基于Fe3O4/乙二胺四乙酸磁性粒子的集成化蛋白质组学方法

doi:10.3724/SP.J.1123.2016.09033

色谱 ›› 2016, Vol. 34 ›› Issue (12): 1264-1270.DOI: 10.3724/SP.J.1123.2016.09033

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基于Fe₃O₄/乙二胺四乙酸磁性粒子的集成化蛋白质组学方法

唐君^1,2,5, 郭凯珠², 陈文东², 宋培培³, 封顺³, 胡巢凤⁵, 许瑞莲¹, 田瑞军^2,4

1. 深圳市人民医院肿瘤研究所, 广东深圳 518020;
2. 南方科技大学化学系, 广东深圳 518055;
3. 西南交通大学生命科学与工程学院, 四川成都 610031;
4. 深圳市细胞微环境重点实验室, 广东深圳 518055;
5. 暨南大学基础医学院病理生理学系, 广东广州 510632

收稿日期:2016-09-15 出版日期:2016-12-08 发布日期:2013-04-24
通讯作者: 许瑞莲,Tel:(0755)88018905,E-mail:tianrj@sustc.edu.cn;许瑞莲,Tel:(0755)25617019,E-mail:xuruilian@126.com
基金资助:
国家自然科学基金项目（21575057）；深圳市科技计划项目（JCYJ20150901153557178，JSGG20160301103415523）.

Fe₃O₄/ethylenediaminetetraacetic acid magnetic beads-based integrated method for proteomic analysis

TANG Jun^1,2,5, GUO Kaizhu², CHENG Wendong², SONG Peipei³, FENG Shun³, HU Chaofeng⁵, XU Ruilian¹, TIAN Ruijun^2,4

1. Institute of Oncology, Shenzhen People's Hospital, Shenzhen 518020, China;
2. Department of Chemistry, South University of Science and Technology of China, Shenzhen 518055, China;
3. School of Life Science and Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China;
4. Shenzhen Key Laboratory of Cell Microenvironment, Shenzhen 518055, China;
5. Department of Pathophysiology, School of Basic Medicine, Jinan University, Guangzhou 510632, China

Received:2016-09-15 Online:2016-12-08 Published:2013-04-24
Supported by:
National Natural Science Foundation of China (No. 21575057); Shenzhen Innovation of Science and Technology Commission (Nos. JCYJ20150901153557178, JSGG20160301103415523).

摘要/Abstract

摘要：

建立了基于Fe₃O₄/乙二胺四乙酸（EDTA）磁性粒子的集成化蛋白质组学研究方法。首先用共沉淀法合成EDTA负载的Fe₃O₄/EDTA磁性粒子。在优化的溶液条件下（95%乙腈-1%三氟乙酸，体积分数），100 μ g Fe₃O₄/EDTA磁性粒子可吸附12.4 μ g牛血清白蛋白（BSA），吸附容量是商品化磁珠的10倍左右。以BSA作为标准蛋白质，对所合成的Fe₃O₄/EDTA磁性粒子作为蛋白质组学反应器的酶解时间进行了优化，发现Fe₃O₄/EDTA磁性粒子处理BSA酶解1、8和16 h的肽段序列覆盖率和特征肽段结果相当。因此，可以将复杂的蛋白质样品前处理时间缩短至2 h内。最后，将所合成的Fe₃O₄/EDTA磁性粒子应用于血清的蛋白质组学研究，成功地鉴定出218种蛋白质，其中包含了41种美国食品药品管理局（FDA）认证的生物标志物。所发展的基于Fe₃O₄/EDTA磁性粒子的蛋白质组学样品前处理方法将蛋白质样品预富集、还原、烷基化、酶解、多肽除盐和洗脱等步骤集成到一起，减少了样品转移和处理所造成的损失。这种技术具有快速、灵敏和易于操作的特点，可用于临床蛋白质组学研究。

关键词: Fe₃O₄/乙二胺四乙酸(Fe₃O₄/EDTA), 磁性粒子, 蛋白质组学, 样品前处理

Abstract:

A Fe₃O₄/EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) magnetic beads-based integrated method for proteomic analysis was developed. Fe₃O₄ magnetic beads loaded with EDTA were prepared firstly via co-precipitation method. One hundred μ g Fe₃O₄/EDTA magnetic beads could adsorb 12.4 μ g BSA (bovine serum albumin) in the optimized solution (95% acetonitrile-1% trifluoracetic acid, v/v). The binding capacity was about 10 times higher than that of the commercialized magnetic beads. The digestion time of Fe₃O₄/EDTA magnetic beads as the proteomic reactor was also optimized using BSA as the standard protein. The results indicated that the peptide coverage and unique peptides obtained from Fe₃O₄/EDTA magnetic beads with digestion time of 1, 8 and 16 h were comparable. We then applied the Fe₃O₄/EDTA magnetic beads for the serum proteome analysis. A total of 218 proteins were identified successfully, including 41 biomarkers approved by Food and Drug Administration (FDA). Protein preconcentration, reduction, alkylation, digestion, peptide desalting, and elution can be achieved in an integrated manner by the Fe₃O₄/EDTA magnetic beads-based proteomics sample preparation, which reduced the sample loss during sample transfering and processing. The developed method is fast, sensitive and easy to operate, which has prospective application for the clinic proteomics research.

