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毛细管区带电泳质谱联用技术(CZE-MS)在自上而下蛋白质组学中的应用

主讲人:孙良亮 上传时间:2020/01/09 11:52
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课程详情

课程描述:

基因组水平和转录组水平的信息不能准确反映蛋白质组水平的信息,原因在于转录后的调控也会调节基因的表达。蛋白质翻译后修饰(PTMs)也会影响蛋白质的功能,并且细胞中的大多数蛋白质会与蛋白质、RNAs、金属离子或其他小分子等形成复合物而起作用,故研究蛋白质组的特征将有利于揭示蛋白质、蛋白质PTMs和蛋白质复合物在生物体发育和疾病过程中的作用机制。自上而下的蛋白质组学(Top-down proteomics)是在完整蛋白质水平上对蛋白质组进行大规模表征的一种常用方法。此方法对于从同一基因衍生的各种蛋白质分子和蛋白质形式因基因水平发生变化、RNA水平的选择性剪接、以及蛋白质水平的PTMs进行高分辨率表征是非常有用的。人类蛋白质组中的蛋白质体(proteoform)数目估计超过100万个。在质谱分析(MS)之前对蛋白质进行高效分离对于深入的、高分辨率分析自上而下的蛋白质组学是必不可少的。毛细管区带电泳(CZE)被认为是自上而下蛋白质中对蛋白质进行高效分离的有力工具。在此次演讲中,将介绍应用新型超低流速鞘流液接口和离子源(深圳市永道致远科学技术有限公司CMP Scientific品牌EMASS-II ion source)的CZE-MS技术而开发的自上而下蛋白质组学,并对自上而下蛋白质组学的历史及其主要挑战和机遇,对如何提高CZE-MS对自上而下蛋白质组学的灵敏度和峰容量的方法进行讨论,和对基于CZE-MS的自上而下蛋白质组学的未来发展方向进行一些思考。Genome-level and transcriptome-level information cannot accurately reflect proteome level information because post-transcriptional regulations modulate gene expression, because protein post-translational modifications (PTMs) influence protein function, and because most proteins in cells function as complexes with proteins, RNAs, metals or other small molecules. Characterization of the proteome is imperative to understand the roles played by proteins, protein PTMs andprotein complexes in development and diseases.Top-down proteomics is a well-known strategy for large-scale characterization of proteome at the intact protein level and is very useful for high-resolution characterization of proteoforms that represent all kinds of protein molecules derived from the same gene due to gene-level variations, RNA-level alternative splicing, and protein-level PTMs.The number of proteoforms in the human proteome has been estimated to be over 1 million.High-capacity separation of proteoforms before mass spectrometry (MS)is essential for deep and high-resolution top-down proteomics. Capillary zone electrophoresis (CZE)-MS has been recognized as a powerful tool for top-down proteomics. In my talk, I will introduce the history of CZE-MS-based top-down proteomics, talk about the major challenges and opportunities of CZE-MS for top-down proteomics, discuss our recent progress in improving CZE-MS regarding sensitivity and peak capacity for top-down proteomics, and summarize the talk with some thoughts about the future directions of CZE MS-based top-down proteomics.

讲师简介:

      孙良亮博士是密歇根州立大学化学系的助理教授,他于2016年8月加入密歇根州立大学。在此之前,他曾作为圣母大学的 Norman Dovichi教授课题组的博士后(2011-2012年)以及圣母大学研究助理教授(2013-2016年)。2011年获中国科学院大连化学物理研究所分析化学博士学位,师从张玉奎和张丽华教授。2005年在大连理工大学获得生物工程学士学位。
孙良亮教授课题组致力于开发基于毛细管电泳质谱的自下而上蛋白质组学(bottom-up proteomics), 自上而下蛋白质组学(top-down proteomics)以及非变性蛋白质组学(native proteomics)的新型分析工具。应用这一新工具,以高分辨率和单细胞分辨率的技术揭示脊椎动物胚胎早期胚胎发生过程中的蛋白质组学及其动力学研究。
孙良亮教授发表了95篇同行评议论文,其中两篇发表在Angewandte Chemie International Edition,一篇发表在Current Opinion in Chemical Biology,25篇发表在ACS杂志 Analytical Chemistry。这些论文已累计被引用超过2000次(Web of Science)。孙教授有三项美国专利,他于2019年被Journal of the American Society for Mass Spectrometry and Analytical Methods 评为新兴研究员,同年获得国家科学基金会职业奖(National Science Foundation CAREER AWARD)。此外,孙教授还是Scientific Reports杂志编委会的一员。

相关领域:

(制药/化妆品)-(生物制药)

相关仪器:

(化学分析仪器)-(波谱)-(电子自旋(顺磁)共振波谱仪(ESR))

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