蛋白质样品多级预处理系统的研制

本项目针对蛋白质组研究中高低丰度蛋白质动态分布范围极宽这一瓶颈问题，为避免高丰度蛋白质对低丰度蛋白质分离鉴定的干扰，拟结合仿生分子识别技术、多维阵列色谱和蛋白质和文库间特异性相互作用，构建蛋白质样品多级预处理系统。具体包括（1）基于蛋白质分子印迹技术，高选择性去除多种已知超高丰度蛋白质；（2）基于多维阵列高效液相色谱，批量去除大量未知高丰度蛋白质；（3）基于蛋白质均衡器技术，回收高丰度蛋白质馏分中的低丰度蛋白。利用该系统可实现蛋白质组样品中数十种高丰度蛋白质的高效、高通量去除。有效克服目前采用抗体法只能去除已知1-9种高丰度蛋白质的局限性，并避免因高丰度蛋白质夹带而造成的大量低丰度蛋白质丢失。通过研制具有自主知识产权的全新科学仪器，有望为我国在蛋白质科学领域发现一批重要生物学意义的功能蛋白质和生物标志物提供强有力的技术支撑。

本项目针对蛋白质组研究中高低丰度蛋白质动态分布范围极宽这一瓶颈问题，为避免高丰度蛋白质对低丰度蛋白质分离鉴定的干扰，三年来经过对新型蛋白质印迹材料、多维阵列色谱分离系统和蛋白质均衡器的研究，研制了具有自主知识产权的多级、多维、阵列、多模式蛋白质样品预处理系统。. 发展了2种金属螯合辅助的单目标蛋白质分子印迹材料以及1种基于抗原决定基的多目标蛋白质分子印迹材料；印迹材料可在5min达到吸附平衡，将高丰度蛋白质的含量降低70%。研制了一套用于蛋白质分离多维阵列液相色谱系统；通过二级样品预处理，一次运行可去除57种血浆高丰度蛋白质，多维色谱系统的峰容量可达到8640，保留时间偏差小于0.142%；峰面积平均偏差小于6.35%。发展了基于噬菌体展示文库和两性电解质的蛋白质均衡器；血浆高丰度蛋白质部分经过蛋白质均衡器处理，同处理前相比，蛋白质鉴定数目提高了4倍。. 将一级蛋白质分子印迹柱、二级多维阵列液相色谱系统以及三级蛋白质均衡器相结合，构建了蛋白质样品预处理系统并应用于血浆蛋白质分析，共鉴定得到283种蛋白质group，其中含有68种高丰度蛋白质，215种中低丰度蛋白质；而未经该系统处理，血浆蛋白质直接分析，只能鉴定到126种蛋白group，包含53种高丰度蛋白质，73种中低丰度蛋白质；鉴定到的中低丰度蛋白质数量提高了约3倍.. 上述结果表明，研制的蛋白质样品预处理系统能够在有效去除高丰度蛋白质的同时，避免低丰度蛋白质的损失；通过降低组分离鉴定的动态范围，显著提高中低丰度蛋白质鉴定效率。为具有重要生物学意义的低丰度蛋白质生物标志物的发现和应用提供了重要技术支撑。. 项目执行期间，共发表SCI论文21篇，申请发明专利6项，培养博士研究生10人。