人类基因组计划与蛋白质组学ppt课件

1、ppt课件.1人类基因组计划与蛋白质组学人类基因组计划与蛋白质组学 ppt课件.2一、一、 人类基因组计划人类基因组计划 二、二、 基因组学之后的蛋白质组学基因组学之后的蛋白质组学 三、三、 蛋白质组学与人类疾病研究蛋白质组学与人类疾病研究 ppt课件.31.1.基因组（基因组（genome）：）：指一个细胞单倍指一个细胞单倍型所包含的全部遗传信息，即型所包含的全部遗传信息，即DNA或或RNA编码的遗传信息。编码的遗传信息。 2. 课题的提出课题的提出3. 参与该课题的国家参与该课题的国家 4. 完成情况完成情况5. 课题结束后一些主要遗留问题。课题结束后一些主要遗留问题。 ppt课件.41.

2、 1. 蛋白质组（蛋白质组（proteome）：）：是指一个细胞一生是指一个细胞一生中所表达的蛋白质的总和。中所表达的蛋白质的总和。 2. 2. 蛋白质组学（蛋白质组学（proteomics）：）：是研究蛋白组是研究蛋白组的一个新的领域，主要研究蛋白质的特性，包括的一个新的领域，主要研究蛋白质的特性，包括蛋白质表达水平、氨基酸序列、翻译后加工和蛋蛋白质表达水平、氨基酸序列、翻译后加工和蛋白质相互作用，在蛋白质水平上了解细胞的各项白质相互作用，在蛋白质水平上了解细胞的各项功能、各种生理生化过程以及疾病的病理过程等。功能、各种生理生化过程以及疾病的病理过程等。 3. 3. 蛋白质组学研究有着十分重

3、要的意义。蛋白质组学研究有着十分重要的意义。4.4.蛋白质组学研究的复杂性。蛋白质组学研究的复杂性。 ppt课件.5基因的产物是蛋白质，生物的表型要通过蛋白质来基因的产物是蛋白质，生物的表型要通过蛋白质来体现。对于某些基因，由于转录后加工和翻译后加体现。对于某些基因，由于转录后加工和翻译后加工，一个基因有着一个以上的蛋白质产物。很多疾工，一个基因有着一个以上的蛋白质产物。很多疾病不是由于基因变异，而是蛋白质的结构、功能、病不是由于基因变异，而是蛋白质的结构、功能、定位或表达发生了变化。蛋白质组学能够通过氨基定位或表达发生了变化。蛋白质组学能够通过氨基酸序列结合基因组学数据库确定编码该蛋白质的基

4、酸序列结合基因组学数据库确定编码该蛋白质的基因；能够推测某种未知蛋白质的功能；能够探明各因；能够推测某种未知蛋白质的功能；能够探明各种调控机理和生化途径，在分子水平上探索疾病发种调控机理和生化途径，在分子水平上探索疾病发生过程；还能够通过对药物作用所诱导的基因产物生过程；还能够通过对药物作用所诱导的基因产物以及其翻译后加工进行分析，寻找药物作用的专一以及其翻译后加工进行分析，寻找药物作用的专一靶点，从而大大加速和简化新药发现的过程。靶点，从而大大加速和简化新药发现的过程。ppt课件.6 研究蛋白质组是一件非常艰巨的工作，首研究蛋白质组是一件非常艰巨的工作，首先得识别基因；其次要研究基因所表达的

5、蛋先得识别基因；其次要研究基因所表达的蛋白功能；三是要找出哪个基因在什么条件下白功能；三是要找出哪个基因在什么条件下在哪种类型的细胞中表达；四是某种蛋白在在哪种类型的细胞中表达；四是某种蛋白在什么条件下在哪种细胞中出现；五是找出相什么条件下在哪种细胞中出现；五是找出相互作用的两种或更多种蛋白质，或者哪种蛋互作用的两种或更多种蛋白质，或者哪种蛋白质与哪部分白质与哪部分DNA相互作用，最后确定蛋白相互作用，最后确定蛋白质的工作原理。质的工作原理。ppt课件.71. 肿瘤肿瘤2. 心血管病心血管病3. 病原微生物与传染病病原微生物与传染病 4. 神经病理学神经病理学 5. 生殖与生理生殖与生理ppt

