蛋白质组学及其在微生物学研究中的应用
蛋白质组学在植物病害方面的应用
蛋白质组学在植物病害方面的应用引言蛋白质组学是一种研究生物体内所有蛋白质的系统性方法，通过分析蛋白质的表达水平和相互作用关系，可以揭示生物体内各种生物过程的分子机制。
在植物病害的研究中，蛋白质组学可以提供丰富的信息，帮助我们深入了解植物与病原微生物之间的相互作用，并为植物病害的防治提供新的思路和方法。
1.蛋白质组学简介蛋白质组学是研究蛋白质组的学科，目前主要包括两个方面的内容：蛋白质的表达与定量研究和蛋白质互作与功能研究。
在植物病害方面的应用中，主要集中在蛋白质的表达与定量研究，从而揭示病害对植物蛋白质组的影响。
2.蛋白质组学在植物病害检测中的应用2.1蛋白质组学与病害标志物的发现通过分析植物在感染或受到病害侵袭过程中的蛋白质表达水平的变化，可以鉴定出一些新的病害标志物，为病害的检测提供依据。
2.2蛋白质组学与病害诊断通过对不同植物组织中蛋白质组的比较研究，可以鉴定出与不同病害相关的蛋白质，并通过这些蛋白质对病害进行诊断。
2.3蛋白质组学与病害预测通过对受感染植物与健康植物蛋白质表达差异的研究，可以发现一些与特定病害相关的蛋白质，从而为病害的预测提供基础。
3.蛋白质组学在植物病害机理研究中的应用3.1蛋白质组学与植物抗病相关蛋白的鉴定通过分析植物在感染过程中蛋白质组的变化，可以鉴定出一些与植物抗病相关的蛋白质，并揭示其在抗病过程中的作用机制。
3.2蛋白质组学与病原微生物蛋白的研究通过研究病原微生物蛋白质的表达和相互作用网络，可以揭示病原微生物的致病机制，并为植物病害的防治提供新的靶点和策略。
3.3蛋白质组学与宿主病原互作蛋白的研究通过分析植物与病原微生物之间相互作用蛋白质的表达和相互作用关系，可以揭示植物与病原微生物之间的互作机制，并为植物病害的防治提供新的思路和方法。
4.蛋白质组学在植物病害防治中的应用4.1蛋白质组学与新型抗病相关蛋白的筛选与应用通过研究植物在抗病过程中表达的蛋白质，可以筛选出一些新的抗病相关蛋白并应用于植物病害的防治。
微生物蛋白质组学技术在菌种鉴定中的应用
微生物蛋白质组学技术在菌种鉴定中的应用第一章：概述微生物是指肉眼无法看见的微小生物体，包括细菌、真菌、病毒、原生动物等。
菌种鉴定是对微生物的识别和分类，是微生物学研究中的重要环节。
传统的菌种鉴定方法主要依靠生化试验、形态学和生长特性等方面进行鉴定，但这些方法存在鉴定周期长、准确性较低等缺点，对于一些复杂菌株的鉴定还具有一定的局限性。
为了提高菌种鉴定的准确性和快速性，人们开始尝试用蛋白质组学技术进行菌种鉴定。
第二章：微生物蛋白质组学技术蛋白质组学技术是指对生物体内的蛋白质进行全面的分析和研究。
微生物蛋白质组学技术是指对微生物中所有蛋白质的分析和研究。
微生物蛋白质组学技术主要包括两种方法：一种是质谱法，即利用质谱仪对微生物中的蛋白质进行分析和鉴定；另一种是电泳法，即利用凝胶电泳对微生物中的蛋白质进行分离和鉴定。
第三章：微生物蛋白质组学技术因为其高效、准确、快速的优点，在菌种鉴定中也得到了广泛应用。
下面将就微生物蛋白质组学技术在菌种鉴定中的应用进行阐述。
1. 识别无法被传统方法鉴定的菌株微生物蛋白质组学技术能够鉴定那些传统方法无法识别的菌株，因为它可以快速分析微生物中的蛋白质组成，从而得到准确的菌株识别信息。
例如，微生物蛋白质组学技术能够鉴定P. aeruginosa多个缺乏传统特征的菌株，并确认这些菌株属于同一物种，证明其和传统特征呈现出的差异与新的生态环境有关。
