基于蛋白质组芯片的全局性新酶发现技术的建立

任何已知物种的基因组中均有相当一部分基因（18％-29％）所编码的蛋白质具有酶学活性，这些酶涉及到了几乎所有的细胞过程和代谢反应，并且与疾病和医药密切相关。全基因组序列测定为从蛋白质组层次进行新酶的发现研究提供了可能，同时也提出了迫切的要求。但是目前缺乏从事这方面研究的有效技术手段。蛋白质组芯片具有从蛋白质组层次进行新酶发现的潜力，但是需要对常规的实验模式进行突破。针对酶发现研究的急迫性，本项目将利用蛋白质组芯片的高通量、快速平行分析的优势，在已有的大肠杆菌蛋白质组芯片技术平台的基础上，以DNA酶的全局性发现为目标，初步建立基于蛋白组芯片的新酶发现技术。

本项目已建立一种可在蛋白质组水平上对具有特定酶活的蛋白质进行高通量、快速和低成本发现的技术。 该技术基于蛋白质组芯片，一次纯化所得到的蛋白质足可以用于2,000片以上的蛋白质组芯片的制备，因而具有明显的优势：首先，蛋白质和底物用量少。对蛋白质和底物的需求量相比于常规的生化技术至少要减少1,000倍，可以大大降低实验的成本；其次，实验周期短。通常在几个小时到1天内即可完成一种酶的初步筛查，比传统的方法缩短几十到几百倍；最后，灵活并且有较强的通用性。采用该技术可以在一次实验中进行多种底物和多种反应条件的比较。如转换到一种新酶的筛查，只需设计新的底物和反应条件而无需重新纯化蛋白质。可从方便的从一种蛋白质组芯片，如大肠杆菌蛋白质组芯片，切换到酿酒酵母蛋白质组芯片和人蛋白质组芯片，从而可在不同的物种中寻找同种或同类酶。基于我们具备的成熟的大肠杆菌蛋白质组芯片实验平台；DNA酶活力分析的简便性以及前期DNA限制性内切酶实验的成功，我们将大肠杆菌蛋白质组芯片与DNA酶的发现相结合，建立起了基于蛋白质组芯片的新酶发现技术，发现了一种新的DNA酶，并对其进行了详细的功能验证。.具体的研究成果包括标准本基金资助的SCI论文11篇，核心期刊论文2篇，申请专利8项，培养博士后1名、研究生4名。.