《蛋白质组学》PPT课件

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1、蛋白质组学Proteomics刘清梅Liuqm@snnu.edu.cn陕西师范大学生命科学院参考书目蛋白质组学：理论与方法，钱小红、贺福初主编，科学出版社蛋白质组学：从序列到功能，钱小红主编，科学出版社蛋白质化学与蛋白质组学，夏其昌等主编，科学出版社蛋白质芯片，MarkSchena著，科学出版社教学内容第一章序论第二章蛋白质的基本结构和功能第三章蛋白质组研究方法第四章蛋白质组学研究工具—一维和二维电泳第五章蛋白质组学研究工具—生物质谱技术第六章蛋白质翻译后修饰的鉴定第七章定量蛋白质组学研究技术第八章蛋白质组研究中的生物信

2、息学第九章细胞器与蛋白质复合体组成分析第十章蛋白质间连锁图的建立第一章序论CHAPTER1Introduction功能基因组与蛋白质组基因研究是20世纪生命科学的主线20世纪上半叶，DNA双螺旋结构的提出；20世纪下半叶，“中心法则”的问世；20世纪90年代，全球性基因组计划尤其是人类基因组计划（HGP）的推进。“后基因组时代”（postgenomeera）功能基因组学（functionalgenomics)成为研究的重心，蛋白质组学（proteomics）则是其“中流砥柱”Andnowfortheproteome(Na

3、ture409:747,2001)Proteomicsingenomeland(Science291:1221,2001)第一节人类基因组计划与蛋白质组研究的历史背景一、基因组计划的成就人类基因组计划（HGP）：“生命登月计划”2001.2.15、16日，国际人类基因组计划与美国Celera公司分别在Nature、Science上公布人类基因组草图截至2002年初，已有至少75种生物的基因组全序列测定完成基因序列数据为生命科学多层次、多分支的研究提供了丰富的宝藏二、基因组计划的局限基因组计划：遗传图、物理图、全序列图

4、真核生物：基因结构复杂；现有基因识别理论与技术发展的严重不足（ORF的确定等）基因调控：时空特异性基因与其编码的蛋白的线性对应关系只存在于新生肽链而不是最终的功能蛋白中基因是遗传信息的源头，但功能性蛋白才是基因功能的执行体三、蛋白质研究技术方法的突破二维电泳（2-DE）：大规模蛋白质的分离大型图像分析系统与软件的发展大规模样品处理系统高压液相色谱分析（HPLC）激光解吸质谱（LID-MS)电喷雾质谱（ESI-MS）肽质量指纹图谱(PMF)与肽序列标签技术(PST)：准确、快速、自动化、大规模第二节蛋白质组研究的开端及其含

5、义一、蛋白质组研究的开端二、蛋白质组的含义1.WilkinsMR:PROTEOME—“PROTEin”与“genOME”的杂合，意旨“一种基因组所表达的全套蛋白质”2.Swinbanks认为“proteome”代表一完整生物的全套蛋白质3.KahnP认为“proteome”反映不同细胞的不同蛋白质组合“proteome”三种不同的含义：一个基因组、一种生物或一种细胞/组织所表达的全套蛋白质三、蛋白质研究技术与基本路线蛋白质组研究的宗旨－－将组织或细胞所有蛋白质（至少是大部分）分离与鉴定双向电泳（2－DE）：IPG-DAL

6、T等图像分析系统：ELSIE4&8、gellabI&II等蛋白质鉴定方法：氨基酸组成分析、序列测定、肽质量指纹图（peptidemassfingerprinting，PMF）、相对分子质量精确测定、高通量分析系统（highthroughputsystem，HTS）与大规模样品处理机器人、新型质谱（massspectrometry，MS）如MALDI-TOF-MS和ESI-MS-MS等数据库设置与检索系统基本路线：样品制备、图像分析、蛋白质成分的分析与鉴定蛋白质成分的分析鉴定：氨基酸分析、肽质量指纹图谱、氨基酸分析与PMF

7、联合、序列标签途径、N端Edman降解蛋白与微量测序、MS微量测序等四、蛋白质组研究的国内外现状1.发展速度与规模研究论文数量上从1995年的1篇，到2001年的859篇参与的国家从1995年的澳大利亚，到97年的美国、丹麦、瑞士等10个国家2.研究材料1995年，最初的研究对象是目前已知最小但能自主复制的原核微生物－支原体Mycoplasmagenitalium1996年，即扩展到单细胞真核生物－酵母以及人体正常组织及病理标本，进而突破了早期人们普遍认为的“蛋白质组研究只适用于基因组计划已完成的生物”的界限1997年，

8、扩展到14种生物：原核生物，多细胞真核生物如线虫等无任何限制：无需基因组计划完成，无原核生物/真核生物、单细胞/多细胞/组织之分3.研究范围－－生命科学中一系列热点领域蛋白质：蛋白质组作图、蛋白质组成分鉴定、蛋白质组数据库构建、新型蛋白质发掘、蛋白质差异显示、同工体比较基因：功能基因组计划、基因产物识别、基因功能鉴定