2. 能够进行高通量鉴定微生物蛋白质组学技术可以实现高通量鉴定，即可以同时鉴定多个菌株，大大提高了鉴定的效率。
例如，一项研究对37种属于Pseudomonadales阶的微生物菌株进行了鉴定，得到了高质量的蛋白质组数据，并且获得了大量的特征谱图数据，提供了一种基于特征谱的菌株鉴定方法。
3. 能够分析相近菌株之间的关系微生物蛋白质组学技术能够分析相近菌株之间的关系，即可以快速地鉴定微生物的亲缘关系。
例如，一项研究对10种属于Aeromonas属的菌株进行鉴定，发现这些菌株的蛋白质组成分复杂，但有一些特定的蛋白质可用于鉴定相似菌株和亲缘菌株之间的区别。
基因组学和蛋白质组学在微生物研究中的应用
基因组学和蛋白质组学在微生物研究中的应用在微生物学领域，基因组学和蛋白质组学是两个非常重要的分支，它们通过研究微生物的基因组和蛋白质组，揭示微生物的遗传信息以及代谢机制等内容，为微生物研究提供了非常有力的工具。
本文将详细探讨基因组学和蛋白质组学在微生物研究中的应用。
一、基因组学在微生物研究中的应用1. 基因组学在微生物分类学中的应用基因组学的发展使得微生物分类学可以更准确地进行物种分类和系统发育分析。
通过对微生物基因组的解析，可以比较全面地了解微生物的基因组结构、基因类型、基因数量、基因分布、基因簇等信息，从而对微生物进行分类和演化分析，这对于微生物学领域的研究具有非常重要的意义。
2. 基因组学在微生物代谢途径和生物合成研究中的应用微生物代谢途径和生物合成研究是基础生物学和微生物学领域的重要内容。
基因组学技术可以通过对微生物基因组进行系统全面的研究，深入挖掘微生物的代谢途径和生物合成机制，如此可以提高微生物资源的开发和应用。
3. 基因组学在微生物基因工程中的应用基因组学技术可以被应用到微生物基因工程中，进而促进微生物的代谢途径调控、重建以及生物合成工程的设计。
这些都是基因组学在微生物研究方面的重要应用，也为微生物资源的改良和开发提供了核心技术支撑。
二、蛋白质组学在微生物研究中的应用1. 蛋白质组学在微生物代谢途径和生物合成研究中的应用蛋白质组学技术为微生物的代谢途径和生物合成的研究提供了强有力的工具。
通过分析微生物的蛋白质组，可以揭示其重要的功能性蛋白质和酶的信息，加深对微生物代谢途径和生物合成机制的了解。
同时，结合基因组学和蛋白质组学技术，可以进行蛋白质水平的代谢途径重建以及生物合成的控制研究，从而为微生物资源的开发和应用提供重要途径。
2. 蛋白质组学在微生物蛋白质分泌路和附着过程中的应用通过蛋白质组学技术，可以对微生物的蛋白质分泌和附着过程进行深入的研究。
蛋白质组学技术能够对微生物蛋白质分泌中的酶、分泌途径和分泌因子等因素进行分析，从而加深对微生物的分泌机制的理解。
组学技术在海洋微生物研究中的应用
组学技术在海洋微生物研究中的应用海洋微生物是指指生长在海洋环境中、大小在微米到几毫米之间的微生物群体，它们是海洋生态系统中最基础的成分之一。
海洋微生物物种繁多、功能多样，其所占有的比重也非常庞大。
对于人类而言，海洋微生物的研究非常重要，不仅有助于促进对于海洋生态学的认识，而且对于生物医学、生物工程学等领域也有着重要的价值。
而随着组学技术的不断发展，其在海洋微生物研究中的应用也越来越多。
组学技术是指运用基因组学、蛋白质组学、代谢组学等高通量技术研究生物体各个层次的信息，可以快速提供更加全面和准确的生物学信息。
基因组学技术已经广泛的应用于海洋微生物研究，不但有助于了解其物种构成，还能够揭示其种群结构、代谢物质等重要信息。
