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1、蛋白质芯片技术摘要：以前对蛋白质的研究集中在一次研究一种蛋白质,通常费时费力;而蛋白质芯片技术是研究蛋白质组的新技术,是高通量、微型化和自动化的蛋白质分析技术。它可以用来研究蛋白质的亚细胞定位和蛋白质与蛋白质之间的相互作用,以及对蛋白质的功能进行生物化学分析,将对蛋白质组研究及医学生物学的发展有很大的推动作用。较系统地介绍了蛋白质芯片的概念、制作及检测方法;同时也讨论了蛋白质芯片的两种功能形式、存在问题和应用前景。关键词：蛋白质芯片；蛋白质微阵列；蛋白质组ProteinChipTechnologyLoushuoDepartmentofchemicalengineerin
2、g,Tianjinuniversity,3011214116Abstract:Inthepast,studiesofproteinactivitieshavefocusedonstudyingasingleproteinatatime,whichisoftentimeconsumingandexpensive.Proteinchiptechnologyisanewtechnologyinproteomeresearch.Theadvantagesofthetechnologyarehighthroughtput,miniaturizedandautomated.Prot
3、einchiphavebeenusedforthedeterminationofsubcellularlocalization,analysisofproteinproteininteractionsandbiochemicalanalysisofproteinfunction.Itwillpropeltheproteomeresearchandmedicalbiologyenormously.Thedefinition,manufatureanddetectionmethodsofthistechnologyarediscribledinthisarticle.The
4、twofunctionalclasses,limitationsandfutureapplicationsarealsodiscussed.Keywords:Proteinchip;Proteinmicroarray;Proteome1引言随着人类基因组计划(HGP)的顺利完成及后基因时代的到来,蛋白质组的研究已经成为生命科学的一个重要领域。蛋白质组传统的研究方法有:二维凝胶电泳(2DE)和酵母双杂交技术等。但这些方法往往操作烦琐,所需时间较长,结果具有不确定性,且所需费用较高。因而,人们发展了一种快速、高效、高通量的蛋白质组研究新技术———蛋白质芯片。蛋白质芯片又称蛋
5、白质阵列或蛋白质微阵列,它是将大量的蛋白质、蛋白质检测试剂或检测探针以预先设计的方式固定在玻片、硅片及纤维膜等固定载体上组成密集的阵列,能够高通量地测定蛋白质的生物活性,蛋白质与大分子和小分子的相互作用,或者用于高通量定性和定量检测蛋白质。近年来,蛋白质芯片已成为人们研究的热点之一。2蛋白质芯片的概念及原理蛋白质芯片又称蛋白质微阵列。它是一种固相支持物表面按照预先设计的方法固定大量的探针蛋白,形成高密度排列的探针蛋白点阵。一个蛋白质芯片可以容纳一个蛋白质家族所有成员或一种蛋白质的所有变异体。实验时,将带有特殊标记(如荧光染料标记)的蛋白质分子(如抗体或配体)与该芯片进行
6、孵育反应,探针可以捕获样品中的待测蛋白质并与之结合,然后通过检测器对标记物进行检测,计算机分析计算出待测样品的结果。在此基础上,可发展到对各种蛋白质、抗体及配体的检测,弥补了基因芯片检测中不能检测的空缺。3蛋白质芯片的分类蛋白质芯片,主要有3种分类方法:(1)CiphergenBiosystems公司提出将蛋白质芯片分为化学芯片和生物芯片。化学型蛋白质芯片的构想来源于经典色谱法(反相层析、离子交换层析、金属螯合层析等)。铺有相关介质的蛋白质芯片可以通过介质的疏水力、静电力、共价键等结合样品中的蛋白质,用洗脱液去除杂质蛋白质,而保留感兴趣的蛋白质。生物型蛋白质芯片则是将生
7、物活性分子(如:抗体、抗原、受体或配体等)结合到芯片表面,用于捕获靶蛋白;(2)根据载体的不同,将蛋白质芯片分为普通玻璃载体芯片(plain2glassslide)、多孔凝胶覆盖芯片(porousgelpadchip)及微孔芯片(microwellchip);(3)Kodadek提出将蛋白质芯片分为蛋白质功能芯片和蛋白质检测芯片。蛋白质功能芯片是在一特定模板上固定成千上万个蛋白质分子,用于蛋白质功能的研究;而蛋白质检测芯片则含有蛋白质检测试剂,用于蛋白质的定性、定量测定。4蛋白质芯片的制作4.1载体的制备因为蛋白质要比DNA难合成,更难在
