蛋白质组学ppt课件.ppt

第八章蛋白质组学对蛋白质的数量、结构、性质、相互关系和生物学功能进行全面深入的研究已成为生命科学研究的迫切需要和重要任务。第一节蛋白质组学的概念及其发展史
第二节蛋白质组学研究方法概述
第三节蛋白质组学在疾病研究中的应用第一节
蛋白质组学的概念及其发展史蛋白质组是澳大利亚学者Williams和Wilkins于1994年首先提出，源于蛋白质（protein）与基因组（genome）两个词的杂合,意指proteinsexpressedbyagenome，即“一个细胞或一个组织基因组所表达的全部蛋白质”。对应于基因组的所有蛋白质构成的整体，不是局限于一个或几个蛋白质。
同一基因组在不同细胞、不同组织中的表达情况各不相同。
在空间和时间上动态变化着的整体。蛋白质组学(proteomics)主要研究内容功能蛋白质组学的提出从局部入手研究蛋白质组的各个功能亚群体。
将多个亚群体组合起来，逐步描绘出接近于生命细胞的“全部蛋白质”的蛋白质组图谱。背景进展美国国立癌症研究院（NCI）投资1000万美元建立肺、直肠、乳腺、卵巢肿瘤的蛋白质组数据库。
NCI和FDA共同投资数百万美元建立癌症不同阶段的蛋白质组数据库。
英国建立三个蛋白质组研究中心对已完成或即将完成全基因组测序的生物体进行蛋白质组研究。1997年召开了第一次国际“蛋白质组学”会议
1998年在美国旧金山召开了第二届国际蛋白质组学会议
1999年1月在英国伦敦举行了应用蛋白质组会议2003成立了中国人类蛋白质组组织（CHHUPO），并分别于2003年9月、2004年8月以及2005年8月召开了中国蛋白质组学首届、第二届及第三届学术大会，2004年10月在中国北京召开了第三届国际蛋白质组学会议。
科技部已将疾病蛋白质组研究列入我国“973”计划项目和“863”计划项目；国家自然科学基金委员会也将“蛋白质组研究”列为重点项目。
我国在鼻咽癌、白血病、肝癌和肺癌蛋白质组研究方面取得了较大的进展。蛋白质组研究更为复杂和困难：

蛋白质数目大大超过基因数目。
蛋白质随时间和空间而变化。发展高通量、高灵敏度、高准确性的研究技术平台是现在乃至相当一段时间内蛋白质组学研究中的主要任务。一、蛋白质组表达模式的研究方法研究蛋白质组的组成成分
支撑技术主要有双向凝胶电泳、以质谱为代表的蛋白质鉴定技术及生物信息学分析。（一）蛋白质组研究中的样品制备样品预分级的主要方法样品预分级主要作用在于提高低丰度蛋白质的上样量和检测灵敏度。组织水平上的蛋白质组样品制备激光捕获显微切割(lasercapturemicrodissection，LCM)（二）蛋白质组研究中的样品分离原理特点第一向IEF电泳固相pH梯度等电聚焦的优点第二向SDS-PAGE电泳2-DE技术的缺点新型非凝胶技术液质联用技术（LC-MS/MS）
根据蛋白质带电性及疏水性不同，用MS分离多肽复合物。（三）蛋白质组研究中的样品分析鉴定新型蛋白质鉴定技术
——质谱（MS）法“软电离”的特点
基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱（matrix-assistedlaserdesorption/ionizationtimeofflightmassspectrometry，MALDI-TOFMS）
电喷雾质谱（electrosprayionizationmassspectrometry，ESI-MS）鉴定和注释蛋白质的路线仪器肽质谱指纹图在数据库中匹配不成功的可能原因操作中角蛋白或其他蛋白质的污染
蛋白质发生了较多的转译后修饰，数据库中未有记载
所用胰蛋白酶质量不够好，蛋白酶自酶解片段多
未知的新蛋白质
数据库规模太小组织切片或印片原位质谱分析技术
两级飞行时间串联质谱（MALDI-TOF/TOF）
傅里叶转换回旋共振质谱（FTMS）
表面增强激光解吸/电离飞行时间质谱（SELDI-TOF-MS）（四）蛋白质组学研究的生物信息学构建和分析双向凝胶电泳图谱

数据库的搜索与构建蛋白质组数据库是蛋白质组研究水平的标志和基础dbEST数据库概念：把一个基因组表达的全部蛋白质或一个复杂体系中所有的蛋白质进行精确的定量和鉴定。低丰度蛋白质检测困难
蛋白质表达量差异很小，如在50%以下时，精确定量成为瓶颈
蛋白质表达的瞬时变化1．基于双向凝胶电泳的定量蛋白质组研究策略2．基于生物质谱的定量蛋白质组研究策略二、蛋白质组功能模式的研究方法揭示蛋白质组成员间的相互作用、相互协调的关系，并深入了解蛋白质的结构与功能的相互关系，以及基因结构与蛋白质结构功能的关系。（一）蛋白质翻译后修饰的研究修饰肽的检测的高灵敏度方法
蛋白质翻译后修饰的定量分析
合适的修饰状态下处理和电离条件
测定工作量巨大（二）蛋白质相互作用研究技术1989年Field和Song等人在酵母细胞中设计的分析蛋白质相互作用的