在海洋微生物的物种构成研究中，16S rRNA基因测序技术是一个较为常见的方法。
这种技术基于微生物的16S rRNA基因进行测序分析，通过构建微生物的谱图和进化树，可以判断不同物种之间的亲缘关系和类别。
16S rRNA基因测序技术不局限于传统的培养方法，可以对未知未培养的微生物进行检测，大大提高了微生物的发现率。
同时，利用基于16S rRNA基因的微生物分类，也可以对海洋微生物的群落结构、时间变化和整体生态特征进行研究。
此外，蛋白质组学等技术也被广泛应用于海洋微生物研究中。
蛋白质组学通过分析微生物中大量的蛋白质信息，可以提供更为准确的特征信息。
比如说，在环境污染监测中，可以通过蛋白质组的方式，对海洋微生物中的污染指示物进行分析，从而准确的判断环境中受到污染程度和范围。
蛋白质组学技术还可以用于海洋微生物的代谢通路研究、细胞增殖等方面。
另外，代谢组学技术也是海洋微生物研究中的常用方法。
代谢组学研究是通过分析微生物中代谢产物转化规律及其变化，全面掌握微生物代谢活动和整体代谢特征。
代谢组学技术可以为海洋微生物的生态研究提供更为详尽的代谢通路特性和代谢组成，对于微生物群落的概括性分析方面也提供了重要帮助。
生物信息学在微生物学研究中的应用
生物信息学在微生物学研究中的应用随着生物学领域中高通量测序技术的飞速发展，生物信息学作为一门综合学科正在逐渐崭露头角。
微生物学是生物学的一个分支学科，主要涉及到细菌、病毒和真菌等微生物的形态、特性、遗传、代谢等方面的研究。
近年来，生物信息学在微生物学研究中的应用呈现出了极大的潜力，为微生物学研究提供了新的突破口。
1. 基因组学生物信息学在微生物学中的应用主要体现在基因组学领域。
通过对微生物基因组的测序和比对，可以揭示微生物基因组的结构、变异、蛋白质编码基因和非编码基因的分布以及这些基因之间的关系和谐。
同时，还可以预测微生物的生物合成能力、代谢途径和生态角色等方面的信息。
2. 转录组学转录组学是研究基因转录水平和转录调控的一种方法。
通过测定微生物在不同环境下的基因表达谱，可以揭示微生物在不同环境下的生理适应性、致病能力和抗性等方面的信息。
同时，还可以揭示微生物在不同环境下的基因表达调控机制，包括转录因子、RNA结合蛋白和非编码RNA等方面的信息。
3. 蛋白质组学蛋白质组学是研究微生物蛋白质的全面分析。
通过蛋白质质谱技术和生物信息学分析，可以识别微生物蛋白质的序列、结构和功能等方面的信息。
同时，还可以揭示微生物蛋白质的表达调控机制，包括翻译后修饰、蛋白质交互作用和分子识别等方面的信息。
4. 代谢组学代谢组学是研究微生物代谢产物的全面分析。
通过代谢物质谱技术和生物信息学分析，可以识别微生物代谢产物的结构、代谢途径和途径调控等方面的信息。
同时，还可以预测微生物在不同环境下的代谢品种和量、代谢途径的路径选择和调控机制等方面的信息。
5. 转移子分析转移子是一种在微生物基因组中广泛存在的DNA分子，可以通过水平基因转移将基因组之间的信息互相传递。
通过生物信息学技术对微生物的转移子进行分析，可以揭示微生物之间的基因交换和样品来源之间的关系。
总之，生物信息学在微生物学研究中的应用是多方面的，可以揭示微生物基因组、转录组、蛋白质组和代谢组等方面的信息，并可以为微生物学研究提供新的思路和突破口，为微生物学的应用奠定基础。
生物信息技术在微生物研究中的应用
生物信息技术在微生物研究中的应用随着生物信息学的快速发展和计算机技术的进步，生物信息技术在微生物研究中的应用越来越广泛。
