蛋白质组学

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蛋白质组学,糖基化蛋白质组学,多组学联合分析
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糖基化蛋白质组——「青莲首届研讨会」多看“亿”遍,精彩无限

2022-08-29 11:45:29

8月19日青莲百奥携手分析测试网举办的首届蛋白质组学技术驱动的临床标志物和药物靶点发现线上研讨会顺利举行,期间很多老师对各位老师分享的内容非常感兴趣,希望能够提供回放内容,糖基化蛋白质组学机构马上安排起来!




糖基化蛋白质组学



黄维

副研究员

深圳市人民医院

新型抗菌药物筛选及靶点鉴定 

抗生素的大量使用和滥用造成细菌耐药性的出现,这一现象迫使科研人员研发出具有新结构、新作用机制的抗菌制剂。整个药物在发现和筛选的阶段,往往会有数以万计的化合物或者蛋白被作为候选生物标志物,对其从不同层面上运用额外的蛋白质组学分析,以期找到一些有希望的候选药物将在验证阶段进行测试,以确定其临床使用的性能。

黄维副研究员实验室针对细菌表型利用众多化合物与兴趣抗生素联合使用旨在筛选出对革兰氏阴性菌新型有效的抗生素增效剂,并基于青莲百奥定量蛋白质组学技术对其作用的蛋白靶点进行了进一步的筛选和验证。



糖基化蛋白质组学



杨靖

研究员

蛋白质机构(北京)

蛋白组学驱动的共价药物靶标发现

半胱氨酸残基(Cys)在蛋白组中的丰度分布较低但功能占比很大。半胱氨酸残基氧化还原状态下的翻译后修饰可迅速,可逆地改变蛋白质功能,从而调节生物过程。

杨靖团队主要围绕蛋白质半胱氨酸残基(Cys)展开研究,针对半胱氨酸氧化还原修饰检测困难问题,根据半胱氨酸氧化还原形态的化学特性开发了可以富集半胱氨酸氧化还原修饰的化学选择性探针,与以位点为主的化学蛋白质组技术流程,实现了三种主要Cys氧化还原形态的多方面定位和准确定量。研究过程中不同标记反应生成同一产物现象的发现,可实现利用轻重同位素标记方法估算修饰比例。而后展示了利用氧化还原蛋白质组学技术体系在线虫、小鼠、果蝇、细菌等不同实验体系中的广泛应用,体现化学蛋白质组技术是氧化还原生物学研究的“利器”。药物靶点方面针对拓展Cysteinome上的可药靶,杨靖老师介绍了亲电性分子片段库结合化学蛋白质组靶标筛选方法手段与团队使用的QTRP(Quantitative Thiol Reactivity Profiling)方法优势。为探索更多官能团以实现更多的标记,杨靖团队开发了一种针对化学探针的无偏性评测工具—pChem助力“可药性”共价官能团的快速筛选。指出化学蛋白组技术不仅仅可回答氧化还原生物学中的一系列问题,也可帮助拓展氧化还原的蛋白质组上的“可药靶”空间。




糖基化蛋白质组学



冷泠

副研究员

北京协和医院 

再生医学临床转化下的蛋白质组学研究

皮肤作为人体大的器官,大部分的损伤与缺失会造成严重感染威胁生命保障。同时皮肤相关的疾病例如,老化、创伤、溃疡、免疫性皮肤病、皮肤肿瘤、罕见皮肤病等问题数量很多。

冷泠团队围绕外胚层相关疾病与组织重生及再建问题展开研究,对皮肤病患者的病理机制研究发现了可以促进表皮干细胞增殖的通路,构建表皮干细胞培养体系与组织工程皮肤。利用蛋白质组学确定了决定皮肤表皮干细胞重要的结构-基底膜结构,结合空间蛋白组学解析表皮干细胞发育特征,了解干细胞基底微环境成分,发现了关键蛋白—TGFBI,结合前期构建的干细胞体系,确认了TGFBI可促进表皮干细胞的功能修复。利用该蛋白构建皮肤类器官感染新冠病毒,对其致病机制进行研究,解释了新冠后遗症中仅次于味觉丧失的脱发现象是由于病毒对毛囊干细胞感染导致,神经元细胞的死亡也进一步促进了脱发的产生。在皮肤类器官治疗皮肤罕见病与罕见病诊断Marker研究方面,蛋白质组学的应用对解析疾病的病理与恢复过程也起到重要作用。利用蛋白质组学鉴定疾病皮肤组成成分,发现新的通路与蛋白可为后续疾病的治疗提供重要方向。



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孙玉琳

副研究员

中国医学科学院肿瘤医院 

结直肠癌诊断和转移的非侵袭性尿液蛋白质标志物 

结直肠癌发生发展的过程如下:无转移仅在肠腔内发生的局限性肿瘤(早期)→淋巴结侵袭的区域转移(中期)→远端器官的远端转移(晚期)。大多患者早期症状不明显,疾病发展到后期才被发现,且影像学和抗原单一检测不足以准确评估CRC的转移和复发情况,因此在临床上迫切需要更加准确和非侵入性的生物标志物用于CRC诊断和预测。