Key words: Fe₃O₄/EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid), magnetic beads, proteomics, sample preparation

中图分类号:

O658

唐君, 郭凯珠, 陈文东, 宋培培, 封顺, 胡巢凤, 许瑞莲, 田瑞军. 基于Fe₃O₄/乙二胺四乙酸磁性粒子的集成化蛋白质组学方法[J]. 色谱, 2016, 34(12): 1264-1270.

TANG Jun, GUO Kaizhu, CHENG Wendong, SONG Peipei, FENG Shun, HU Chaofeng, XU Ruilian, TIAN Ruijun. Fe₃O₄/ethylenediaminetetraacetic acid magnetic beads-based integrated method for proteomic analysis[J]. Chinese Journal of Chromatography, 2016, 34(12): 1264-1270.

参考文献

[1] Cravatt B F, Simon G M, Yates J R. Nature, 2007, 450:991
[2] Mann M. Clin Chem, 2016, 62(1):293
[3] Bensimon A, Heck A J, Aebersold R. Annu Rev Biochem, 2012, 81:379
[4] Choudhary C, Weinert B T, Nishida Y, et al. Nature Rev Mol Cell Biol, 2014, 15(8):536
[5] Scott J D, Pawson T. Science, 2009, 326:1220
[6] Altelaar A F, Heck A J. Curr Opin Chem Biol, 2012, 16(1/2):206
[7] Tian R J. Proteomics, 2014, 14(4/5):498
[8] Lin L, Luo S S, Wang L J, et al. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2015, 43(10):1479 林琳, 罗树生, 王灵珏, 等. 分析化学, 2015, 43(10):1479
[9] Zhang Y, Liu R J, Hu Y L, et al. Anal Chem, 2009, 81(3):967
[10] Kishikawa N, Kuroda N. J Pharm Biomed Anal, 2014, 87:261
[11] Saito Y, Ueta I, Ogawa M, et al. J Pharm Biomed Anal, 2007, 44(1):1
[12] Hughes C S, Foehr S, Garfield D A, et al. Mol Syst Biol, 2014, 10(10):757
[13] Craft D, Li L. Anal Chem, 2005, 77(8):2649
[14] Tian R J, Hoa X D, Lambert J P, et al. Anal Chem, 2011, 83(11):4095
[15] Tian R J, Wang S, Elisma F, et al. Mol Cell Proteomics, 2011, 10(2):M110.000679-1
[16] Chen W D, Wang S, Adhikari S, et al. Anal Chem, 2016, 88(9):4864
[17] Ethier M, Hou W, Duewel H S, et al. J Proteome Res, 2006, 5(10):2754
[18] Wisniewski J R, Zougman A, Nagaraj N, et al. Nat Methods, 2009, 6(5):359
[19] Li Y, Zhang X, Deng C. Chem Soc Rev, 2013, 42(21):8517
[20] Gao M, Deng C, Zhang X. Expert Rev Proteomics, 2011, 8(3):379
[21] Wu W, He Q, Jiang C. Nanoscale Res Lett, 2008, 3(11):397
[22] Lu A H, Salabas E L, Schüth F. Angew Chem Int Ed Engl, 2007, 46(8):1222
[23] Veiseh O, Gunn J W, Zhang M. Adv Drug Deliv Rev, 2010, 62(3):284
[24] Ng A H, Choi K, Luoma R P, et al. Anal Chem, 2012, 84(20):8805
[25] Zhu J, Wang F J, Chen R, et al. Anal Chem, 2012, 84 (11):5146
[26] Geyer P E, Kulak N A, Pichler G, et al. Cell Syst, 2016, 2 (3):185

基于Fe₃O₄/乙二胺四乙酸磁性粒子的集成化蛋白质组学方法

Fe₃O₄/ethylenediaminetetraacetic acid magnetic beads-based integrated method for proteomic analysis

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[2]	刘威, 贾冬雪, 连文慧, 赵雨. 金属有机框架分子印迹材料的应用进展[J]. 色谱, 2023, 41(8): 651-661.
[3]	高祎阳, 丁亚丽, 陈鲁玉, 杜芳, 辛绪波, 冯娟娟, 孙明霞, 冯洋, 孙敏. 共价有机框架材料在固相萃取中的最新应用进展[J]. 色谱, 2023, 41(7): 545-553.
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[10]	张莹, 杨静, 马跃新, 曹玲, 黄青. 基于超高效液相色谱-质谱法的肽段分析中非特异性吸附评估及通用型最小化策略[J]. 色谱, 2022, 40(7): 616-624.
[11]	袁红梅, 卢泽毅, 李玉凰, 张成江, 李攻科. 亚胺类共价有机骨架材料在样品前处理中的应用[J]. 色谱, 2022, 40(2): 109-122.
[12]	冯娟娟, 孙明霞, 冯洋, 辛绪波, 丁亚丽, 孙敏. 石墨烯应用于样品前处理的研究进展[J]. 色谱, 2022, 40(11): 953-965.
[13]	程嘉雯, 马继平, 李爽, 田永. 六溴环十二烷的样品前处理和检测方法研究进展[J]. 色谱, 2022, 40(10): 872-881.
[14]	孙敏, 李春英, 孙明霞, 冯洋, 冯加庆, 孙海丽, 冯娟娟. 氧化石墨烯功能化三聚氰胺-甲醛气凝胶涂层固相微萃取管的制备及其应用[J]. 色谱, 2022, 40(10): 889-899.
[15]	周丽慧, 肖小华, 李攻科. 干果类食品的样品前处理与分析检测方法研究进展[J]. 色谱, 2021, 39(9): 958-967.