生物信息技术已经成为微生物研究不可或缺的工具之一，它可以帮助研究人员更加深入地了解微生物的基因组、蛋白质组和代谢组，揭示微生物的生态学特征、代谢途径和基因调控机制。
1. 基因组学分析基因组学是研究生物基因组的学科，它是微生物研究中最常用的生物信息技术之一。
基因组学可以用来分析微生物的基因组结构、组成和演化，也可以用来设计新的分子工具和治疗方法。
比如，通过基因组学的分析，可以发现微生物的新基因、新代谢途径、新的抗菌物质等。
蛋白质组学是通过对蛋白质进行高通量分析和质量比较的方法，来研究微生物的蛋白质组和蛋白质相互作用的学科。
蛋白质组学在微生物研究中的应用也越来越广泛。
通过蛋白质组学的分析，可以揭示微生物蛋白质的多样性、功能、结构和相互作用，并且帮助研究人员发现新的抗菌物质、酶制剂和蛋白质疫苗。
代谢组学是通过对微生物代谢产物的高通量分析和质量比较的方法，来研究微生物的代谢组和代谢途径的学科。
代谢组学在微生物研究中的应用也非常广泛，比如可以用来发现微生物的新代谢途径、新的化合物和新的二次代谢产物。
此外，代谢组学还可以用来研究微生物的应激反应、生态适应和药物代谢等问题。
4. 基因调控机制的研究基因调控是指在不同的环境条件下，微生物基因表达水平的进程。
微生物基因调控机制的研究是微生物研究的重要内容之一，可以用来揭示微生物在不同环境下，如何通过基因表达调控来适应环境的变化。
基因调控机制的研究中，生物信息技术可以发挥重要作用。
比如利用基因芯片技术，可以同时检测微生物数千个基因的表达水平，解析基因调控机制的复杂性和动态性。
生物信息学技术在微生物学研究中的应用
生物信息学技术在微生物学研究中的应用微生物学是研究微生物的生物学科学，微生物就是肉眼看不见的微小生物，包括了细菌、真菌、病毒等多种生物类群。
随着现代生命科学技术的飞速发展，生物信息学技术应用于微生物学研究中，可以得到更加丰富的关于微生物的信息。
本文将探讨生物信息学技术在微生物学研究中的应用。
一、全基因组测序截止2021年，已有数百种微生物的完整基因组测序结果公布了。
全基因组测序可以了解一种微生物的所有基因和蛋白质编码信息，帮助分析该微生物的生存策略、代谢能力、抗药性等生物学特征。
通过对多个物种的基因组进行比较分析，可以更好地理解微生物的进化历史和生境适应能力。
全基因组测序技术同时可以预测微生物的基因功能，预测微生物可能存在的合成代谢路径及其转录表达模式等。
二、转录组测序转录组测序是对微生物转录活动进行大范围检测和分析的技术，可以通过这项技术获取微生物在生长过程中大量的RNA序列信息。
这些数据可以用于研究微生物生长过程中的基因表达模式，寻找差异表达基因、筛选新的代谢途径、判定微生物对外界环境变化的响应等。
这项技术也可以帮助微生物学家更好地理解微生物对其所处生境的适应能力, 包括在不同物理化学条件下的生长模式、适存范围和代谢能力等。
三、蛋白质组学蛋白质组学是对微生物蛋白质组成进行研究的科学技术，在微生物学领域具有广泛的应用。
比如蛋白质组学可以用于一个微生物中不同蛋白质的相对丰度分析，研究微生物的代谢网络、蛋白质与宿主相互作用等重要问题。
核糖体蛋白是细菌中最丰富的蛋白质之一，核糖体蛋白组中蛋白质的数量和组成状况都对细胞生存和对外界环境的适应发挥重要作用。
因此，蛋白质组学得到广泛地应用于微生物学研究中。
四、宏基因组测序宏基因组测序从样本中提取DNA，并对其进行测序、分析，从而获得生态系统中大量微生物的基因组信息。
