蛋白组学导论课件

1、 蛋白质组学导论 李亚星 2016.09.08什么是蛋白质组学(What is proteomic)？1 、 Omics是源于希腊语，在牛津大辞典里面对其解释的第三条是 “在细胞和分子生物学中，作为名词的词缀，表示整体的，综合性的研究所有的组成成分。 ”2、于是， 基因组学（ genomics），转录组学（ transcrptomics）， 蛋白组学（ proteomics），代谢组学（ Metabolomics， Metabonomics），脂质组学（ lipidomics）， 食品组学（ Foodomics).3、蛋白质组学指用高通量的手段，定性定量的表征细胞、组织或有机体在不同的时空条件

2、下蛋白表达状态。蛋白质组学研究内涵 1 、研究细胞、组织或者生物个体在某个特定条件下所有的蛋白表达情况(Expression Proteomics，表达蛋白组学）； 2、研究这些所有表达的蛋白之间的相互作用关系（ InteractionProteomics，互作蛋白组学）； 3、研究这些所有的蛋白的翻译后修饰变化情况（ Post translational proteomics，修饰蛋白组学）； 4、研究这些表达的蛋白的三维结构与功能的关系，为可能的药物靶点研究提供依据（ Structure Proteomics）； 5、寻找可靠的生物标志物（ Biomarker)；蛋白质表征：传统手段 vs

3、 蛋白质组学分析传统手段质谱手段蛋白质组学能够高通量、高灵敏、高可信度地分析复杂样本为何要研究蛋白质组学？为何要研究蛋白质组学？蛋白质是生命活动的直接承担者，且传统的蛋白质研究方法已经不能满足后基因组时代大数据时代的研究要求。 生命现象的发生往往是多因素影响的，必然涉及到多个蛋白质； 多个蛋白质的参与是交织成网，或者平行发生的，或者是联级反应； 在执行生命功能时蛋白质的表现是多样的、动态的、时空性的，并不像基因组那样一成不变； 要对生命的复杂过程有全面的认识，必须要在整体、动态和网络的水平对蛋白质进行研究。Lysis buffer (SDT, RIPA) Detergent: SDS, CHA

4、PS, NP40（和质谱不兼容）, Urea(和质谱兼容)， 破坏细胞膜，蛋白质变性Reducing agent: DTT 打开二硫键，使得蛋白质结构更为开放，更易酶解蛋白质组学的研究流程蛋白质抽提组织块 一般组织块的蛋白含量约为组织自重的10%1a.在裂解液中匀浆1b. 液氮碾磨2. 在裂解液中超声 打断cell lysate中DNA, 降低样品粘度蛋白质抽提蛋白质组学的研究流程 蛋白质水平预分级 1. SDS胶分离2.液相分离 分子筛、阴/阳离子交换色谱、 亲和色谱等等蛋白质组学的研究流程复杂蛋白质组分预分离多肽水平预分级为了实现对肽段的预分级,色谱方法间必须存在正交性蛋白质组学的研究流程

5、复杂蛋白质组分预分离Electrospray Ionization(ESI)(ESI)蛋白质组学的研究流程质谱前端Matrix-Assisted Laser-Desorption Ionization (MALDI)不能与Nano-LC 联用适合成分简单样本的样本分析常与Nano-LC 联用适合成分复杂，带电物质的样本分析HCD/CID蛋白质组学的研究流程多肽碎裂及数据依赖性二级扫描数据依赖性采集模式：1.Intensity Based 2.Charge Based3 .蛋白质组学的研究流程数据分析定性蛋白质组学与定量蛋白质组学定性蛋白质组最常规，最普遍的蛋白质鉴定方法.数据库搜索Denovo

6、 测序定性蛋白质组定量蛋白质组 研究组织或者生物个体蛋白的量，表征在不同条件下细胞的蛋白差异表达。SILAC(母离子峰面积)相对定量同位素标记非标定量化学标记（报告离子）DIA/Swath(子离子)LabelFree(母离子)绝对定量SRMPRM定量方法相对定量-同位素标记定量1.代谢标记定量：SILAC（哺乳动物）,15N（植物， 微生物）, 18O等， 基于一级质谱的定量.2.化学试剂定量：iTRAQ，TMT；基于二级质谱强度的定量方法相对定量-非标记定量所谓非标记定量，就是不进行任何修饰而通过对独立样本间进行标记定量Label Free:基于母离子XIC 的定量方法。SWATH/DIA：基于碎片子离子XIC 的定量方法 排除了共洗脱多肽的干扰； 多个离子对进行加权平均， 定量更精准; 消耗机时，重复性差 非标记无需特殊前处理，简单；但是需要重复（至少三次），耗机时，准确性也稍差。绝对定量同位