酶与蛋白质工程 第8章 蛋白质组学课件.ppt

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1、第八讲蛋白质组学蛋白质组基因组和蛋白质组有什么联系？蛋白质组遗传信息从DNA（基因）转变mRNA中间转载体，然后再合成各式各样的结构蛋白质和功能蛋白质，构成一种有机体，完成生命的功能基因→mRNA→蛋白质，三位一体，构成遗传信息的流程图，即传统的中心法则蛋白质组一个基因并不只存在一个相应的蛋白质，可能会有几个，甚至几十个什么情况下会有什么样的蛋白，不仅决定于基因，还与机体所处的周围环境以及机体本身的生理状态有关什么是蛋白质组？蛋白质组是指“由一个细胞或一个组织的基因组所表达全部相应的蛋白质”荧光染色的细胞内蛋白质蛋白质组蛋白质组的含义蛋白质组(Proteome)一词

2、最早由澳大利亚学者Willkins等人于1994年提出蛋白质组学(proteomics)是在蛋白质水平上定量、动态、整体水平研究生物体同基因组学一样，蛋白质组学不是一个封闭的、概念化的、稳定的知识体系，而是一个领域。旨在阐明生物体全部蛋白质的表达模式及功能模式其内容包括：蛋白质的定性鉴定、定量检测、细胞内定位、相互作用研究等，最终揭示蛋白质功能，是基因组DNA序列与基因功能之间的桥梁蛋白质组蛋白质组研究有什么益处蛋白质组的研究能为众多种疾病机理的阐明及攻克提供理论根据和解决途径如，通过对正常个体及病理个体间的蛋白质组比较分析，可以找到某些“疾病特异性的蛋白质分子”，

3、它们可成为新药物设计的分子靶点，或者也会为疾病的早期诊断提供分子标志牛胰岛素晶体蛋白质组1975年双向凝胶电泳技术1986年第一个蛋白质序列数据库-SWISSPROT1997年出版了第一部蛋白质组学专著2000年发表一个生物体的完整蛋白质组蛋白质研究简史蛋白质组组成蛋白质组:一个细胞或组织、机体中所有蛋白质的时空表达状况分析功能蛋白质组:蛋白质的细胞定位、蛋白酶的活性、蛋白质与蛋白质相互作用的连锁关系，及其由此实现的信号传递与调控作用蛋白质组学研究内容蛋白质组学二维凝胶电泳技术(2DE)又称双向电泳，蛋白质组学研究中的核心技术之一，是能够连续在一块胶上分离数千种蛋白

4、质的方法完整的双向凝胶电泳分析，包括：样品制备、等电聚焦、平衡转移、SDSPAGE斑点染色、图像捕捉和图谱分析等步骤蛋白质组学主要技术方法蛋白质组学Two-dimensionalGelElectrophoresisCutoutSpotsandIdentifyProteinsbyTandomMassSpectroscopy蛋白质组学存在问题分子量较小和较大蛋白质的分析；低含量蛋白质的分析；变性后分离不能反映原始状态；手工操作较多、经验性强、可重复性差蛋白质组学蛋白质鉴定—质谱鉴定技术(MS)蛋白质组学基质辅助激光解析电离质谱(MALDIMS):利用基质吸收激光的能量使

5、得固相的多肽样品离子化电喷雾电离质谱(ESIMS):在喷射过程中利用电场完成多肽样品的离子化蛋白质组学通过测量肽段离子相关参数,如飞行时间(TOF),即可计算得到准确的肽段质量利用质谱技术测定氨基酸序列利用质谱技术还可以用于鉴定蛋白质复合物组成、确定蛋白质翻译后修饰的类型与发生位点等多维液相色谱-质谱技术ICAT技术(isotopecodedaffinitytags,ICAT)采用同位素标记多肽或蛋白质亲和标签可以较准确鉴定不同状态细胞或组织中差异表达的蛋白质蛋白质组学基于质谱技术蛋白质定量方法多维液相色谱(MDLC)，即将样品在第一根液相色谱柱洗脱液依次注入后面的

6、色谱柱进行分离的液相色谱柱联用技术，用于分离复杂样品ICAT原理蛋白质相互作用分析—酵母双杂交技术一种在细胞内检测蛋白质之间相互作用的技术，无需分离纯化蛋白质，是实现大规模高通量分析的主要方法分析蛋白质之间的相互作用及其方式，认识与特定生理活动相关的蛋白质网络，绘制出蛋白质相互作用图谱(interactionmapping）蛋白质组学原理:真核转录因子含有两个相对独立的功能域:DNA结合(DNAbindingdomain,BD)和转录激活(activationdomain,AD)当两者独立存在时,无转录激活功能,但两者只要相互接近，即可激活转录存在问题：假阳性和假阴

7、性发生率高对于不能进入核内的蛋白质(如分泌蛋白、膜蛋白)和存在比较复杂的翻译后修饰作用的高等生物蛋白质，该技术尚不适用蛋白质组学生物芯片基因芯片蛋白质芯片微流控芯片蛋白质芯片,又称蛋白质阵列或蛋白质微阵列，指以蛋白质分子作为配基,将其有序固定在固相载体的表面形成微阵列；用标记了荧光的蛋白质或其它分子与之作用，洗去未结合的成分，经荧光扫描等检测方式测定芯片上各点的荧光强度，分析蛋白之间或蛋白与其它分子之间的相互作用关系蛋白质组学蛋白芯片或微阵列蛋白芯片技术大多数是在玻璃板或膜上对蛋白或抗体进行排列缺陷：很难或不可能对翻译后修饰进行分析，而翻译后修饰对于大多数疾病又