蛋白质组学答案终稿

1，基因组：一个细胞或病毒所包含的全部基因。

2，蛋白质组(Proteome)的概念最先由Marc Wilkins提出。

定义：蛋白质组是由一个细胞，一个组织或一个机体的基因组所表达的全部相应的蛋白质。

是一个整体概念。

3，蛋白质组学：是一门以全面的蛋白质性质研究(如表达水平、转录修饰、相互作用等)为基础，在蛋白质水平对疾病机理、细胞模式、功能联系等方面进行探索的科学，包括表达蛋白质组学，细胞谱蛋白质组学以3，等电聚焦：分离两性分子，特别是分离蛋白质的一种技术。

根据在一个电场的影响下这些两性分子在ph梯度上的分布情况进行分离等电聚焦技术：在一个pH梯度和外加电场下，蛋白质有移向pH梯度中使其净电荷为零的点的倾向。

（带正电荷移向阴极，带负电荷移向阳极）。

IEF可以基于极微小的电荷差异而分离蛋白，具有高分辨率。

4，负染就是用重金属盐（如磷钨酸、醋酸双氧铀）对铺展在载网上的样品进行染色；吸去染料，样品干燥后，样品凹陷处铺了一薄层重金属盐，而凸的出地方则没有染料沉积，从而出现负染效果（图2-15），分辨力可达1.5nm左右5，质谱（又叫质谱法）是一种与光谱并列的谱学方法，通常意义上是指广泛应用于各个学科领域中通过制备、分离、检测气相离子来鉴定化合物的一种专门技术。

质谱分析是一种测量离子荷质比（电荷-质量比）的分析方法，其基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷的离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。

在质量分析器中，再利用电场和磁场使发生相反的速度色散，将它们分别聚焦而得到质谱图，从而确定其质量。

7，分子离子峰：子受电子束轰击后失去一个电子而生成的离子M+成为分子离子。

在质谱图中，由M+所形成的峰称为分子离子峰。

7.碎片离子峰当电子轰击的能量超过分子离子电离所需要的能量（50~70eV）时，可能使分子离子的化学键进一步断裂，产生质量数较低的碎片，称为碎片离子。

在质谱图上出现相应的峰，称为碎片离子峰。

碎片离子峰在质谱图上位于分子离子峰的左侧。

研究最大丰度的离子断裂过程，能提供被分析化合物的结构信息。

8.软电离技术在质谱分析中，离子源是将分子离解成离子或解离成碎片，在这里分子失去电子，生成带正电荷的分子离子。

分子离子可进一步裂解，生成质量更小的碎片离子。

由于离子化所需要的能量随分子不同差异很大，因此，对于不同的分子应选择不同的离解方法。

通常称能给样品较大能量的电离方法为硬电离方法，而给样品较小能量的电离方法为软电离方法，后一种方法适用于易破裂或易电离的样品。

9.源内衰变技术（insource-decay，ISD）源内衰变发生在离子源区域内，时间为激光撞击之后几百纳秒之内，是离子的“即可片段化”。

这些片段离子通过衰减离子取出，能在线性飞行时间质谱中被发现，许多蛋白质和大的肽常在MOLDI-TOF-MS的离子源区域内变成肽离子片段。

主要产生含N端的b型和含C端的y型片段离子，通过分析这些片段离子谱可鉴定蛋白质。

10.肽质量指纹图谱是指蛋白质被酶切位点专一的蛋白酶水解后得到的肽片段质量图谱。

由于每种蛋白质的氨基酸序列都不同，蛋白质被酶水解后，产生的肽片段序列也各不相同，其肽混合物质量数据也具特征性，这种特征就像指纹一样，所以称为指纹谱。

肽质量指纹图谱可用于蛋白质的鉴定，用实验测得的PMF与蛋白数据库中的蛋白质理论PMF比对，就可以鉴定该蛋白质肽序列标签是由一个多肽的部分氨基酸序列和该肽的质量以及该肽未测序部分的质量等组成。

