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。

离子交换色谱主要用于可电离化合物的分离，例如，氨基酸自动分析仪中的色谱柱，多肽的分离、蛋白质的分离，核苷酸、核苷和各种碱基的分离等。

6、吸附色谱：吸附色谱系色谱法之一种，利用固定相吸附中对物质分子吸附能力的差异实现对混合物的分离，吸附色谱的色谱过程是流动相分子与物质分子竞争固定相吸附中心的过程。

洗脱次序∶一般为正相，即：极性低的先被洗脱。

7、PCR扩增：PCR技术（polymerase chain reaction）技术能把单个目的基因大量扩增，这个方法必须在已知基因序列或已知该基因所翻译的氨基酸序列。

进而推断出因序列的情况下使用。

PCR的每次扩增循环包括三步:1）变性,在高温下把双链靶DNA 拆开； 2）在较低的温度下使引物与靶DNA互补； 3）在中间温度下，在DNA多聚酶作用下，引物按模板DNA延长。

典型的PCR包括30～50循环，如此重复循环，使被扩增的靶核苷酸以几何级数扩增。

8、基因组文库基因文库是指整套由基因组DNA片段插入克隆载体获得的分子克隆这总和。

广义的基因文库指来于单个基因组的全部DNA克隆，理想情况下应含有这一基因组的全部DNA序列（遗传信息），这种基因文库常通过鸟枪法获得。

狭义的基因文库有基因组文库和cDNA文库之分。

基因文库可用于研究基因的结构、功能和筛选基因工程的目的基因。

9、cDNA文库:以mRNA为模板，经反转录酶催化，在体外反转录成cDNA，与适当的载体（常用噬菌体或质粒载体）连接后转化受体菌，则每个细菌含有一段cDNA，并能繁殖扩增，这样包含着细胞全部mRNA信息的cDNA克隆集合称为该组织细胞的cDNA文库。

真核生物基因组DNA庞大，复杂度是mRNA和蛋白质的100倍左右，而且含有大量的重复序列，和不被表达的间隔子。

这是从染色体DNA出发材料直接克隆目的基因的主要困难。

而从mRNA出发的cDNA克隆比基因组克隆要简单得多。

10、基因芯片基因芯片又叫DNA芯片（DNA chip)，DNA微阵列（DNA microarray), DNA集微芯片（DNA microchip）,寡核苷酸阵列（oligonucleotide array）。

是一种将核酸分子杂交原理与微电子技术相结合而形成的高新生物技术。

将靶标样品核酸或探针中的任一方按阵列形式固定在固相载体（硅片、尼龙膜、聚丙烯膜、硝酸纤维素膜、玻璃片等）上，另一方用荧光分子标记后，加样至微阵列上杂交，然后用荧光扫描或摄像技术记录，通过计算机软件分析处理，获得样品中大量的基因序列和表达信息。

11、基因敲除：基因敲除（gene knock out），又称基因打靶（gene targeting）,是指用外源的DNA与受体细胞基因组中顺序相同或非常相近的基因发生同源重组，整合至受体细胞基因组中并得以表达的一种外源DNA导入技术。

对一个结构已知但功能未知的基因，从分子水平上设计实验，将该基因敲除，或用其他顺序相近基因取代，然后从整体观察实验动（植）物，推测相应基因的功能。

12、同源建模：是一种蛋白质结构预测方法，具体指是利用同同源蛋白质结构为模板来预测未知蛋白质的结构。

同源性大于50％时，结果比较可靠；30～50％之间，其结果需要参考其它蛋白的信息。

同源性小于30％时，人们一般采用折叠识别方法。

同源性更小时，从无到有法更有效。

13、Gene：合成有功能的蛋白质或RNA所必需的全部DNA（部分RNA病毒除外），即一个基因不仅包括编码蛋白质或RNA的核酸序列，还应包括为保证转录所必需的调控序列。

14.genome：细胞或生物体中，一套完整单体的遗传物质的总和，即某物种单倍体的总DNA。

对于二倍体高等生物来说，其配子的DNA总和即一组基因组，二倍体有两份同源基因组。

15.Protein：生物体中广泛存在的一类生物大分子，由核酸编码的α氨基酸之间通过α氨基和α羧基形成的肽键连接而成的肽链，经翻译后加工而生成的具有特定立体结构的、有活性的大分子。

16.exon：外显子(expressed region)是真核生物基因的一部分，它在剪接(Splicing)后仍会被保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。

17.蛋白质组学研究的两条途径：一条是类似基因组学的研究，即力图"查清"人类大约3万到4万多基因编码的所有蛋白质，建立蛋白质组数据库，即组成蛋白质组学研究；另一条途径，则是着重于寻找和筛选引起2个样本之间的差异蛋白质谱产生的任何有意义的因素，揭示细胞生理和病理状态的进程与本质，对外界环境刺激的反应途径，以及细胞调控机制，同时获得对某些关键蛋白的定性和功能分析，即比较蛋白质组学研究。