6、课件.8 恶性肿瘤发生过程包括许多基因突变从恶性肿瘤发生过程包括许多基因突变从而导致蛋白质的表达、结构和功能改变，最而导致蛋白质的表达、结构和功能改变，最终导致细胞周期失控，调亡能力下降，细胞终导致细胞周期失控，调亡能力下降，细胞浸润转移能力加强。蛋白质组学可以分析、浸润转移能力加强。蛋白质组学可以分析、鉴定肿瘤细胞的蛋白质分子变化，为肿瘤的鉴定肿瘤细胞的蛋白质分子变化，为肿瘤的预防、诊断、治疗及预后提供极有价值的信预防、诊断、治疗及预后提供极有价值的信息。息。 ppt课件.9 在化学诱导的大鼠肝癌模型中，肝癌细胞在化学诱导的大鼠肝癌模型中，肝癌细胞表达一个醛糖还原酶样蛋白，分子量为表达一个醛

7、糖还原酶样蛋白，分子量为35kDa，等电点为等电点为7.4。而正常肝脏细胞和其它正常组织。而正常肝脏细胞和其它正常组织中醛糖还原酶分子量为中醛糖还原酶分子量为37kDa，等电点为等电点为6.8。免疫组织化学研究发现，在癌前期和肝癌早期免疫组织化学研究发现，在癌前期和肝癌早期阶段，病变细胞已经开始高水平地表达醛糖还阶段，病变细胞已经开始高水平地表达醛糖还原酶样蛋白。原酶样蛋白。 ppt课件.10 对正常肾细胞和肾癌细胞的蛋白对正常肾细胞和肾癌细胞的蛋白质组比较研究表明，有质组比较研究表明，有4种蛋白在正常种蛋白在正常肾细胞中表达，而在肾癌细胞中则不肾细胞中表达，而在肾癌细胞中则不表达。这表达。这

8、4种蛋白是泛醇细胞色素种蛋白是泛醇细胞色素c还还原酶、线粒体原酶、线粒体NADH-辅酶辅酶Q氧化还原氧化还原酶复合物酶复合物I和两种未知蛋白。和两种未知蛋白。 ppt课件.11 蛋白质组学研究还发现，有蛋白质组学研究还发现，有32种蛋种蛋白质在乳腺癌细胞中表达，而在正常乳白质在乳腺癌细胞中表达，而在正常乳腺细胞中不表达。细胞角蛋白（腺细胞中不表达。细胞角蛋白（CK7、CK 8、CK15、CK18）和原肌球蛋白和原肌球蛋白的表达水平随乳腺肿瘤的恶变程度的升的表达水平随乳腺肿瘤的恶变程度的升高而下降。增殖细胞核抗原（高而下降。增殖细胞核抗原（PCNA）和一些应激蛋白和一些应激蛋白HSP90、pHS

9、P60在浸在浸润性乳腺癌细胞中特异性高表达。润性乳腺癌细胞中特异性高表达。ppt课件.12 卵巢肿瘤可以分为良性、交界性和卵巢肿瘤可以分为良性、交界性和恶性肿瘤。恶性肿瘤。PCNA、癌蛋白癌蛋白18（OP18）和应激蛋白和应激蛋白HSP90、pHSP60在恶性卵在恶性卵巢肿瘤中的表达水平升高，而原肌球蛋巢肿瘤中的表达水平升高，而原肌球蛋白白-1、原肌球蛋白、原肌球蛋白-2在交界性和恶性肿在交界性和恶性肿瘤中的表达水平下降。瘤中的表达水平下降。 ppt课件.13 扩张性心肌病（扩张性心肌病（DCM）是一种严重的心是一种严重的心脏病，病理机制复杂，有多种致病因素，需要脏病，病理机制复杂，有多种致病

