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蛋白质芯片技术的研究进展 蛋白质芯片技术是生物化学和分子生物学 自己收集整理的 错误在所难免 仅供参考交流 如有错误 请指正！谢谢 蛋白质芯片技术的研究进展 　　蛋白质芯片技术是生物化学和分子生物学上具有较大作用的生物检测技术 该文简要综述了该技术的发展概况、基本原理及目前应用 并指出了存在的问题和发展前景 关键词：蛋白质芯片；生物芯片；应用 生物芯片(Biochip)主要是指通过微细加工工艺在固体芯片表面构建的微型化学分析系统 从而实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确快速与大信息量的检测 其反应结果可用同位素法、化学荧光法、化学发光法或酶标法显示 然后用精密的扫描仪或CCD(charge-coupled device)摄像技术记录 最后通过计算机进行数据处理以得到综合的信息 常用的生物芯片分为三大类：基因芯片(Genechip DNA chip DNA microarray)、蛋白质芯片(Proteinchip)、芯片实验室(1ab-on-a-chip) 人类基因组(genome)排序工作的完成是人类医学史上的里程碑 基因芯片虽可在mRNA水平上分析整个基因组表达的情况 并得到了迅猛发展 但生命活动的主体是人体内存在的1O万种以上的蛋白质 发展蛋白质芯片这一高新技术已成为生物芯片领域的挑战性课题 人类基因组测序的完成代表着后基因组时代的到来--生命科学的研究重点逐渐转移到了细胞中的蛋白质 众所周知 细胞中的DNA是生命的基础 但是细胞中真正行使功能的确是由基因编码的蛋白质 基因芯片的诞生 因其无可比拟的信息量、高通量、快速、准确地分析基因的本领 在基因功能研究、临床医学等领域发挥出了巨大的作用 　　蛋白质芯片的研发概念是由基因芯片延伸而来 基因芯片分析的是细胞中mRNA的变化程度 蛋白质芯片则是对蛋白质的筛选、分析 由于蛋白质对轻微的干扰甚是敏感 因此要将蛋白质固定在芯片表面相当困难 不是能用普通方法得以解决的 　　构建蛋白质芯片的最初目的是研究赖氨酸或半胱氨酸残基的活性 并希望表面上的反应基团能以共价键形式捕捉到蛋白质 但是这种做法的缺点是使活性位点变得难以获得或者导致蛋白质的变性 　　为了解决这些问题 一些研究人员用传统的亲和层析法来将蛋白质放置到芯片上 但是 这种做法并不完美 仍然存在问题：使用的标签不仅需要在各种环境中保持稳定 而且还需要保持表面的高亲和力 为了实现这个目标 来自加州理工学院的David Tirrell博士的研究组使用了一种新型的柔性多肽支架构成表面的固定域和蛋白质捕捉域 　　固定域是由高疏水性的弹性蛋白拟肽构成 能紧紧地附着在疏水的表面 当与人工合成的光反应苯基丙氨酸衍生物结合时 　　这种新方法中 弹性蛋白拟肽利用一个光合反应氨基酸与表面发生共价结合 而目标蛋白质与亮氨酸拉链螺旋的融合以及螺旋间强大的非共价连接形成的二聚作用实现了目标蛋白质的有效固定 这种专门设计的多肽支架能实现将蛋白质更为灵活地固定在芯片上 以便于研究人员从事蛋白质功能的研究 这种设计是蛋白质芯片制造技术上的一个重要进展 并且将会为人类研究蛋白质注入新的活力 　　蛋白质芯片的发展概况 蛋白质能直接反映基因携带的遗传信息 它的功能一旦出现异常就可能引起疾病 破坏人体健康 如Alzheimers病人脑脊液中微量 淀粉样蛋白肽的出现b 是目前公认的脑神经退行性变的标志物 蛋白芯片可以将数十万个与生命相关的信息集成在一块厘米见方的芯片上 对抗原活体细胞和组织进行测试分析 同时蛋白质芯片的特异性高 亲和力强 受其他杂质的影响较小 因此对生物样品的要求较低 可简化样品的前处理 甚至可以直接利用生物材料(血样、尿样、细胞及组织等)进行检测 蛋白质芯片是指固定于支持介质上的蛋白质构成的微阵列 又称蛋白质微阵列(Protein miogrorray) 最早是在生物功能基因组学研究中继基因芯片之后 作为基因芯片功能的补充发展起来的 是在一个基因芯片大小的载体上 按使用目的的不同 点布相同或不同种类的蛋白质 然后再用标记了荧光染料的蛋白质结合 扫描仪上读出荧光强弱 样品中的蛋白质预先用荧光物质或同位素等标记,结合到芯片上的蛋白质就会发出特定的型号,用CCD(charge-coupled device) 照相技术及激光扫描系统等对信号进行检测 计算机分析出样本结果 最早进行蛋白质芯片研究的是德国科学家Lueking 目前 国内也有学者在从事蛋白芯片的研究 2 蛋白质芯片的原理 蛋白质芯片是高通量、微型化和自动化的蛋白质分析技术 蛋白质芯片又称蛋白质微阵列( Protein microarray) ,是指固定于支持介质上的蛋白质构成的微阵列 最早是在生物功能基因组学研究中继基因芯片之后,