最新蛋白质组学 酶工程与蛋白质工程 教学课件课件ppt.ppt

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1、蛋白质组学酶工程与蛋白质工程教学课件分子生物学的总目标确定基因及其产物的功能，并将它们与代谢途径和调控网络联系起来，最终深入理解一个生物系统是怎样工作的。简化法与系统生物学简化法把生物系统分解成各部分分别进行研究，然后进行装配。系统生物学收集和分析足够的数据，对其成分在整体上进行研究。蛋白质组学的重要性蛋白质是实际功能分子从基因序列不能精确预测蛋白质结构和相互作用突变和RNA干扰有时不能提供有效信息转录物丰度不反应蛋白质丰度一个转录物可产生多种蛋白质翻译后修饰有些生物样品不含核酸蛋白质是与治疗最相关的分子蛋白质组学的范畴

2、序列结构相互作用表达定位修饰蛋白质组学与序列分析蛋白质序列数据库SWISS-PROT包含序列、文献、分类学、注释等，注释中包括蛋白质的功能、转录后修饰、特殊位点和区域、二级结构、四级结构、与其它序列的相似性、序列残缺与疾病的关系、序列变异体和冲突等信息。通过序列比对预测蛋白质功能通过蛋白质序列比对预测功能序列—结构—功能根据序列预测功能序列保守性并不总预示功能保守性同源性从一个共同祖先序列分化而来直系同源：物种间分化，行使相同功能旁系同源：产生于基因复制，行使不同功能通过序列比对寻找蛋白质亲缘关系序列-SWISS-PRO

3、T数据库序列模式-PROSITE数据库基序和块-PRINTS和BLOCKS数据库结构域-Pfam、SMART和ProDom数据库结构蛋白质组学蛋白质结构数据库PDB收集了通过X射线衍射和核磁共振（NMR）试验测定的蛋白质结构的精确坐标数据。这种数据即蛋白质中的原子坐标是蛋白质结构的最细致的层次。通过测定蛋白质结构预测蛋白质功能通过测定蛋白质结构预测蛋白质功能结构与功能的一致性结构比序列更具保守性但相似结构不一定具相似功能主要使用X射线晶体学和核磁共振技术解析蛋白质结构蛋白质结构测定X射线晶体学需要结晶核磁共振溶液状态；受

4、分子量限制；需要同位素标记电镜不需要结晶；分辨率低圆二色等蛋白质结构预测同源建模以同源蛋白的已知结构为模板进行预测。>80aa，>30%一致性从头预测根据序列搜索具最低自由能的构象只需序列信息计算复杂分辨率低折叠模式识别计算量减少准确度有限结构蛋白质组学的目标发现新的折叠模式折叠模式是有限的根据结构预测功能以已知折叠模式为基础表达蛋白质组学致力于分析蛋白质丰度，包括分离复杂的蛋白质复合物、鉴定各个组分和它们的系统定量分析。主要技术包括二维电泳、液相色谱、质谱以及蛋白质芯片。Twodimensionalgelelectro

5、phoresis(2DGE)Differencegelelectrophoresis(DIGE)质谱根据荷质比确定样品分子量分析完整肽链根据所得质量在数据库中查询分析肽碎片根据肽段碎片质量在数据库中查询或从头推测序列MALDI-TOF测量范围宽，相对分子质量可达300000；精度高，蛋白质相对分子质量测定精度可达0.01％；灵敏度高，所需样品量少，可达fmol级；分析时间短，5～10min可完成一次分析；对样品要求低，能忍耐较高浓度的盐、缓冲剂和非挥发性杂质，所以特别适合于鉴定二维凝胶电泳分离的蛋白质。ESI分辨率和灵敏

6、度高，可达10-15-10-12mol；不需要特定基质，避免了基质峰的干扰；自动化程度高，可与液相色谱、毛细管电泳等高效分离手段在线联用；对样品中的盐类耐受性差；对混合物图谱的解析较复杂；受溶剂的影响和限制很大Peptidemassfingerprinting(PMF)PMF的局限性质谱的质量-内标翻译后修饰多态性非特异性修饰非特异性裂解外源性污染序列信息的可获得性相互作用蛋白质组学几乎所有蛋白质都是作为复合物的一部分来行使功能。相互作用蛋白质组学提供关于蛋白质自身的功能信息以及它们在代谢通路、调控网络和复合物中的作用机

7、制的信息。使用技术包括酵母双杂交、噬菌体展示等。蛋白质相互作用研究技术表面等离子体共振等温滴定微量热荧光共振能量转移免疫共沉淀下拉酵母双杂交噬菌体/细菌/酵母表面展示Surfaceplasmonresonance(SPR)将一束平面单色偏振光以一定角度入射到镀有薄层金膜的玻璃表面发生全反射时,若入射光的波向量与金膜内表面电子的振荡频率匹配,光线即耦合入金膜引发电子共振,即表面等离子共振。SPR对附着在金属薄膜表面的介质折射率非常敏感,当表面介质的属性改变或者附着量改变时，共振角将不同Biomolecularinterac

8、tionanalysis(BIA)将探针或配体固定于传感器芯片镀着的金膜表面,含分析物的液体流过传感片表面,分子间发生特异性结合时可引起传感片表面折射率的改变,通过检测SPR信号改变而监测分子间的相互作用。在ＳＰＲ-ＢＩＡ的实时监测中,可以获悉:特异性：哪些分子发生了相互作用?浓度：存在多少结合分子?动力学：结合和解