检测能力
在单次Orbitrap Astral质谱分析中，LiquidInsight能够覆盖超6400种蛋白质，展现出卓越的蛋白质覆盖能力。此外，通过与2023年人类血浆蛋白质组计划（HPPP）的最新数据库进行对比，LiquidInsight进一步发现了超3200种独特的蛋白质。这一技术上的突破为研究者提供了前所未有的超深度、广谱、无偏见的蛋白质组数据，极大地推动了体液蛋白质组研究的深度和广度。



基于纳米材料吸附技术的技术路线


灵敏度达到新高度
嘉华药锐能够检测到低至ng/L水平的蛋白质。这一优势使得该服务在痕量蛋白质分析、早期疾病诊断以及药物疗效评估等领域具有广泛的应用前景。



覆盖大量中低丰度的蛋白[3]
此外，得益于先进的纳米材料技术，嘉华药锐在处理不同样本时均表现了出色的稳定性和准确性，从而为临床研究提供有力支持。嘉华药锐将继续覆盖更多类型的样本，推动精准医疗的研究。




更多样本类型正在解锁中……
体液蛋白质组学的革新应用
应用方向




研究思路


突破边界，体液蛋白质组还可搭配DeepKinase平台任意组学研究拓展。

更多体液蛋白质组实测数据回顾：

• 嘉华药锐 DoTB血浆标志物发现平台：定量超6000+血浆蛋白， 20X“血”无止境的新时代震撼开启！
  
• 嘉华药锐Astral实测数据（第二弹）:不同类型样本共同的最佳解决方案
  
• 嘉华药锐Astral实测数据（第四弹）：Astral高分辨质谱仪开启血浆蛋白质组学新时代
  

更多业务咨询与销售精英招募，可致电15801039195（微信同号）
参考文献：
[1] Tebani A, Gummesson A, Zhong W, et al. Integration of molecular profiles in a longitudinal wellness profiling cohort. Nat Commun. 2020 Sep 8;11(1):4487.
[2] Geyer PE, Holdt LM, Teupser D, Mann M. Revisiting biomarker discovery by plasma proteomics. Mol Syst Biol. 2017 Sep 26;13(9):942.
[3] Liu Y, Yang Q, Du Z, et al. Synthesis of Surface-Functionalized Molybdenum Disulfide Nanomaterials for Efficient Adsorption and Deep Profiling of the Human Plasma Proteome by Data-Independent Acquisition. Anal Chem. 2022 Nov 1;94(43):14956-14964.

大力水手

蛋白质是生物体中重要的功能分子，对于理解生命过程和开发新药具有重要意义。科学家们一直在寻找有效的方法来研究和利用蛋白质。近年来，噬菌体展示技术成为一种强大的工具，能够快速筛选和分析大量的蛋白质变体。本文将介绍噬菌体展示技术的原理和应用，并探讨其在蛋白质研究和应用中的潜力。



蛋白质生成

一、噬菌体展示技术的原理和步骤
噬菌体展示技术是一种利用噬菌体作为载体来展示感兴趣蛋白质的方法。它基于噬菌体的遗传工程，将目标蛋白质的可变DNA序列插入噬菌体基因组中，使噬菌体在其外壳蛋白上表达目标蛋白质。这样一来，每个噬菌体颗粒都携带了一个特定蛋白质的遗传信息，形成了一个噬菌体库。
噬菌体展示技术通常包括三个主要步骤：亲和力净化、荧光放大和克隆隔离。在亲和力净化中，研究人员将噬菌体库引入固体表面上的靶配体，通过表达具有与配体亲和力的蛋白质的噬菌体，将与配体结合的噬菌体保留下来，而未结合的噬菌体被洗脱。这一步骤可以筛选出与特定配体结合的噬菌体。
荧光放大是为了增殖含有特定蛋白质的噬菌体。洗脱的噬菌体与细菌和修饰后的辅助噬菌体一起培养，以产生更多含有目标蛋白质的噬菌体。这些噬菌体再次与约束配体结合，以评估它们的结合能力。结合的噬菌体被保留下来，而未结合的噬菌体被洗脱，从而进一步筛选出具有更高结合能力的噬菌体。
克隆隔离是将筛选出的噬菌体分离出来，用于进一步的研究和应用。被保留下来的噬菌体被用来感染细菌，并在含有抗生素的培养基上培养。耐药的菌落被挑选出来，质粒被分离并进行排序。这些质粒可以进行序列分析、单克隆抗体的产生或其他蛋白质分析，为后续的研究和应用提供基础。
生物试剂-实验室试剂-检测试剂-试剂购买-阿尔法试剂公司