18.组成蛋白质组学研究(结构蛋白质组学)这是一种针对有基因组或转录组数据库的生物体或组织、细胞，建立其蛋白质或亚蛋白质组(或蛋白质表达谱)及其蛋白质组连锁群的一种全景式的蛋白组学研究，从而获得对有机体生命活动的全景式认识。

应该认识到，全基因组研究的发端和升温，是由于大规模基因组测序技术的实现和其后高通量的基因芯片技术的发展所推动的。

而蛋白质组迄今还不具备相应的技术基础，且大规模的高通量DNA研究是建立在4种碱基及其配对性质的相对单一和简单的原则基础上的，而对蛋白质的识别和鉴定的原则要复杂得多。

随着对蛋白质组学的深入理解和具体工作的开展，人们逐渐认识到在短时间内建立人类蛋白质组学"完整的"数据库和实现网络资源共享的条件尚未成熟。

在没有弄清楚具体蛋白质的结构、功能、表达调控和亚细胞定位之前，其应用前景也不是十分的明确和直接，其可操作性也因此大打折扣。

19.比较蛋白质组学研究(差异蛋白组学、功能蛋白质组学)以重要生命过程或人类重大疾病为对象，进行重要生理、病理体系过程的比较蛋白质组学研究，是比较蛋白质组学研究的核心。

以分子生物学为代表的生命科学的不断发展与相应技术的急剧进步是分不开的，可以说目前生命科学每一步重大突破都是基于相应技术的突破。

虽然蛋白质组学研究的支撑技术(双向凝胶电泳、质谱技术、生物信息学技术等)已经取得了巨大的进步并在蛋白质组学研究中发挥着决定性的作用，但不可否认，无论是蛋白分离技术--2-DE存在的对低丰度蛋白、碱性蛋白、疏水性蛋白的低检测力，还是酵母双杂交系统的缺乏快速、高效的手段获取复杂蛋白质相互作用的多维信息，以及蛋白质的生物信息学研究的应用范围与准确率所需的进一步提高，各种数据的整理和算法的规范，更复杂的信息综合能力，蛋白质相互作用的准确分析，界定相互作用连锁群等方面，都需要新的突破性技术的进一步开发。

虽然在微生物中，基因组、转录组基础上的蛋白质全谱研究已有成功报道，但在高等生物尤其是哺乳动物中未见报道，人类组织或细胞的蛋白质组全谱基本未涉及。

比照基因组测序式的对人类"完全"蛋白质组进行扫描和建档的研究途径，优先开展筛选特定情况(疾病、农业新品种等)下的蛋白质组中特殊标志蛋白与关键蛋白的研究("差异蛋白质组学")，并迅速运用到满足我国有重大需求的实际应用中去，是一种更符合中国国情的切实可行的研究途径。

可以说差异蛋白质组学是功能蛋白质组学研究的一个分支，通过参与不同生理病理过程蛋白质种类和数量的比较，寻找重要生理过程中的关键蛋白和导致疾病发生的标志性蛋白的这类研究，现在正获得国内外众多蛋白质组学研究者日益增多的关注，中国的科学工作者就此提出了一种全新的研究策略：功能蛋白质组学，它是位于对个别蛋白质的传统蛋白质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的一个概念，指研究特定时间、特定环境和实验条件下基因组所表达的蛋白质。

20.临床蛋白质组学(clinical proteomics)任何研究的目的都是要服务于人类，蛋白质组学的研究也不例外。

蛋白质组学的研究已涉及到临床的各个方面：1.诊断：如疾病筛查、疾病分期分型等。

2.指导治疗：如病程分析、用药、手术时机的选择等。

3.提供药物开发的临床依据：如确定药物靶点、新药开发(某些药物本身就是蛋白质)等。

4.预后判断：如根据生物标志物在不同疾病中的变化，从而判断疾病的性质和严重程度等。

21.古细菌现今最古老的生物群，为地球原始大气缺氧时代生存下来的活化石。

为单细胞生物，无真正的核，染色体含有组蛋白，RNA 聚合酶组成比细菌的复杂，翻译时以甲硫氨酸为蛋白质合成的起始氨基酸，细胞壁中无肽聚糖，不同于真细菌，核糖体蛋白与真核细胞的类似。

许多种类生活在极端严酷的环境中。

与真核生物、原核生物并列构成现今生物三大进化谱系。

22.多聚酶链式反应（PCR）多聚酶链式反应（PCR）：一种体外扩增DNA的方法。

PCR使用一种耐热的多聚酶，以及两个含有20个碱基的单链引物。