蛋白质组学
蛋白质组学
两性电解质(Carrier ampholytes)
蛋白酶抑制剂（protease inhibitors）：PMSF等
防止细胞裂解时蛋白酶释放出来降解蛋白质。
9、蛋白质的分级提取（用蛋白质组学方法得到蛋白质）
根据溶解性差异：最大优点？
1、水溶液提取，溶解亲水性蛋白质
14、蛋白质染色方法
胶内：考马斯亮蓝R-250(CBB R-250)：所需时间较长；灵敏度不高
银染：灵敏度高；对下一步的酶切肽谱提取存在困难
CBB G-250、负染
荧光染料染色：差异蛋白质组学研究，灵敏度250pg与银染相近，但线性范围高于银染。
以及放射性同位素标记等
转移到膜（PVDF、硝酸纤维素膜）上：酰胺黑(Amido Black)、丽春红S(Ponceau S)
大大增加蛋白质的溶解性，特别是膜蛋白的溶解性
去污剂(Detergents):SDS、TritonX-100、NP-40、CHAPS等
破坏蛋白质分子之间的疏水相互作用，提高蛋白质的溶解性，防止在等电聚焦时析出
还原剂(Reducing Agents)：β-巯基乙醇、DTT或TDF（二硫赤藓糖）和三丁基膦(TBP)等
（1）明确研究目标，获得尽可能多的感兴趣蛋白。
（2）不同类型的蛋白质需要不同的方法
（3）考虑目标蛋白性质，细胞破碎选择温和和激烈两种方法
应使所有待分析的蛋白样品全部处于溶解状态（包括多数疏水性蛋白），且制备方法应具有可重现性。防止样品（特别是溶解性低的蛋白如膜蛋白）在聚焦时发生蛋白的聚集和沉淀。
防止在样品制备过程中发生样品降解（如酶性或化学性降解等）。
蛋白质组学
1、蛋白质组（proteome）
蛋白质组学的研究
目录
• 蛋白质组学概述 • 蛋白质的分离与鉴定 • 蛋白质的表达与调控 • 蛋白质组学在生物医学中的应用 • 蛋白质组学的研究前景与挑战
01
蛋白质组学概述
定义与特点
定义
蛋白质组学是一门研究细胞、组织或 生物体中所有蛋白质及其功能的科学。
特点
蛋白质组学具有全局性、动态性和功 能性的特点，强调对蛋白质的整体和 系统层面的研究。
蛋白质-脂质相互作用
蛋白质之间相互作用可以形成复合物， 实现特定的生物学功能。
蛋白质与脂质之间的相互作用可以影 响细胞膜的结构和功能。
蛋白质-核酸相互作用
蛋白质与核酸之间的相互作用可以调 节基因的表达和转录。
蛋白质的细胞定位
01
细胞核定位
细胞质定位
02
03
细胞膜定位
许多蛋白质在细胞核中发挥功能， 通过核定位信号实现细胞核内的 定位。
VS
详细描述
目前蛋白质鉴定技术已取得显著进展，但 仍面临挑战。高灵敏度技术能够检测低丰 度蛋白质，有助于发现新的生物标志物和 治疗靶点。高分辨率技术能够区分蛋白质 的同分异构体和修饰形式，有助于深入了 解蛋白质的多样性和功能。
蛋白质翻译后修饰的深入研究
总结词
蛋白质翻译后修饰在调控细胞功能中发挥重要作用，对其深入研究有助于揭示生命活动 的奥秘。
2
质谱技术通过测定蛋白质离子的质量，推断蛋白 质的氨基酸序列，具有高灵敏度和高精度。
3
核磁共振技术通过测定蛋白质分子中氢原子和碳 原子的共振信号，解析蛋白质的三维结构。
蛋白质的数据库与比对
蛋白质数据库是蛋白质组学研究的基 础，如UniProt、NCBI等数据库提供 了大量的蛋白质序列和结构信息。
人类蛋白质组学
人类蛋白质组学人类蛋白质组学是一门研究蛋白质在人体内的表达、修饰、相互作用及其与疾病关系的科学。
本文将依次探讨蛋白质鉴定、蛋白质表达调控、蛋白质相互作用、蛋白质修饰、蛋白质与疾病关系、蛋白质药物发现及蛋白质组数据库等方面的内容。
1.蛋白质鉴定蛋白质鉴定是蛋白质组学研究的基础，主要包括分离纯化、定性定量和鉴定描述三个步骤。
常用的方法有质谱、色谱、光谱和免疫学等。