10、因素，需要作大量的样品分析。从作大量的样品分析。从1990年至今，各个实验年至今，各个实验室作了大量研究，获得了室作了大量研究，获得了DCM患者和正常人患者和正常人心肌细胞的蛋白质组图谱，共发现心肌细胞的蛋白质组图谱，共发现3300种蛋白种蛋白斑点，对其中斑点，对其中150种作了氨基酸序列分析，建种作了氨基酸序列分析，建立了一个有立了一个有150种鉴定蛋白质的人类心肌细胞种鉴定蛋白质的人类心肌细胞蛋白质组图谱图谱数据库。以及发现有蛋白质组图谱图谱数据库。以及发现有25种蛋种蛋白在白在DCM患者和正常人心肌细胞的表达水平患者和正常人心肌细胞的表达水平有显著性差异，鉴定其中有显著性差异，鉴定其中1

11、2种，有种，有9种属于种属于HSP27家族，在家族，在DCM患者细胞中表达水平升高患者细胞中表达水平升高或降低。或降低。 ppt课件.14 多年来，世界卫生组织（多年来，世界卫生组织（WHO）一直强调一直强调感染性疾病的研究十分重要。病原微生物的致感染性疾病的研究十分重要。病原微生物的致病因子、抗原和疫苗的研究十分重要。迄今为病因子、抗原和疫苗的研究十分重要。迄今为止，已有止，已有18种微生物的基因组经过全部序列分种微生物的基因组经过全部序列分析，析，60多种正在研究之中。多种正在研究之中。 在对幽门螺旋杆菌进行的研究中发现，有在对幽门螺旋杆菌进行的研究中发现，有20种幽门螺旋杆菌蛋白能够与感

12、染了该菌的患种幽门螺旋杆菌蛋白能够与感染了该菌的患者血清发生反应。这些蛋白可能作为生产高反者血清发生反应。这些蛋白可能作为生产高反应性的抗幽门螺旋杆菌疫苗的抗原。应性的抗幽门螺旋杆菌疫苗的抗原。 ppt课件.15 全球大约有全球大约有30%的人是弓形虫携带者。的人是弓形虫携带者。弓形虫可以通过孕妇感染胎儿，因此对孕妇弓形虫可以通过孕妇感染胎儿，因此对孕妇是否感染了弓形虫的检测非常重要。但是，是否感染了弓形虫的检测非常重要。但是，目前采用的检测手段仅限于血清学筛选和目前采用的检测手段仅限于血清学筛选和PCR法。这两种方法只能检测到法。这两种方法只能检测到10%的感染的感染孕妇。双向电泳并银染法和

13、免疫杂交技术研孕妇。双向电泳并银染法和免疫杂交技术研究弓形虫感染患者血清的结果发现，究弓形虫感染患者血清的结果发现，9种弓形种弓形虫蛋白出现于所有的血清样品中，其中虫蛋白出现于所有的血清样品中，其中7种与种与疾病的不同时期有关。这些弓形虫蛋白可以疾病的不同时期有关。这些弓形虫蛋白可以用作诊断标记。用作诊断标记。 ppt课件.16 在已有的正常人脑蛋白质组数据库中，在已有的正常人脑蛋白质组数据库中，400个蛋白斑点属于个蛋白斑点属于180种蛋白质。这些蛋白种蛋白质。这些蛋白都是细胞质膜蛋白或线粒体蛋白。在老年痴都是细胞质膜蛋白或线粒体蛋白。在老年痴呆症患者的大脑组织中，呆症患者的大脑组织中，75种蛋白质的表达种蛋白质的表达水平上升，水平上升，35种下降，种下降，9种特异性表达。精神种特异性表达。精神分裂症患者的大脑组织中，分裂症患者的大脑组织中，8种蛋白质的表达种蛋白质的表达水平上升，水平上升，8种下降。镇静剂结合抑制蛋白在种下降。镇静剂结合抑制蛋白在上述两类患者的大脑中的表达水平下降。上述两类患者的大脑中的表达水平下降。 ppt课件.17 生殖系统的疾病，如卵泡不着床、流产、生殖系统的疾病，如卵泡不着床、流产、不育、子宫内膜炎等，不是由于遗传变异不育、子宫内膜炎等，不是由于遗传变异而是由于蛋白质表达、定位