蛋白质芯片阵列
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为蛋白质组学开发的最新的一项技术平台是基于芯片的阵列。这种精心制作的阵列在分离时主要基于蛋白质的表面化学性质或已知蛋白质的配基 (如抗体),再联合质谱鉴定(Borrebaeck,2000;Lueking等,1999;Borrebaeck等,2001)。蛋白质芯片微阵列的另外一个有前途的应用是差分剖析(MacBeath和Schreiber,2000)和高通量功能分析(Fung等,2001;Sawyer,2001)。
图示的是一个蛋白质芯片阵列的例子,这样的阵列可以分为化学亲和表面与生物亲和表面。在第一种情况下,这种化学亲和表面基本上是行使类似于微型色谱柱的功能,这些表面通过疏水作用(反相)、金属螯合和不同类型的离子交换来俘获某种蛋白质分子。
这种化学表面的选择性不是特别高,但是它们可以用级联的方式进行,例如先用离子交换剂俘获蛋白质,经洗脱后再被反相或金属螯合剂吸收,以便对一些组分差异很大的蛋白质混合物(可以将其看做是全细胞溶出产物)进行更进一步的细分。而生物亲和表面明显是基于更高选择性的原理,可以俘获范围较窄的、明确含义的蛋白质种群,能够即刻准备MS分析。
生物亲和表面的作用机理:如果芯片的表面俘获了某一个选定的蛋白质种群,那么就用激光光束照射其表面,就会使不同的蛋白质解吸和电离,最终通过它们准确的分子量鉴定出来。这种类型的结构分析与MALDI-TOF解吸电离的主要差别是后者的样品必须手工加到微孔板上,而且要与特殊的基质(如芥子酸)混合,然后通过脉冲激光照射进行解吸/电离。
相反,本文介绍的蛋白质芯片中,将一个具有8个(或其倍数)亲和表面并带着捕获的蛋白质的棒直接插入质谱仪中,然后在没有添加基质(实际上这种阵列的表面已经镀了吸收能量的聚合物)的情况下,通过表面增强激光解吸电离(surface-enhaneed laser desorption/ionization,SELDl)手段解吸(Voivodov,Ching和Hutchens,1996)。这一仪器很快被全球多家临床化学实验室采用,并用可能迅速成为这些实验室的标准器械。
下面列出的是已出版的有关芯片阵列开发SELDI技术领域的文献的一个目录(并非详尽无遗);Lin等(2001);Paweletz,Liotta和Petricoin(2001);Boyle等(2001);Wang等(2001);Thulasiraman等(2000);Austen,Frears和Davies(2000);Von Eggeling等(2000);Merchant和Weinberger(2000);Weinberger,Viner和Ho(2002)。