通过这些技术，可以确定蛋白质的相对分子质量、等电点、氨基酸序列等性质，从而对其进行鉴定。
常用的蛋白质鉴定软件有Sequest、Mascot等。
以乳腺癌研究为例，通过蛋白质鉴定技术，成功发现了与乳腺癌相关的差异表达蛋白质，为疾病诊断和治疗提供了新的靶点。
2.蛋白质表达调控蛋白质表达调控是细胞对外部刺激和内部信号响应的重要方式，包括转录水平、翻译水平和蛋白修饰水平等。
在转录水平上，基因的转录起始和转录因子结合，决定了蛋白质表达的种类和水平。
在翻译水平上，mRNA的翻译效率、tRNA的种类和水平等因素都会影响蛋白质的表达。
在蛋白修饰水平上，蛋白质的磷酸化、乙酰化、甲基化等修饰方式也会影响其表达和功能。
例如，胰岛素通过调节糖代谢相关酶的磷酸化状态，实现对糖代谢的调控。
3.蛋白质相互作用蛋白质相互作用是指两个或多个蛋白质之间发生的相互作用，包括配体结合、蛋白相互作用和信号转导等。
配体结合是指蛋白质与特定的配体分子结合，如血红蛋白与氧气结合。
蛋白相互作用是指蛋白质与其他蛋白质相互作用，如免疫应答过程中抗原与抗体的相互作用。
信号转导是指由细胞表面受体介导的信号传递过程，如EGFR信号通路中的蛋白质相互作用。
研究蛋白质相互作用对于揭示生命活动规律和疾病机制具有重要意义。
例如，糖尿病的研究中发现了一种新的蛋白质相互作用模式，为治疗该疾病提供了新的思路。
4.蛋白质修饰蛋白质修饰是指对蛋白质进行化学修饰，以改变其性质和功能。
常见的蛋白质修饰包括磷酸化、乙酰化、甲基化等。
蛋白质组学
研究意义背景
研究意义
研究背景
蛋白质组学书籍随着人类基因组计划的实施和推进，生命科学研究已进入了后基因组时代。在这个时代，生 命科学的主要研究对象是功能基因组学，包括结构基因组研究和蛋白质组研究等。尽管现在已有多个物种的基因 组被测序，但在这些基因组中通常有一半以上基因的功能是未知的。目前功能基因组中所采用的策略，如基因芯 片、基因表达序列分析(Serial analysis of gene expression, SAGE)等，都是从细胞中mRNA的角度来考虑的， 其前提是细胞中mRNA的水平反映了蛋白质表达的水平。但事实并不完全如此，从DNA mRNA蛋白质，存在三个层次 的调控，即转录水平调控(Transcriptional control )，翻译水平调控(Translational control)，翻译后水 平调控(Post-translational control )。从mRNA角度考虑，实际上仅包括了转录水平调控，并不能全面代表 蛋白质表达水平。实验也证明，组织中mRNA丰度与蛋白质丰度的相关性并不好，尤其对于低丰度蛋白质来说，相 关性更差。更重要的是，蛋白质复杂的翻译后修饰、蛋白质的亚细胞定位或迁移、蛋白质－蛋白质相互作用等则 几乎无法从mRNA水平来判断。毋庸置疑，蛋白质是生理功能的执行者，是生命现象的直接体现者，对蛋白质结构 和功能的研究将直接阐明生命在生理或病理条件下的变化机制。蛋白质本身的存在形式和活动规律，如翻译后修 饰、蛋白质间相互作用以及蛋白质构象等问题，仍依赖于直接对蛋白质的研究来解决。虽然蛋白质的可变性和多 样性等特殊性质导致了蛋白质研究技术远远比核酸技术要复杂和困难得多，但正是这些特性参与和影响着整个生 命过程。传统的对单个蛋白质进行研究的方式已无法满足后基因组时代的要求。这是因为：(1)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。(2)多个蛋白质的参与是交织成网络的，或平行发生，或呈级联 因果。(3)在执行生理功能时蛋白质的表现是多样的、动态的，并不象基因组那样基本固定不变。
蛋白质组学及技术介绍
成分 尿素 CHAPS DTT
IPG