在过去，微生物研究大多局限于狭窄的群体，而宏基因组测序技术使得科学家可以研究更广泛的微生物群体中的基因组和基因表达等信息。
微生物学研究中的新进展
微生物学研究中的新进展微生物学是生物学中一个相当重要的分支，研究范围包括各种微生物生物群体在不同环境下的功能、生命周期、基因组、代谢途径和交互作用，以及它们与宿主生物的关系等等。
微生物的重要性已经被广泛认可，并且随着科学技术的快速发展，微生物学研究也日新月异。
在此，我们将介绍一些关于微生物学研究中的新进展。
1. 三域分类被推翻在传统的微生物学中，基于细胞结构和生理学功能，细菌、真菌和原生生物被分成三个大类。
然而，这个分类系统在分子生物学的研究中已经被证明是不完整和不准确的。
通过研究微生物宏基因组数据，科学家逐渐意识到，比如原生生物和细菌之间的界限已经非常模糊。
针对这个情况，科学家们提出了一个新的分类体系，称为环形菌门（Planctomycetes-Verrucomicrobia-Chlamydiae，简称PVC），该体系包含了三个旧分类体系中的多个物种。
该分类系统的优点在于，它将生物的关系更加合理地反映了出来，并有助于研究者深入研究生物之间的交互作用。
2. 转录组学的兴起随着测序技术的迅猛发展，转录组学成为微生物研究人员的热点。
转录组是指一个细胞中的全部RNA分子的总和，包括mRNA、tRNA和rRNA等。
利用转录组数据可以更全面地了解细菌的基因表达模式、代谢途径等方面的信息。
此外，结合比较转录组学的方法，还可以寻找微生物在不同生长环境中的适应性差异，进而预测微生物可能存在的功能。
3. 蛋白质组学在微生物世界中的作用蛋白质组学是指总体上研究检测、鉴定和定量蛋白质的方法集合。
在微生物学中，蛋白质组学已经成为一种有效的方法来揭示细菌的代谢途径、信号转导和蛋白质-蛋白质相互作用等。
而且，蛋白质质量分析已经成为微生物学领域内常用的定量方法之一。
在细菌菌株和环境样品中检测到的更多蛋白质信息，能够促进对致病菌和益生菌的最新研究。
4. 进一步了解微生物群落随着单细胞基因组学的崛起，现在我们不仅能够对一个完整的种群进行研究，还能够对单个微生物进行分析。
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2、新型非凝胶技术
◆高效液相色谱法 High performance liquid chromatography，HPLC ◆毛细管电泳 capillary electrophoresis，CE ◆液相等点聚焦和毛细管色谱
capillary electrochromatography
★ 特点： 自动化程度高、分辨率高，检测限低。
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
优点
固相pH梯度等电聚焦的优点
◆克服了载体两性电解质阴极漂移等缺点。 ◆稳定的可以随意精确设定的pH梯度。 尤其可在较窄的pH范围内进行第二 轮分析，大大提高了分辨率及重复性。
第二向SDS-PAGE电泳
垂直板电泳
水平超薄胶电泳
双向电泳典型过程包括：
①蛋白质样品制备：要防止蛋白质酶降解蛋白质。 ②上样
鉴定和注释蛋白质的路线
通过肽质量谱指纹图（peptide mass fingerprinting，PMF）和数据库搜寻匹 配
通过测出样品中部分肽段二级质谱信息或 氨基酸序列标签和数据库搜寻匹配
仪 器
MALDI-TOF－MS质谱仪：灵敏度高（可达
fmol），分析速度快，谱图简单易于解析以
及受缓冲液、盐份的干扰小 .