11.生物质谱就是运用现代质谱仪器解决生物学问题，如蛋白质测序，生物大分子分子量检测，磷酸化位点检测等生物质谱：主要用于小分子物质研究的质谱技术。

它们具有高灵敏度和高质量检测范围。

12.基质辅助激光解吸电离（matrix assisted laser desorption ionization, MALDI）在波长为775~1250 nm 的真空紫外光辐射下产生光致电离和解吸作用，从而获得分子离子和含有结构信息的碎片，同时引入基质减少过分碎裂。

基质辅助激光解吸电离技术适于结构复杂、不易汽化的大分子。

一般采用固体基质，基质与样品比为10000：1。

根据分析物不同而使用不同的基质和波长电喷雾电离（Electrospray Ionizsation,ESI ）利用强静电场从溶液直接产生气态离子化分子的一种方法采用强静电场（3~5kV），以喷雾形式使液体样品形成高度荷电的雾状小液滴，小液滴经过反复的溶剂挥发-液滴分裂后，产生单个带多电荷的离子，即在电离过程中，产生多种质子化离子。

13. 蛋白质芯片是一种高通量的蛋白功能分析技术，可用于蛋白质表达谱分析，研究蛋白质与蛋白质的相互作用，甚至DNA－蛋白质、RNA－蛋白质的相互作用，筛选药物作用的蛋白靶点等。

15.亚细胞蛋白质组学内涵针对细胞内不同区域结构功能单位的蛋白质组学研究。

细胞内成分根据空间结构、分布及功能不同，分成不同细胞器或细胞区域，如细胞膜、胞浆、线粒体、溶酶体、过氧化物酶体、内质网、高尔基体和细胞核等。

另外，细胞器内一些功能单位多是大分子结构体或多蛋白复合体，如核基质、剪接体、纺锤体、核孔结构以及核糖体等。

16. 2D双向电泳（two-dimensional electrophoresis）是等电聚焦电泳和SDS-PAGE的组合，即先进行等电聚焦电泳（按照pI分离），然后再进行SDS-PAGE（按照分子大小），经染色得到的电泳图是个二维分布的蛋白质图。

二，简答题1. 质谱仪结构由7部分组成：进样系统、离子源室、质量分析器、检测器、数据处理系统、真空系统和供电系统。

其中离子源室、质量分析器、检测器必须处于高真空状态，离子源要求10-4~10-5Pa, 质量分析器要求10-6Pa，以降低背景以及减少离子间或离子与分子的碰撞。

进样系统：把样品从室内常压转移到离子源。

离子源室：把品分子转换成样品离子。

（品离子是带有电荷的样品分子。

最简单的形成样品离子的方法就是从中行分子里移除一个电子，这样就形成了正离子。

样品分子必须变成样品离子才能被质谱所分析。

）在质量分析器里，电场或者磁场，或者两者都有的分析器，被用来控制样品离子的运动，这样便可根据其质量不同而将其分离。

虽然有很多不同的质量分析器，但是都执行相同的功能：根据质量分离不同的离子。

检测器可以感知已经被分离的离子的到达，放大极其微小的离子的电流以便进一步的电子处理。

虽有很不不同类型的检测器，但作用都一样，就是检测离子并将其转换成较强的电信号。

记录仪接受检测器的信号，将其放大并记录，这样就得到了质谱图。

质谱要在真空系统运行。

减少空气中成分的干扰。

常真空度的范围是室内常压的百万分之一或者十亿分之一。

离子源，质量分析器和检测器在真空系统里。

2.质谱肽谱分析通过测定肽和蛋白质的分子质量，加上已知蛋白和DNA序列的信息，来试探性的确认给定组织或体液中存在的肽和蛋白质。

质谱肽谱分析分4步：（1）从生物组织提取多肽和蛋白质并分馏提取液（2）测定提取液中各组分的分子质量（3）从肽或蛋白质的计算机库中搜索被测的分子质量是否符合特定的肽或蛋白质的质量；（4）再确认分析，如部分N端或C端的测序分析、氨基酸分析或串联质谱分析，这些再确认分析的对象应是那些在（1）~（3）步中仍不能十分确认的特定肽或蛋白质3.ESI特点是产生多电荷离子而不是碎片离子，使质量电荷比（m/z）降低到多数质量分析仪器都可以检测的范围，因而大大扩展了分子量的分析范围，离子的真实分子质量也可以根据质荷比及电荷数算出。