终浓度 8M 2% 15 mM buffer 0.5%
4x 分离胶缓 冲液
1.5M Tris-HCl, pH8.8 和 0.4%（w/v）SDS：45.5g Tris 和 1g SDS 溶于 200ml 去离子水中，用 6N HCl 调节 pH 到 8.8，最后用去 离子水将体积补足到 250ml，加入 25mg 叠氮钠并过滤。此溶液可于 4°C 储存两周。
膀胱癌的潜在尿标志物。
在疾病及药物研究中的应用
• 2.探索疾病的发病机制和治疗途径。 例：Polprasert等应用蛋白质组学方法对遗传性球形红细
胞增多症的红细胞膜蛋白变化进行研究，分离鉴定出56个 差异表达的蛋白质，通过蛋白质网络分析出包括细胞死亡、 细胞循环及遗传性和血液性紊乱3个HS相关的重要网络， 为进一步研究和了解HS相关的发病机制提供了参考。
荧光差异凝胶电泳
• 原理
在二维电泳的基础上进行荧光标记
• 特点
DIGE荧光差异蛋白表达分析系统在传统双向电泳技术的基础上，结合了 多重荧光分析的方法，在同一块胶上共同分离多个分别由不同荧光标记 的样品，并第一次引入了内标的概念，极大地提高了结果的准确性，可 靠性和重复性。在DIGE技术中，每个蛋白点都有它自己的内标，并且软 件全自动根据每个蛋白点的内标对其表达量进行校准，保证所检测到的 蛋白丰度变化是真实的。DIGE技术可检测到样品间小于10%的蛋白表达 差异，统计学可信度达到95%以上。
研究技术
蛋白质分离策略： 1、多维色谱法，包括大小排阻色谱法、离子交换色谱法、反相高效色 谱法、疏水性相互作用色谱法等； 2、多维电泳技术，包括二维凝胶电泳法、自由流动电泳法、毛细管区 带电泳法等； 3、亲合法，包括免疫印迹法、亲和捕获； 4、细胞器，膜的复合体分离。
蛋白质组学复习资料
蛋白质组学复习资料一、名词解释1、蛋白质组学：蛋白质组学是研究与基因对应的蛋白质组的学科，蛋白质组（proteome）一词，源于蛋白质（protein）与基因组（genome）两个词的杂合，意指“一种基因组所表达的全套蛋白质”,即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。
2、二维（双向）电泳原理：根据蛋白质的等电点和相对分子质量的特异性将蛋白质混合物在第一个方向上按照等电点高低进行分离，在第二个方向上按照相对分子质量大小进行分离。
二维电泳分离后的蛋白质点经显色，通过图象扫描存档，最后是呈现出来的是二维方向排列的，呈漫天星状的小原点，每个点代表一个蛋白质。
3、三步纯化策略：第一步:粗提。
纯化粗样快速浓缩 (减少体积) 和稳定样品 (去除蛋白酶)最适用层析技术: 离子交换/疏水层析第二步：中度纯化。
去除大部分杂质最适用层析技术: 离子交换/疏水层析第三步：精细纯化。
达到最终纯度(去除聚合物,结构变异物)最适用层析技术:凝焦过滤/离子交换/疏水层析/反相层析4、高效纯化策略：在三步纯化蛋白质过程中，同时考虑到纯化的速度、载量、回收率及分辨率的纯化策略。
5、离子交换色谱：离子交换色谱中的固定相是一些带电荷的基团，这些带电基团通过静电相互作用与带相反电荷的离子结合。
如果流动相中存在其他带相反电荷的离子，按照质量作用定律，这些离子将与结合在固定相上的反离子进行交换。
固定相基团带正电荷的时候，其可交换离子为阴离子，这种离子交换剂为阴离子交换剂；固定相的带电基团带负电荷，可用来与流动相交换的离子就是阳离子，这种离子交换剂叫做阳离子交换剂。
阴离子交换柱的功能团主要是－NH2，及－NH3 ：阳离子交换剂的功能团主要是－SO3H及－COOH。
其中-NH3 离子交换柱及-SO3H离子交换剂属于强离子交换剂，它们在很广泛的pH范围内都有离子交换能力；-NH2及-COOH 离子交换柱属于弱离子交换剂，只有在一定的pH值范围内，才能有离子交换能力。
