蛋白质组学简介张幻灯片

6.蛋白质组与蛋白质组学（1）蛋白质组：1994年提出，最早见于文献是在1995年7月的“Electrophoresis”杂志上。指基因组表达的所有相应的蛋白质，也可说是指细胞或机体全部蛋白质的存在及其活动方式。（2）蛋白质组学：研究细胞内全部蛋白质的组成及其活动规律的科学。2023/3/171当前1页，总共24页。7.蛋白质组具有多样性和可变性的特点（1）蛋白质的种类和数量在同一机体的不同细胞中是各不相同的。（2）同一细胞，在不同时期、不同条件下，蛋白质组也是在不断改变的。（3）在病理或治疗过程中，细胞蛋白质的组成及其变化与正常生理过程的也不同。2023/3/172当前2页，总共24页。

细胞中的基因一般不是全部表达,一个细胞大约只含有5～6千种不同的蛋白,其中80%的蛋白是维持生命所必需而为所有的细胞所共有,称为“看家蛋白”。人体至少有250种不同的细胞,每一种细胞可能表达3～4百种自己特有的蛋白,所以人体拥有的总蛋白数可能要大于10万种。2023/3/173当前3页，总共24页。二、蛋白质组学的研究内容1.细胞或组织内蛋白质的表达模式及修饰（表达蛋白质组学）：关键技术：2-D电泳2.蛋白质的序列和高级结构（结构蛋白质组学）：X-射线衍射分析（晶体结构分析）、多维核磁共振波谱分析、电镜二维晶体三维重构术（电子晶体学）。2023/3/174当前4页，总共24页。3.蛋白质的胞内分布及移位（细胞图谱蛋白质组学）：确定蛋白质在亚细胞结构中的位置，通过纯化细胞器或用质谱仪鉴定蛋白复合物组成等。4.蛋白质的功能模式（功能蛋白质组学）：蛋白质与蛋白质及其与其他分子的相互作用2023/3/175当前5页，总共24页。三、蛋白质组研究的相关技术（一）研究细胞或组织内蛋白质表达模式的技术：

2-D电泳1.1975年，PatrickOˊFarrel发明了双向凝胶电泳。2.操作（1）等电聚焦。（2）平衡胶条。（3）第二相SDS。2023/3/176当前6页，总共24页。2023/3/177当前7页，总共24页。2023/3/178当前8页，总共24页。图3蛋白质微型电泳系统蛋白质微型电泳系统2023/3/179当前9页，总共24页。2023/3/1710当前10页，总共24页。2023/3/1711当前11页，总共24页。2023/3/1712当前12页，总共24页。2023/3/1713当前13页，总共24页。3.2-D胶上蛋白质鉴定（1）早期Westernblot鉴定（2）Edman降解法鉴定（3）肽质量指纹（peptide-massfingerprinting）技术鉴定（4）蛋白质组信息学2023/3/1714当前14页，总共24页。2D電泳→

Mass定序分析2023/3/1715当前15页，总共24页。*二级结构测定通常采用圆二色光谱(circulardichroism，CD)测定溶液状态下的蛋白质二级结构含量。-螺旋的CD峰有222nm处的负峰、208nm处的负峰和198nm处的正峰三个成分；而-折叠的CD谱不很固定。2023/3/1716当前16页，总共24页。蛋白质空间结构的研究方法(1)X-射线衍射法（X-raydiffractionmethod）(2)核磁共振（NMR）(3)光谱法（红外光谱、紫外差光谱、荧光光谱）(4)旋光色散法（opticalrotatorydispersion,ORD）(5)园二色性（circulardichroism,CD）(6)氢同位素交换法2023/3/1717当前17页，总共24页。X-射线衍射法简单原理2023/3/1718当前18页，总共24页。2.通过氨基酸序列知识去辨识和推引出其决定的三维结构（1）用分子力学、分子动力学的方法，根据理化的基本原理，从理论上计算蛋白质分子的空间结构。（2）通过对已知空间结构的蛋白质进行分析，找出一级结构与空间结构的关系，总结出规律，用于新蛋白质空间结构的预测。

2023/3/1719当前19页，总共24页。電腦模擬蛋白質結構與功能MoleculardynamicssimulationofProteinStructure&Function

2023/3/1720当前20页，总共24页。（三）蛋白质序列测定

1.蛋白质直接测序的用途

2.肽序列分析的基本步骤：（1）分析已纯化蛋白质氨基酸残基的组成。（2）测定头尾氨基酸。（3）把肽链水解成片段，分别进行分析，得到肽图。（4）Edman降解2023/3/1721当前21页，总共24页。（四）研究蛋白质胞内分布及移位的方法1.分别收集细胞不同区域内蛋白质，然后进行2-D电泳和蛋白质鉴定。不能采用离心的方法获取各组分蛋白，而用顺序抽提亚细胞结构的方法。2.将胞内特定蛋白质进行荧光标记，然后在荧光显微镜下进行观察蛋白质移位。2023/3/1722当前22页，总共24页。四、蛋白质组学研究的应用1.用于寻找疾病相关的蛋白质：标志物。

理想的肿瘤标志物对单个肿瘤应该具有高度特异性和灵敏度,与其他的病理状态无关,如与白血病相关的融合蛋白。然而,这样高度特异性和灵敏度的标志物是极少的.2023/3/1723当前23页，总共24页。

癌胚抗原(ＣＥＡ)和甲胎蛋白(ＡＦＰ)是相对特异的肿瘤标志物,其中ＡＦＰ被广泛用于肝细胞癌的诊断,但在睾丸癌或卵巢癌的病人血清中ＡＦＰ通