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??? 近日，我院鞠熀先教授研究組在質(zhì)譜成像分析方面取得重大進(jìn)展，相關(guān)成果“MALDI-MS Patterning of Caspase Activities and Its Application in the Assessment of Drug Resistance”于4月21日在線(xiàn)發(fā)表于Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201601096。該成果由14級(jí)博士生胡駿杰為第一作者，鞠熀先教授為通訊作者完成。

??? 質(zhì)譜技術(shù)由于高通量和免標(biāo)記的優(yōu)勢(shì)，在酶活性分析中得到廣泛關(guān)注。然而，由于生物樣品的成分復(fù)雜，組分豐度的分布差異大，其應(yīng)用常被復(fù)雜的樣品前處理所限制。為簡(jiǎn)化繁瑣的樣品前處理和數(shù)據(jù)分析過(guò)程，鞠熀先教授研究組發(fā)展了質(zhì)譜成像分析新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種酶活性的便捷可視化分析。該工作首先需攻克質(zhì)譜成像分析尤其是通常MALDI-MS檢測(cè)存在的難題，大幅度提高質(zhì)譜信號(hào)與信噪比，從而通過(guò)逐點(diǎn)掃描，獲得清晰的質(zhì)譜圖像。該課題組以磷脂分子修飾多肽底物，利用具有兩親特性的磷脂分子保證其在疏水玻片表面的有序組裝，構(gòu)建模擬生物膜，從而增強(qiáng)MALDI芯片的表面生物相容性，以使分析對(duì)象酶更易接近其底物，大幅度提高了質(zhì)譜信號(hào)；同時(shí)這一設(shè)計(jì)增加了酶反應(yīng)產(chǎn)物的分子量，可以避免基質(zhì)與生物樣品中雜質(zhì)的干擾，改善了檢測(cè)信噪比與質(zhì)譜分辨能力。他們以含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶家族（Caspase-1, -2, -3和-8）為模型，將相應(yīng)多肽底物分別與磷脂骨架的分子連接并組裝嵌插于疏水玻片表面，制備出用于酶活性檢測(cè)的陣列芯片；在目標(biāo)酶的作用下，底物被剪切產(chǎn)生質(zhì)量位移，各酶的活性通過(guò)酶切產(chǎn)物的質(zhì)荷比進(jìn)行顏色編碼，實(shí)現(xiàn)了多種酶活性的可視化與高通量定量檢測(cè)（圖1）。這一方法已成功用于細(xì)胞內(nèi)水解酶家族的抑制劑篩選和化療過(guò)程癌細(xì)胞中Caspases酶活性演化的監(jiān)測(cè)，為耐藥性細(xì)胞鑒別及抗癌藥物篩選提供了有力工具，并可方便地?cái)U(kuò)展應(yīng)用于其它酶系統(tǒng)，為探究更多過(guò)程中酶的作用機(jī)制提供了新途徑。

??? 鞠熀先教授研究組自2000年開(kāi)始質(zhì)譜研究，以解決實(shí)際問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，建立了海洛因及其代謝物的LC/MS分析方法及鼠藥的GC/MS快速檢測(cè)方法等。2010年后，隨著生命分析化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建立與生命科學(xué)研究的需求，該研究組將納米技術(shù)、化學(xué)衍生及化學(xué)生物學(xué)與傳統(tǒng)質(zhì)譜分析方法結(jié)合，通過(guò)功能化碳納米角、磁性碳納米管等納米材料，提出低豐度生物小分子（Chem. Eur. J., 2013, 19, 102-108）與蛋白（Nanoscale, 2014, 6, 3150-3156）的選擇性富集手段，建立了無(wú)需另加基質(zhì)的MALDI-MS檢測(cè)方法。特別是，針對(duì)阻礙MALDI-MS定量分析的瓶頸，該課題組利用分子標(biāo)記實(shí)現(xiàn)了MALDI定量（Anal. Chem., 2014, 86, 8275-8280; Anal. Chem., 2015, 87, 4409-4414），并用于多肽和酶活性的定量檢測(cè)，創(chuàng)造性地改變了傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，擴(kuò)展了這一技術(shù)的應(yīng)用范圍。

圖1. 質(zhì)譜芯片的制備及Caspase酶活性的可視化分析原理