蛋白质组学
致病微生物的蛋白质组研究
蛋白质组的一个重要应用是在阐明新抗生素作用机理的研 究上.当今,细菌对大多数抗生素都有了抗性,寻找作用于细菌 内新的靶子的研究工作已经展开,找到了许多有效的抗菌化合 物.但目前遇到的困难在于难以揭示新的化合物的作用靶子及 其作用机理.有时虽在体外发现新化合物能够使某种蛋白质失 活,但在体内是否有这种现象和这是否是抗菌的主要机制仍然 未知,现在双向电泳分析提供了一个有效手段.例如在研究抑制 核糖体类抗生素对细菌的作用机制时,对12种作用于翻译过程 的不同阶段和核糖体内不同分子的抗生素加以考察,发现其中8 种诱导冷休克反应的一系列蛋白质,另4种诱导一系列热休克反 应的蛋白质,因此预计新的作用于核糖体的化合物也是诱导这 两种反应,并且籍此可以推测大肠杆菌对冷热的反应发生于核 糖体水平上.蛋白质组研究的重要优势在于能够从整体水平上 分析不同条件下蛋白质谱的变化.例如作为一种差异显示技术, 这一技术已被用于比较结核分枝杆菌与牛结核分枝杆菌蛋白的 不同,结果发现一些在基因水平上很类似的蛋白在蛋白质水平
生物化学专题
主讲教师 杨婉身 晏本菊 陈惠
蛋白质组学的含义
蛋白质组(Proteome)一词最早由澳大利亚学 者 Ｗｉｌｋｉｎｓ等于1994年提出,指的是由一 个基因组geneome或一个细胞、组织表达的所有 protein。蛋白质组学(proteomics)是在蛋白质水 平上定量、动态、整体性地研究生物体。 同基因组学一样,蛋白质组学不是一个封闭的、 概念化的、稳定的知识体系,而是一个领域。它旨 在阐明生物体全部蛋白质的表达模式及功能模式, 其内容包括蛋白质的定性鉴定、定量检测、细胞 内定位、相互作用研究等,最终揭示蛋白质功能, 是基因组ＤＮＡ序列与基因功能之间的桥梁。
蛋白质组学研究的内容
蛋白质组学
蛋白质组学阐明生物体各种生物基因组在细胞中表达的全部蛋白质的表达模式及功能模式的学科。
包括鉴定蛋白质的表达、存在方式(修饰形式)、结构、功能和相互作用等。
百科名片蛋白质组学（Proteomics）一词，源于蛋白质（protein）与基因组学（genomics）两个词的组合，意指“一种基因组所表达的全套蛋白质”，即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。
蛋白质组本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识，这个概念最早是由Marc Wilkins 在1995年提出的。
前言蛋白质组的研究不仅能为生命活动规律提供物质基础，也能为众多种疾病机理的阐明及攻克提供理论根据和解决途径。
通过对正常个体及病理个体间的蛋白质组比较分析，我们可以找到某些“疾病特异性的蛋白质分子”，它们可成为新药物设计的分子靶点，或者也会为疾病的早期诊断提供分子标志。
确实，那些世界范围内销路最好的药物本身是蛋白质或其作用靶点为某种蛋白质分子。
因此，蛋白质组学研究不仅是探索生命奥秘的必须工作，也能为人类健康事业带来巨大的利益。
蛋白质组学的研究是生命科学进入后基因时代的特征。
基本策略蛋白质组(Proteome)的概念最先由Marc Wilkins提出，指由一个基因组(genOME)，或一个细胞、组织表达的所有蛋白质(PROTein). 蛋白质组的概念与基因组的概念有许多差别，它随着组织、甚至环境状态的不同而改变. 在转录时，一个基因可以多种mRNA形式剪接，并且，同一蛋白可能以许多形式进行翻译后的修饰. 故一个蛋白质组不是一个基因组的直接产物，蛋白质组中蛋白质的数目有时可以超过基因组的数目. 