பைடு நூலகம்
• 在蛋白质组学研究中，为了提高质谱的适用范围 和工作性能，常将不同类型的质量分析器串联起 来使用。因此，目前最为常用的质谱分析系统包 括两大类： • 以单一质谱为基础的
– – – – 电喷雾－三级四级杆质谱 电喷雾－离子阱质谱 电喷雾－傅里叶变换离子回旋共振质谱 基质辅助激光解吸离子化－飞行时间质谱
一种是IPG胶条重泡胀衙利用加样杯边运行等点聚焦边上 样。 别一种是将样品与重泡胀液混合，在IPG胶条泡胀的同时 样品出参入了胶条。
③IPG的运行和平衡 ④SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳 ⑤胶上蛋白质检测和定量：
荧光染色灵敏度比考染高而与银染相仿，线性范围要远高 地银染，与质谱兼容性好。
第11章
蛋白质组学及其在微生物学 研究中的应用
主要内容
第一节 引言 第二节 蛋白质组学研究基本技术 第三节 微生物蛋白质组学
第一节
背景
引言
基因组时代 →后基因组时代 核苷酸序列本身很难直接与生命功能和生命 现象挂起钩，而蛋白质才是生物功能的最终 执行者。
蛋白质数目大大超过基因数目。 蛋白质随时
可分离10～100 kD分子量的蛋白 质 高灵敏度和高分辨率 便于计算机进行图像分析处理 与质谱分析匹配
第一向IEF电泳
传统O’Farrell系统双向电泳的缺陷。
pH凝胶制作的不稳定和重复性差限制了 等点聚焦电泳技术的应用，
Bjellgvist等发展并完善了固相pH梯 度等电聚焦技术，GÖrg等成功地将之 应用于双向电泳。
固相化PH梯度二维电泳（IPG-2-DE)的 发明与完善； 生物质谱，即应用软电离技术对生物大分 子进行分析的质谱技术的发展； 生物信息学发展。
一、蛋白质组研究中的蛋白质分离
（一）、二维（双向）凝胶电泳twodimensional electrophoresis，2-DE)：
◆ 利用蛋白质的等电点和分子量，结合凝胶
联合技术精确鉴定蛋白质
组织切片或印片原位质谱分析技术
两级飞行时间串联质谱（MALDITOF/TOF）
傅里叶转换回旋共振质谱（FTMS）
表面增强激光解吸/电离飞行时间质
谱（SELDI-TOF-MS）
（三）、定量蛋白质组学研究
概念：把一个基因组表达的全部
蛋白质或一个复杂体系中所有的
蛋白质进行精确的定量和鉴定。
用于蛋白质检测的荧光染料有两大类：
一类能与蛋白质共价结合的荧光染料，如花菁 染料Cy3,Cy5. 另一类是非共价结合荧光染料，包括苯乙烯基 染料 Sypro系列、尼罗河红等。
二维电泳前进标记 电泳后标记
荧光染色常用的方式有两种：
2、基于稳定同位素技术的质谱定量法
◎同位素标记法基本原理：将待比较的一对肽段样 品中的一个进行同位素标记，另一个不标记，标记 和未标记的同一肽段，其色谱行为一致的，进而可 以利用它们的质量差异确定在质谱仪中的信号对， 通过比较信号对之间相对强弱就可以准确地计算标 记和未标记肽段的相对丰度。
缺点：只能鉴定数据库中已经存在的蛋白质， 而且有一部分蛋白质在只有PMF信息时不能 得到可靠的鉴定，因此需要进一步分析肽段的 序列信息来鉴定蛋白质
串联质谱的肽序列标签（PST） 应用串联质谱中得到的部分氨基酸序列结 合此序列前后的离子质量和肽段母离子质 量，在数据库中检索以鉴定蛋白质，称为 肽序列标签技术。 相比单独的肽质量指纹谱技术，PST搜索 数据库得到的结果更可信。 一般串联质谱仪电喷雾－串联质谱（ESIMS/MS)可用于肽段序列的测定。
采用凝胶技术和非凝胶技术进行蛋白质组学研究 的基本路线
在非凝胶分离技术中，高效液相色谱由于其分离 原理多样，易于组合多维分离模式和与质谱直接 联用而获得了广泛的研究和应用。 高效液相色谱的原理：溶于流动相中各组分经过 固定相时，与固定相发生相互作用，由于相互作 用大小、强弱的不同，各组分在固定相中滞留的 时间不同，由此从固定相中流出的先后也不同， 最终使不同组成成分得到分离。 经典的高效液相色谱系统由输液系统、进样系统、 分离系统和检测系统构成。质谱起到了检测器的 作用。