孙玉琳副研究员利用TMT定量蛋白质组学、PRM靶向蛋白质组学和免疫学分析,系统分析发现了尿液蛋白中用于CRC诊断和转移风险预测的标志物组合。到目前为止,这是关于CRC非侵入性生物标志物大且多方面的研究,这对CRC非侵袭性早期诊断和转移预测标志物的识别具有重要意义。



糖基化蛋白质组学



高友鹤

教授

北京师范大学

下一代生物标志物的来源

生物标志物是指能被客观测量和评价,反应生理或病理过程,以及对暴露或治疗干预措施产生生物学效应的指标,对于疾病的鉴定、早期诊断及预防、治疗过程中的监控起到帮助作用。血液与机体各器官联系比较紧密,易于接收从各器官分泌的有变化的物质,但是血液受机体稳态机制的控制,在疾病早期难以产生稳定的变化,因此不适用于疾病早期生物标志物的发现。然而在这个过程中,尿液以各种形式收集血液在稳态机制下排出的废物,汇集了大量的疾病相关变化,能够更好地反映早期微小的变化,是生物标志物的更好体液来源。

高友鹤教授团队基于尿液蛋白质组学分析,说明了尿液蛋白质组的差异变化要早于临床病理变化。此外还报告了基于蛋白质组学分析揭示的肿瘤尿液蛋白组的变化,包括皮下瘤和脑胶质瘤。并且灵敏度高,仅10个肿瘤细胞即可引起尿液蛋白组的早期变化。除肿瘤外,神经退行性疾病(如老年痴呆)也显示出尿液蛋白组的早期变化,同样早于症状病理现象。揭示了尿液作为生物标志物研究的良好来源,能够反应身体的早期敏感变化。同时提出了利用动物模型寻找和疾病相关标志物,然后再在临床样本中验证的尿液标志物研发路线图。在尿液样本保存方面创新性的提出了将尿组分在尿膜上真空干燥保存的方法。




糖基化蛋白质组学



叶明亮

研究员

中科院大连化物所

高稳健位点特异性糖型分析系统的构建及其用于疾病标志物的筛选

蛋白质糖基化是一种高度异质性的一种翻译后修饰,通常发生在绝大多数膜蛋白质和分泌蛋白质上。蛋白质糖基化修饰种类繁多,包括连接于天冬酰胺上的N-糖基化和连接于丝氨酸、苏氨酸上的O-糖基化。蛋白质糖基化介导了重要的生物学功能,例如介导细胞-细胞间的相互作用、对不同亚细胞定位的调控作用、免疫治疗、病毒入侵等。蛋白质糖基化与疾病的发生发展密切相关,目前在临床上使用的肿瘤标志物基本上都是糖蛋白抗原或糖抗原。

叶明亮研究员介绍了糖基化蛋白组的实验流程及分析存在的难点。同时介绍了该团队自主研发的糖基化搜库软件(N糖肽谱图解析软件Glyco-Decipher和O-糖肽谱图解析软件O-Search)。此外还比较了不同糖肽富集方法,指出针对位点特异性的糖型分析,好的方法还是亲水作用色谱法(HILIC高的效率色谱柱)。在液质联用分析方面研发了微升LC系统。叶明亮团队构建了高稳健的位点特异性糖型分析系统,并将其应用于200例血清样本的胃癌生物标志物筛选研究,发现了一个具有早诊作用的位点特异性糖型,揭示了位点特异性糖型标志物具有很好的早期诊断能力。




糖基化蛋白质组学



赵炎

博士

青莲百奥生物科学官 

新一代蛋白质组学平台助力准确医学 

青莲百奥的新一代DMB workflow(Deep mining beads workflow)蛋白质组学平台,涵盖多功能纳米磁珠富集试剂盒、全自动样本处理仪器设备(蛋白组学机器人)及全自动大数据分析平台,从临床需求到诊疗产品落地,提供一站式闭环研发服务。其中主角则是青莲百奥自主研发蛋白组学样本自动化处理仪——蛋白质组学机器人,此款蛋白机器人兼容多款磁珠,包括外泌体富集磁珠、低丰度蛋白富集磁珠、通用型磁珠等,能够应用于血液类、脑脊液等具有高丰度体液、外泌体、翻译后修饰类、蛋白互作类等多种类型样品前处理。蛋白机器人具有高通量、操作简单、稳定性高、处理速度快等特点,使科研人员能快速上手组学样本制备,能够为广大科研工作者节约大量的实验时间,并且能够避免人为因素引起的实验误差。

传统富集方法导致大量低丰度蛋白质信号丢失,后续分析数据严重不足,而低丰度蛋白往往才是疾病的特异性生物标记或者药物作用的靶蛋白分子。基于低丰度蛋白检测难题,青莲百奥自主研发的多功能纳米磁珠富集试剂盒,能够通过不同类型的磁珠,高深度捕获低丰度蛋白,显著提高检测的灵敏度。


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