医学ppt课件大全後基因體時代

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1、CHAPTER9後基因體時代9-1功能基因體學9-2蛋白質體學9-3結構生物學9-4生物資訊9-5生物晶片本章節介紹人類基因體計畫完成後，伴隨衍生出的一些新興知識。包括蛋白質體學(proteomics)、結構生物學(structuralbiology)、生物資訊學(bioinformatics)、生物晶片(biochip)等。9-1功能基因體學凡探討基因與基因之間的關係為何，與人的身體結構及運作關係為何，乃至與人的生活環境的互動關係為何，都可謂為功能基因體學。9-2蛋白質體學蛋白質體學的定義與範疇一、蛋白質體學的定義蛋白質體學(proteomics)，亦稱蛋

2、白組學，是繼功能基因體學之後的另一學問，蛋白質體(proteome)指的是生物體內所有蛋白質的總稱。1994年，澳洲的Wilkins和Williams首先提出了蛋白質體(proteome)的概念，最初源自於蛋白質(protein)與基因體(genome)兩個名詞的結合，其定義為細胞內所有的蛋白質。面對人類基因體計畫完成後新的挑戰，2001年4月成立了「人類蛋白質體組織」(humanproteomeorganization,HUPO)。二、蛋白質體學的範疇1.表現蛋白質體學(expressionproteomics)：將細胞或組織中的蛋白質，建立蛋白質表現圖譜

3、。2.細胞圖譜蛋白質體學(cell-mapproteomics)：確定蛋白質在細胞內各個胞器當中的位置，並利用質譜儀(massspectrometer)加以鑑定蛋白質複合物的組成，以確定蛋白質間的交互作用。3.進行藥物設計(structure-baseddrugdesign)：早在1977年文獻中已有記載，蛋白質的結構上之缺陷或變異，將造成疾病形成之主因，而蛋白質體學正可提供分子層次上成因之解釋。研究蛋白質體學的技術一、二維電泳分析蛋白技術蛋白質是由20種胺基酸分子所構成，而每種胺基酸所帶的電荷數目不同，根據此一特性，發展出二維電泳分析蛋白技術(2-Dele

4、ctrophoresis)（圖9-1）。二、質譜術1.運作原理：質譜儀(massspectrometer)的運作原理是先將化學分子離子化，使之帶有電荷，然後利用外加電場使離子產生動能，離子在真空管內飛行一定距離後會撞擊到偵測標靶，並產生光電訊號。離子的質量越大則飛行速度越慢，所以到達標靶時間也就越長，根據此原理即可得知待測分子之質量。目前基質輔助雷射脫附游離飛行式質譜儀(matrix-assistedlaserdesorptionionization-timeofflightmassspectrometer,MALDI-TOFMS)最為常見。2.分析蛋白質種

5、類的方法(1)在二維電泳膠片上所分離之蛋白質，可以分別取出並利用胰蛋白酶切割成胺基酸片段，接著送入質譜儀分析這些胺基酸片段的個別質量。(2)利用氣體分子撞擊胺基酸片段，並分析碎裂產物的質量：由於胺基酸片段在質譜儀上的位置，出現在個別胺基酸分子之間的機會很大，所以個別碎裂產物之質量差剛好等於一個特定胺基酸分子的質量。除了二維電泳分析蛋白技術與質譜術外，近年來許多新技術的產生應用於研究蛋白質體，請見表9-1。9-3結構生物學一、結構生物學的定義結構生物學為生命科學當中一個重要的分支，本學科是以分子生物物理學為基礎，結合化學和分子生物學方法測定生物大分子複合體的空

6、間結構（一般是指三維結構）、形成此結構的動力過程及分子結構與其生化功能之間的關係。二、結構生物學的重要性在生物大分子當中，蛋白質與核酸是最重要的分子。其生化功能與結構、折疊動力過程有密不可分的關係。而結構生物學之應用，不但可以提供結構與功能之關聯，更可以進一步地解釋造成特殊功能的機轉。目前的研究方向是由兩種方式來進行探討：1.由極度簡化的模型出發，掌握此類分子基本的共通性質，以此作為深層的精密研究的基礎。2.由現象學角度出發，分析目前資料庫中的實驗數據，進行資料挖掘，歸納出其特性。9-4生物資訊生物資訊(bioinformatics)是結合資訊科學與生物學的

7、新興學科。所要探討的內容可以分成以下六項：1.尋找生物體與生物體之間的同源性。2.DNA序列分析。3.多重序列組合。4.基因功能預測。5.蛋白質的形狀、結構及如何與其它蛋白質產生交互作用。6.單一核苷酸多型性。單一核苷酸多型性一、單一核苷酸多型性的定義單一核苷酸多型性(singlenucleotidepolymorphism,SNP)指的是在生物體內基因體內內一位置的單一核苷酸，在同一物種的不同個體間並不相同。例如內個基因的第100個核苷酸，有90%的個體是胸腺嘧啶(T)，但另外的10%則是胞嘧啶(C)，這個位置的核苷酸即具有單核苷酸多型性。通常SNP可分五

8、大類：(1)rSNP（基因調控區域）；(2)cSNP