蛋白质组学(Proteomics)处于早期“发育”状态，这个领域的专家否认它是单纯的方法学，就像基因组学一样，不是一个封闭的、概念化的稳定的知识体系，而是一个领域. 蛋白质组学集中于动态描述基因调节，对基因表达的蛋白质水平进行定量的测定，鉴定疾病、药物对生命过程的影响，以及解释基因表达调控的机制. 作为一门科学，蛋白质组研究并非从零开始，它是已有20多年历史的蛋白质(多肽)谱和基因产物图谱技术的一种延伸. 多肽图谱依靠双向电泳(Two-dimensional gel electrophoresis, 2-DE)和进一步的图象分析；而基因产物图谱依靠多种分离后的分析，如质谱技术、氨基酸组分分析等.研究基础90年代初期开始实施的人类基因组计划，在经过各国科学家近10年的努力下，已经取得了巨大的成就。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
植物的蛋白质组研究
人的各种体液(血液、淋巴、脊髓、乳汁 和尿等)都被用于研究与某些疾病的关系.最近 澳大利亚科学家利用双向电泳技术研究眼泪中 的蛋白质与生理状态的关系.他们发现了一种 新的蛋白质,这个蛋白质非常相段.在一项利用蛋白 质组研究技术进行的酒精对人体毒性的研究中 发现,乙醇会改变血清蛋白糖基化作用,导致许 多糖蛋白的糖基缺乏,如转铁蛋白。
多细胞真核生物的蛋白质组研究
• 线虫的蛋白质组研究
•
• •
果蝇的蛋白质组研究
人类的蛋白质组研究 植物的蛋白质组研究
线虫的蛋白质组研究
利用双向电泳技术,Ｂini对线虫(Ｃ.elegans) 进行了蛋白质组分析,在等电点3.5-9和分子质量 10-200kｕ的范围内可分辨2000个以上的蛋白质斑 点,然后利用Ｅｄｍａｎ微量测序技术对其中24个 斑点进行分析,得到其中12个蛋白质的Ｎ端序列. 其余的由于Ｎ端封闭而未能测出序列.已测出的12 个中有1个未能找到与其匹配的基因.另外11个与 能量代谢、酸性核蛋白、Ｇ蛋白等对应. Ｃ.elegans的19000个基因已于1998年12月全部测 出,预计会对蛋白质组的研究提供帮助
蛋白质组学及其研究进展
• 蛋白质组学的含义
• 蛋白质组学研究的内容
• 蛋白质组学研究的手段
• 蛋白质组信息学 • 差异蛋白质组学 • 蛋白质组研究意义及前景
生物化学专题
蛋白质组学的含义
蛋白质组(Proteome)一词最早由澳大利亚学 者 Ｗｉｌｋｉｎｓ等于1994年提出,指的是由一 个基因组geneome或一个细胞、组织表达的所有 protein。蛋白质组学(proteomics)是在蛋白质水 平上定量、动态、整体性地研究生物体。 同基因组学一样,蛋白质组学不是一个封闭的、 概念化的、稳定的知识体系,而是一个领域。它旨 在阐明生物体全部蛋白质的表达模式及功能模式, 其内容包括蛋白质的定性鉴定、定量检测、细胞 内定位、相互作用研究等,最终揭示蛋白质功能, 是基因组ＤＮＡ序列与基因功能之间的桥梁。
果蝇的蛋白质组研究
不同性别果蝇(Ｄｒｏｓｏｐｈｉ ｌａｍｅｌａｎｏｇａｓｔｅｒ)成 虫的头、胸、腹部的蛋白质组图谱 已被分别作出,总共约有1200个蛋白 质被检出,其中的大多数在头、胸、 腹中是相同的,但也发现了一部分其 部位、性别特异的蛋白质.
人类的蛋白质组研究
人类的蛋白质组研究吸引了最多的注意力.由 于人有着大量的组织、细胞类型和发育阶段,对 人蛋白质组的研究主要聚焦在特异的组织、细胞 和疾病上.已有的证据表明,尽管人的不同组织有 着很大的功能差别,但其中的许多蛋白质是看家 蛋白,因此它们的双向图谱可能也是近似的.这点 与简单生物不同,简单生物在不同的发育阶段有 着极不相同的蛋白质组.因此对于人类来说,一个 高质量的基本的双向图谱是非常有用的,它可以 作为其他组织、细胞的参照图谱.人的各种组织、 器官、细胞乃至各种细胞器已被广泛研究.