⑥图像采集、分析及数据处理
2-DE技术的缺点
◆ 所能分离的蛋白质的性质有一定限制，如蛋白质分
离范围一般为8~200kD，对极碱性蛋白质，疏水性蛋 白质，包含信号蛋白和转录因子的低丰度蛋白质难于
有效分离。
◆ 在2－D胶上有些蛋白质点量太少，难以进 行质谱鉴定；操作费时、费力，自动化程度低 难于与质谱联用实现自动化性质联用。
液质联用技术（LC-MS/MS） 蛋白质混合物直接通过液相色谱分离以
代替2-DE的分离，然后进入MS系统获得肽 段分子量，再通过串联MS技术，得到部分 序列信息，最后通过计算机联网查询、鉴定 蛋白质。
多维色谱技术（LC/LC-MS/MS） 根据蛋白质带电性及疏水性不同， 用MS分离多肽复合物。
★ 蛋白质组发展的瓶颈是缺乏自动化的蛋白 质分析的完整途径。
第二节 蛋白质组学研究基本技术
典型的蛋白质组学研究常分为四个步骤：
从生物学物质（如细胞、组织、体液等） 提取蛋白质混合液
分离蛋白质混合液
将有意义的蛋白质消化 成肽进行质谱分析 将质谱获得的数据利用各种 生物信息学工具进行分析
蛋白质组学发展依赖于高通量分离、鉴 定和解析蛋白质技术的进步。 重要技术突破主要包括三点：
电喷雾离子化：是利用喷口的高电场使质谱 仪进样端毛细管柱流出的含有样品的液体成 为带电荷的微滴。随着挥发性溶剂的蒸发， 微滴半径减少而表面电荷密度增加，直至达 到一定临界值，液滴爆裂为带电荷的子微滴。 这一过程不断重复使最终的微滴非常细小呈 雾状。这时液滴表面的电场很强，使蛋白质 等被分析分子离子化并以带一个或多个电荷 的离子的形式进入气相。
间和空间而变化。
mRNA水平的基因表达研究取得进 展，但mRNA与蛋白质间的相关系 数仅为0.4～0.5
蛋白质自身特点难以从DNA和mRNA
水平得到解答
蛋白质组学的概念
蛋白质组是澳大利亚学者Williams 和Wilkins于1994年首先提出， 被定义为：一个基因组/一种生物或 一种细胞/组织所表达的全部蛋白质。
化学特性，分离各种蛋白质的方法。
原理
◆第一向在高压电场下对蛋白质进行等电聚
焦电泳技术(IEF)将蛋白质混合物按照等电
点高低进行分离, 再在第一向垂直方向上进
行第二向SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-
PAGE)按照相对分子质量大小进行蛋白质
分离。
◆1975年首先由O’Farrell等创立。
特 点
• 以串联质谱为基础的
– 电喷雾－三级四级杆－飞行时间质谱 – 基质辅助激光解吸离子化－三级四级杆－飞行时间质谱 – 基质辅助激光解吸离子化－串联飞行时间质谱
（二）、应用生物质谱鉴定蛋白质
• 肽质量指纹谱（peptide mass fingerprinting， PMF）是蛋白质的一种重要属性，也是目前蛋白质组 学研究中鉴定蛋白质的常春藤用研究方法之一。 1993年由多研究小组分别独立提出。 • 肽质量指纹谱指的是蛋白质被酶切位点专一的蛋白酶 切割后得到的一套特征性有肽片断质量图谱。由于每 种蛋白质的氨基酸序列都不相同，蛋白质被特异性的 蛋白酶消化后所产生的肽片断序列及其质量的构成也 具有特异性，可用于与数据库中所有蛋白质酶解的理 论肽质量谱匹配来鉴定蛋白质。 • 目前测定肽混合物质量质量谱最有效的质谱仪是基质 辅助激光解吸离子化－飞行时间质谱（MALDI-TOFMS)，适合测定的相对分子质量范围在五百到数千道 尔顿，并需要用已知相对分子质量的蛋白质作内标。
蛋白质定量的难点
低丰度蛋白质检测困难 蛋白质表达量差异很小，如在50%以 下时，精确定量成为瓶颈 蛋白质表达的瞬时变化
目前常用的蛋白质组定量方法包括：
1、基于荧光染色技术的电泳定量法 2、基于稳定同位素技术的质谱定量法