噬菌体

二、噬菌体展示技术的应用
噬菌体展示技术在蛋白质研究和应用中具有广泛的应用前景。通过这一技术，科学家们可以快速筛选和分析大量的蛋白质变体，从而加速蛋白质工程和新药开发的过程。
在蛋白质工程中，噬菌体展示技术可以用于筛选具有特定功能或亲和力的蛋白质变体。通过引入不同的DNA序列变体到噬菌体库中，研究人员可以通过亲和力净化和荧光放大步骤，筛选出与目标配体高度结合的蛋白质变体。这为定向蛋白质进化和功能改造提供了一种高效的方法。
此外，噬菌体展示技术还可以应用于抗体工程和疫苗研发。通过将抗原蛋白质的可变区域插入噬菌体基因组中，研究人员可以通过亲和力净化和荧光放大步骤，筛选出与目标抗原高度结合的抗体变体。这为抗体的改进和疫苗候选物的筛选提供了一种高通量的方法。



基因图谱

此外，噬菌体展示技术还可以用于酶工程、蛋白质相互作用研究和药物靶点筛选等领域。通过筛选具有特定功能或相互作用的蛋白质变体，研究人员可以加速相关领域的研究进展。
   噬菌体展示技术是一种强大的工具，能够快速筛选和分析大量的蛋白质变体。它在蛋白质工程、抗体工程、疫苗研发和其他领域中具有广泛的应用前景。随着技术的不断发展和完善，噬菌体展示技术将为蛋白质研究和应用带来更多的突破和创新。
细胞生物反应器-瑞宁移液器-恒温光照培养箱-实验室仪器采购-苏州阿尔法生物实验器材

继续前进

简介

基因工程和克隆的发展为研究领域开辟了表达和分离异源蛋白质的许多可能性。技术上巨大进步使得能够大规模表达和分离重组蛋白。然而，对于酶、抗体或疫苗生产等大规模应用，所需蛋白质的量相当高。在这种情况下，表达蛋白质的系统必须易于培养和维持，生长迅速，并能产生大量蛋白质。此外，哺乳动物蛋白质还经历各种翻译后修饰。这些要求导致蛋白质表达系统的发现。各种蛋白质表达系统是细菌、酵母、昆虫或哺乳动物系统。更多内容请到默克生命科学官网查看：www.sigmaaldrich.cn
以下因素决定了用于生产重组蛋白的表达系统的类型：

• 表达蛋白质所花的时间
  
• 处理表达系统的容易程度
  
• 所需蛋白质的量
  
• 蛋白质的质量
  
• 翻译后修饰的类型，二硫键的数量
  
• 表达蛋白质的目的地
  

在表达系统中表达重组蛋白的过程需要以下信息/组分。

• 鉴定编码目的蛋白质的基因
  
• 从各自的mRNA产生cDNA
  
• 选择合适的表达载体以插入基因序列
  
• 选择可以表达载体的合适系统
  
• 适当的筛选和扩大方法
  

涉及产生所需重组蛋白的核心步骤在各种表达系统中是相似的

继续前进

不知题主问的是检测某些特定的目标蛋白表达水平，还是检测所有蛋白质表达水平。
若检测某些感兴趣的特定蛋白的表达水平，常借助蛋白相应的抗体来进行相对或绝对定量，常用的方法有：Western Blots、酶联免疫吸附技术（ELISA）、流式细胞技术、免疫组织化学染色（IHC）等。
但有些商用抗体的特异性不高定量不准确，或有时需要同时检测的几十种或上百种蛋白，抗体成本太高，则可采用以质谱技术为基础的平行反应监测技术（PRM）。
如果是对组织样本的所有蛋白进行定量检测，则强烈推荐以质谱技术为基础的蛋白质组学技术，包括LFQ、TMT、DIA等。几种技术的比较如下表：

名称	是否依赖抗体	通量	特点
Western Blots	是	一块胶检测大约10个样本，每次检测一种蛋白	需进行样本裂解，常用于验证实验
ELISA	是	一块板检测可几十个样本，每次检测一种蛋白	一般检测体液中的蛋白，或需要裂解样本，可绝对定量
流式细胞技术	是	一次可检测一个样本中的几种到几十种不同蛋白	适用于细胞膜上的蛋白检测，对每个细胞的表达量进行检测
IHC	是	每块切片来源一个样本，一次检测一个蛋白	可观察到组织内不同蛋白的空间分布情况
PRM	否	一次检测一个样本的几十种到上百种蛋白	需裂解细胞，可绝对定量
LFQ/TMT/DIA	否	一次检测一个样本的所有蛋白	需裂解细胞，数据量大，常用于发现实验