肿瘤至今仍是人类的一个顽敌.癌细胞不 仅有许多特异蛋白质产物,而且这些产物还会 影响其他蛋白质的翻译后加工及许多蛋白质的 表达水平.肿瘤的蛋白质组研究能提供一些以 往其他技术所不能提供的早期诊断依据,例如 利用不同细胞组织的特征蛋白质谱,可以判别 一些难以判定来源的肿瘤细胞的来源.丹麦的 一个小组利用蛋白质组研究技术结合组织冰冻 切片技术分析了150例膀胱癌病人的组织,发现 在所有的鳞状细胞瘤的尿液中均能发现一种化 学引诱剂———银屑素(ｐｓｏｒｉａｓｉｎ), 推测其极可能作为这种肿瘤的早期标志物.
蛋白质组学研究的内容
•蛋白质表达模式(或蛋白质组组成)的研究
蛋白质组组成的分析鉴定是蛋白质组学中的与 基因组学相对应的主要内容。它要求对蛋白质组进行 表征,即实现所有蛋白质的分离、鉴定及其图谱化。 双向凝胶电泳(2-DＥ)和质谱(Mass spectrometry)技 术是当前分离鉴定蛋白质的两大支柱技术
正在丹麦进行的一项研究计划分别作出野生型 和将基因系统缺失的缺陷型酵母的双向蛋白质图谱. 初步的研究表明,缺失单一基因将导致的结果并不 只是缺乏此基因编码的蛋白质,而是能导致其他一 系列蛋白质量的改变.一些蛋白质减少而另一些蛋 白质增多,当然还有一些蛋白质被加工修饰而导致 性状改变.单一基因缺失的结果总是引起蛋白质组 全局性的变化.大约20%的酵母基因缺失是致死性的, 另外80%则不然,这时机体能通过调节蛋白质的表达 来对抗这种内源性的变化.这种基 因缺失的研究可 能会告诉我们一些关于细胞内蛋白质分子间相互 “对话”和“作用”的重要信息,如蛋白质间的物 理联系(这些蛋白质可能会组成蛋白质复合物)、信 号传递途径,以帮助我们了解细胞是如何构成的以 及是如何协同工作的。
•蛋白质组功能模式(目前主要集中在 蛋白质相互作用网络关系)的研究
原核及简单真核生物的蛋白质组研究
• 流感嗜血杆菌的蛋白质组研究
• 大肠杆菌的蛋白质组研究
• 致病微生物的蛋白质组研究
• 酿酒酵母的蛋白质组研究
流感嗜血杆菌的蛋白质组研究
流感嗜血杆菌(Hae mophilus influenzae)是第一个获得 基因组全序列的生物.瑞士的一个小组通过2-DPAGE研究了流 感嗜血杆菌的蛋白质组分,在ｐＨ3-10的范围内鉴定了约300 个蛋白质组分,然后用有两个尿素浓度的麦黄酮(tricine)胶 分离了很难分离到的5-20ku范围内的蛋白质,还鉴定了其中的 80种.另外用肝素亲和层析将碱性蛋白质富集后,在ｐＨ6-11 的范围内又鉴定了102个蛋白质,其中许多是核酸结合蛋白尤 其是核糖体蛋白.华盛顿大学的另一个小组将双向电泳得到的 流感嗜血杆菌303个蛋白质斑点进行质谱分析,确定了263个蛋 白质,其中大部分是外膜蛋白,以及与能量代谢和大分子合成相 关的蛋白质.另外发现了几种不能在基因组中找到对应序列的 蛋白质.令人惊奇的是,大约22%的被鉴定了的蛋白质表现出与 预计不同的等电点与分子质量,显示它们可能经过了翻译后加 工.
大肠杆菌的蛋白质组研究
大肠杆菌全部4000多个基因的ＤＮＡ序列已被测定,人 们想到如果把双向电泳得到的蛋白质谱与基因组分析结果联 合起来,就会得到更多有用的信息.基于此想法,建立蛋白质 基因联合数据库,希望籍此来回答以下几方面的问题:ａ 所 有编码基因的产物在双向图谱上的位置,ｂ 各种蛋白质的丰 度,ｃ 不同条件下各种蛋白质表达水平及合成速率的变化, ｄ 各种蛋白质在细胞内的定位,ｅ 某些蛋白质翻译后修饰 的方式及水平.目前,大肠杆菌的联合数据库已更新到第六版, 大约包括1600个蛋白质斑点的数据,其中大约400个蛋白质 斑点已与大约350个基因相对应(有些基因可能有多个蛋白质 产物),对于这些蛋白质,这个数据库可以提供基因名称、蛋 白质名称、EC 编号、功能范畴、Swiss-prot数据库编号、 Ｇenbank序列号、基因图谱的位置、染色体上的转录方向 以及一些生理信息(如在不同生长条件下该蛋白质在细胞内 的丰度).
