人类后基因组计划：蛋白质组学的研究现状和展望

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1、第11卷第1期2(X)2年3月河南医学研究HENANMEDICALRESEARCHVol.11Nd.1March2(X)2文章编号:1(X)4-437X(2002)01-0083-03人类后基因组计划:蛋白质组学的研究现状和展望Ihimanpost-genomicproject:thecurrentlystatusandprospectofhumanproteomeproject陈虹,王立东综述(郑州大学医学院癌症研究室河南郑州450052)生物医学领域最宏伟的工程一、类基因组计划(Humangenomicproject,HCP)的本质是对人类所冇基因组进行作图和序列测定，旨在破译

2、人类所有的遗传信息。目前，HCP已近尾声“〜3］，这一工程的实施和完成,凝聚了世界各国生物医学领域众多实验室和科学家的心血,尽管成就巨大撚而仅用核酸语言不足以解释整个生命活动过程。基因组学研究的快速发展，推动了功能基因组研究的进一步前进和后基因组时代的到來。且现代分子医学发展到第三个阶段27】，重点是把蛋□质信息纳入细胞通讯路径和网络屮加以研究，同时考虑蛋口质翻译后修饰,蛋白质■蛋白质，蛋白质・DNA间相互作用的动力学状态。因此后基因组时代的未來属于蛋口质组学。旨在通过基因组学/蛋白质组学的综合分析，授终了解在正常过程和病理过程屮分子生物学事件的确切功能。同时多学科的综合发展,如人

3、类基因组计划以及由此所揭示的越來越多的新蛋白质；强冇力的蛋白质研究技术，譬如近來发展起來的质谱分析法，显微激光细胞获取术以及DNA显微阵列技术；生物信息学的发展，计算机工具和软件分析，大量数据的输入和解析、输出等的突破性进展,从各个方面推动着蛋口质组学的向前发展。1基因水平研究存在的问题人类基因纽计划自实適以來，由于各国政府的重视和支持，加之商业机构的介入，取得异乎寻常的发展。但随着新基因的发现,越來越多的问题呈现在我们而前。酵母细胞的心个核昔酸破译后，尚不能确切阐明对酵母的影响作用，对于人类庞人的3X109个核背酸决非易事。DNA作为遗传信息的载体，而真正细胞生物功能的承担者是蛋

4、口质。对基因的识别远不足以全而认识资白质的功能⑷：(1)待定的DNA序列并不一定表示对应的蛋口质，单个基因可以编码多种不同的蛋口——这些差界是通过mRNA转录的替代片段,或通过改变翻译的起始或终止,或通过mRNA翻译过程中不同三联密码的框移而实现，而且DNA序列不足以说明蛋白质的结构功能和细胞学定位。蛋白质比核酸更为复杂，蛋白质介成后经过一系列环境依赖的修饰作用，如磷酸化•糖基化，加乙酰基，泛索化，硫化，以及其他多种修饰方式，发生复杂多样的变化。(2)单纯的DNA收稿日期:2002-01-09;修订日期:2002-01-15作者简介:陈虹(1978-)，女，河南孟州人，在读硕士研究

5、生，从事食管和贲门癌变机制和防治研究。密码子也不能提示蛋白质之间如何互相作用，如何进入细胞网络，如何在细胞器上发挥作用。(3)事实上，早在DNA/RNA农达发生变化前，蛋白质信号通路的激活就可以迅速导致细胞游走、死亡、转化。这些问题很难从基因纽•研究水平解决,所以分子医学发展到第三个阶段，蛋白质组学应运而生。2蛋白质组学的定义及同某因组学的联系和区别2.1蛋白质组学的定义蛋白质组(piuteome),由MarcWilkins最早于1994年在Sicnn双向凝胶电泳会议上提出。最早见诸1995年7月的“Electiuphowsis”杂志上⑼。它是指一个有机物所彳j的蛋白质,具体指一个

6、细胞或组织基因组所表达的全部蛋口质。蛋白质组学不仅包括蛋白质的定性和定量，还包括它们的定位、修饰、活性、功能、相互作用。其硏究目标是:冇机体合成的全部资白质和其活动方式。蛋白质组学(piuteomics)，即人类后基因组计划的一个重要组成部分，其研究目标就是建立完整的蛋白质文库。2.2蛋白质组学同基因组学的联系和区别蛋H质组与基因组相对应，是-•个整体槪念，即基因组表达的全部蛋口，但两滸冇着不同Z处:基因组是纽成机体的不同细胞所共享的同一个基因组，但蛋白质组作为畢因组表达的产物随时间、地点、坏境等条件变化，是一个动态的概念。在同一个体不同的组织和不同细胞中不同;在同-•机体不同的发

7、冇阶段，生命过程中不断变化;在不同的生理状态下不同；在不同的外界环境下也不同。当前蛋白质组研究可分为2个阶段:第1阶段是建立一个细胞或组织或机体在正常条件下的蛋白质文库，或称参考图谱，即“组成蛋口质组”;笫2阶段则是研究在各种条件下的蛋口质组变化，称为"功能蛋白质组”。3蛋口质组学的研究现状蛋白质组学最初仅指应用双向凝胶电泳法定性和分离蛋白质,现在发展到泛指人规模鉴别蛋白质的任何过程。H前，仅冇一小部分蛋白质被列入蛋白质文库ll0J,L而且蛋白质组学研究方法还存在很大