蛋白质组分离技术之双向电泳技术

蛋白质双向电泳（2-DE）技术是经典的蛋白质分离技术，包含在蛋白质组学服务中。该项技术可以基于蛋白质的2种不同特性即带电荷和分子质量来分离蛋白，广泛用于生物学研究的各个方面。在新药研发领域，利用双向电泳技术可以筛选乳腺癌相关抗原及寻找药物靶点和分析血清等研究。

1、蛋白质双向电泳技术分离蛋白质的原理

蛋白质组分析的首要要求是要将来自全细胞、组织或生物体中所包含的多达几十种混合蛋白质进行分离、检测和分析。2-DE技术是大多数蛋白质组研究中分离复杂蛋白质混合物的首选技术。蛋白质分离技术是蛋白质组学研究的技术之一，蛋白质组学服务是一项以蛋白质组为研究对象的服务，可以从蛋白质组的水平进一步认识生命活动的机理和疾病发生的分子机制。美迪西的蛋白质组学服务整合了生物化学、细胞生物学、分子生物学与质谱等多项技术，能够实现蛋白鉴定、差异蛋白定量分析、复合物分离、蛋白翻译后修饰（如：磷酸化、糖基化、泛素化等）的解析及蛋白质组信息学分析。

双向电泳技术分离蛋白质的原理是：首先基于蛋白质固有电荷，通过等电聚焦（IEF）进行第一向分离，然后根据蛋白的分子质量，在第二向中通过SDS-PAGE进行蛋白分离。使用这两种不同的分离技术的结果是增高了对蛋白质的分辨率。蛋白质双向电泳技术具有分辨率高、蛋白质在凝胶中被保护、对样品要求比层析分离技术低等优势。

2、蛋白质双向电泳技术可以进行药物靶蛋白筛选

根据人类基因组学研究的估计，人体内可能的药物作用靶点蛋白约有5000~10000个，更多的药物靶点有待于进一步的挖掘，寻找新的药物靶点蛋白是药物研发中的重要环节。新靶点的发现可以为药物筛选提供突破口，为先导化合物发现和先导化合物优化提供重要的理论依据。

有研究者基于一种不需要改变候选药物结构的方法来进行药物靶蛋白的寻找^[1]。利用药物与靶点结合时可能产生的热稳定性的变化，通过荧光差异双向电泳实验，在凝胶图中寻找差异点。研究者使用甲氨蝶呤与HEK293T细胞孵育后不同温度处理的蛋白，利用双向电泳分离，找到了与文献中的位置相同的蛋白差异点，验证了方法的可行性。利用这种方法寻找候选药物wsh-7在GL261细胞中的可能作用靶点，并找到了wsh-7处理后热稳定性增加的差异点。研究者利用双向电泳分析了多种牛血清，发现胎牛血清蛋白点数多于新生牛血清，进口胎牛血清蛋白点数多于自产胎牛血清。

3、蛋白质双向电泳技术可筛选乳腺癌相关抗原

以2-DE为基础的蛋白质组学技术，在阐明乳腺癌潜在的发生机制，寻找与诊断、治疗、预后和耐药等有关分子靶标的研究中有着非常重要的地位。研究者提取乳腺癌T-47D细胞株总蛋白，采用双向电泳技术进行分离后转膜，分别采用乳腺癌患者血清和对照血清作为一抗进行Western blot分析，比较杂交蛋白点的差异，取差异蛋白点行液相色谱串联质谱分析并通过数据库查询，鉴定抗原^[2]。

结果筛选出10个差异蛋白，取其中3个仅与乳腺患者血清反应的蛋白行质谱分析显示，这3个蛋白分别为脯氨酰-4-羟化酶β亚基、人类真核翻译延伸因子1γ、磷酸甘油酸变位酶1，成功鉴定了3个可能的乳腺癌相关抗原。

蛋白质组学服务有助于帮助人们从分子水平揭开生命活性的本质，随着科学技术的改进与提高，蛋白质组学将进一步发展，并在疾病的发病机制、诊断和治疗等研究中发挥着重要的作用。

[1] 利用双向电泳技术寻找药物靶点及分析血清[J].

[2] 应用双向电泳、免疫印迹和质谱技术筛选乳腺癌相关抗原[J].