致病微生物的蛋白质组研究
蛋白质组的一个重要应用是在阐明新抗生素作用机理的研 究上.当今,细菌对大多数抗生素都有了抗性,寻找作用于细菌 内新的靶子的研究工作已经展开,找到了许多有效的抗菌化合 物.但目前遇到的困难在于难以揭示新的化合物的作用靶子及 其作用机理.有时虽在体外发现新化合物能够使某种蛋白质失 活,但在体内是否有这种现象和这是否是抗菌的主要机制仍然 未知,现在双向电泳分析提供了一个有效手段.例如在研究抑制 核糖体类抗生素对细菌的作用机制时,对12种作用于翻译过程 的不同阶段和核糖体内不同分子的抗生素加以考察,发现其中8 种诱导冷休克反应的一系列蛋白质,另4种诱导一系列热休克反 应的蛋白质,因此预计新的作用于核糖体的化合物也是诱导这 两种反应,并且籍此可以推测大肠杆菌对冷热的反应发生于核 糖体水平上.蛋白质组研究的重要优势在于能够从整体水平上 分析不同条件下蛋白质谱的变化.例如作为一种差异显示技术, 这一技术已被用于比较结核分枝杆菌与牛结核分枝杆菌蛋白的 不同,结果发现一些在基因水平上很类似的蛋白在蛋白质水平
功能蛋白质组学
功能蛋白质组学的提出及概念
功能蛋白质组学是指从动态和整体的角度研究蛋白质 的功能及其结构基础，是位于对个别蛋白质的传统研究和 以全部蛋白质为研究对象的蛋白质组研究之间的层次。
功能蛋白质组学的研究内容
蛋白质群体研究
数据库 说明 WWW地址 蛋白质序列库: SWISS-PROT 内容丰富,提示详尽 http://www.expasy.ch/sport/ PIR较 /pir/pir-psi.html TrEMBL (EMBL的翻译) http://www.expasy.ch/sprot /OWL (非冗余库) /bsm/dbbrowser/OWL/OWL.html 核苷酸数据库: EMBL 欧州分子生物学/ebi-docs/embldb/ebi/topembl.html GenBank美国生物工程信息中心 /Web/Search/index.htm ldbESTCDNA序列标记/dbEST/
酿酒酵母的蛋白质组研究
利用双向电泳技术分析酵母蛋白谱的工作早于蛋 白质组概念的提出.酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)基因组的完成及其蛋白质数据库在互联 网上的建立,大大加速了这一工作.最新版的数据库 包括6000多页,每页代表一个已知或推测的酵母蛋白. 它包含以下几方面的信息:ａ 以序列为基础的已知 和推测的酵母蛋白的特征信息,如分子质量、等电点、 氨基酸组成、多肽片段大小等;ｂ 一些研究得到的 关于各种蛋白质在翻译后加工、亚细胞定位、功能 分类方面的信息;ｃ 从以往的超过5000篇关于酵母 蛋白研究的文章中获得的有关各种蛋白质功能、相 互作用、突变表型的信息.借助数据库的有力推动, 在双向电泳蛋白质谱上最明显的蛋白质斑点的大部 分得到鉴定.
模体与域: PROSITE 序列模体 http://www.expasy.ch/sport/prosite.html BLOCKS 保守序列 / ProDom蛋白质域http://protein.toulouse.inra.fr/prodom.html SBASE蛋白质域http://base.icgeb.trieste.it/sbase/ 二维电泳(2DPAGE): WORLD-2DPAGE国际2DPAGE库的完整索引http://www.expasy.ch/ch2d/2dindex.htm lLinksto2DPAGEPhoretix公司的连络表/links.htm 2DWG二维电泳图谱元库/2dwgDB/ Flicker成对电泳图谱比较/flicker/ 三维结构库: PDB蛋白质三维结构坐标库/ SWISS-MODEL从序列模建结构http://www.expasy.ch/swissmod/SWISSMODEL.html SWISS-3DIMAGE三维结构图示http://www.expasy.ch/sw3d/ DSSP二级结构命名ftp:///pub/databases/dssp FSSP蛋白质结构家族ftp:///pub/databases/fssp/