目前可检测分子质量100 000Da以下的蛋白质，最高可达150 000Da。

优势就是它可以方便地与多种分离技术联合使用，如液一质联用（LC－MS）是将液相色谱与质谱联合而达到检测大分子物质的目MALDLI 特点1.MALDAI 源使用的激光是脉冲式，每一脉冲激光产生的离子都先经过一加速电场而获得动能，然后再进入一个高真空无电场飞行管道，离子在此无电场飞行管道内以在加速电场获得的速度匀速飞行。

离子越小，飞行速度越快。

每一脉冲激光产生一批离子得到一张质谱图，一般使用的是多次脉冲激光扫描质谱峰结果的累加。

2.所产生的质谱图多为单电荷离子，因而质谱图中的谱峰与样品各组分的质量数有一一对应关系。

最适于分析多肽和蛋白质混合物，蛋白质序列分析，制作太指纹图谱，测量化合物分子量等，在基因领域的研究也可以应用于DNA序列测定、DNA点突变、遗传病诊断等。

3.MALDAI 源的离子化程度非常高，是灵敏度最高的质谱仪，能对极微量的样品（fmol-amol)进行分析的。

4.基本原理是将分析物分散在基质分子（尼古丁酸中及其同系物）并形成晶体，当用激光（337nm 氮激光）照射晶体时，基质分子吸收激光能量，又以热的形式将能量释放，样品解吸附，同时基质晶体升华，基质和样品分子气化进入质谱仪的气相。

基质-样品间发生电荷转移使样品分子电离。

5. 基本原理主要利用物质在流动相与固定相之间的分配系数差异来实现分离。

• 6. 1.双向磷酸多肽图谱 2.高分辨率凝胶电泳 3.固相金属亲和色谱4.反相高效液相色谱5.毛细管电泳6.免疫沉淀7.化学修饰法8.另外一种修饰手段，不仅可以用来研究磷酸化丝氨酸肽段和磷酸化苏氨酸肽段，还可以研究磷酸化酪氨酸肽段。

这方法的显著特点是：通过碳化二乙胺的催化作用将胱氨酸加到磷酸基团上，再通过巯基乙胺与碘乙酰树脂柱的共价结合使磷酸化肽得以纯化。

但肽的N端首先用叔丁氧羰基保护；C端进行酰胺化保护，以免复杂反应产生。

磷酸肽的洗脱是通过三氟乙酸切割氨基磷酸键完成的。

碳化二乙胺方法在质谱分析前，需要多步化学反应和柱纯化过程，所以可能会有大量的样品丢失，而且这种方法只适用于磷酸肽的富集，目前还没有应用于磷酸化蛋白质的富集•7.原理:质谱是很好的蛋白质鉴定工具，但不同的蛋白质或多肽在质谱中有不同的离子化效率，所以不能从质谱图中对蛋白质进行定量分析。

以稳定同位素为内标，将物理化学性质相同、质量不同的同位素掺入两种样品，混合后不同状态的相同蛋白质因质量差异在质谱图中表现为一对峰，通过比较质谱峰强弱，精确定位出蛋白质不同状态下表达量的变化。

这就是基于稳定同位素标签和液相色谱与串联质谱联用技术定量和鉴定蛋白质的理论依据。

•8.线粒体的分离纯化基本原则：先制备组织或细胞匀浆，然后进行差速离心，低速去除细胞核及细胞碎片；高速离心分离线粒体，有必要还可进行密度梯度离心。

组织细胞的特异性及所要线粒体的实验用途决定了方法的细节。

这些细节包括：匀浆器的选择、缓冲液的成分、许可混杂其他细胞器的程度等。

通常用Ficoll、Percoll、碘化介质（OptiPrep, Nycodenz, metrizamide）和蔗糖来形成密度梯度进一步纯化线粒体纯度鉴定：分离线粒体时可能混杂其他细胞器，线粒体的相对纯度可以通过检测线粒体或其他可能存在的细胞器的标志酶来确定。