蛋白质组学在植物科学研究中的应用
蛋白质组学在植物科学研究中的应用
1. 植物群体遗传蛋白质组学
1.1遗传多样性蛋白质研究
基于基因组学的一些遗传标记，如RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA)、RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphism)、SSR(Simple Sequence Repeat)、ISSR(Inter-Simple Sequence Repeat)等，已经广泛地应用于植物遗传研究中。与基因组学的遗传标记相比，由于蛋白质组学的研究对象是基因表达的产物，是介于基因型和表型之间的特性，因而蛋白质组学标记是联系基因多样性和表型多样性的纽带，具有独特的意义。
通过蛋白质组比较来检测遗传多样性的变化已有许多成功的尝试。Barrenche等(1996年)比较了6个欧洲国家的23种橡树，分析了幼苗的总蛋白质，共得到530种蛋白质，其中101个具有多态性。实验结果显示种内和种间的距离非常接近，并且证实无梗花栎(Quercus petraea)和夏栎(Quercus robar)两个种的遗传分化水平很低。Picard等(1997年)利用2D-PAGE 分析了亲缘关系很近的硬粒小麦不同株系的遗传多样性，发现品系间的多态性很低并且7个蛋白可以用于基因型的鉴定。David等(1997等)也利用2D-PAGE技术比较了栽培于不同环境下但起源于同一种群的小麦，结果所有的种群都与原种群有差别，David等认为，这不是由随机漂移引起，而是由适应其各自的气候条件而形成。
1.2 突变体的蛋白质组学研究
突变体研究是植物遗传学的重要研究手段之一，应用蛋白质组学的方法对基因突变引起的蛋白质表达变化进行研究可以揭示一些植物生理生态过程的机制。具体做法通常是对在相同条件下栽培的突变体及野生型植物的2D-PAGE图谱进行比较，受到影响的蛋白质通过质谱法或Edman测序法进行鉴定，为研究表型突变背后的生化过程提供有价值的信息。
Santoni等(1994年)对模式植物拟南芥发育突变体的总蛋白质进行了分析，结果显示突变体具有与野生型植物不同的独特的2D-PAGE图谱，并且得到了与下胚轴长度有关的一个肌动蛋白的同源异构体。Herbik等(1996年)分析了野生型和缺铁突变体番茄(Lycopersicon esculentum)的蛋白质2D-PAGE图谱，鉴定了参与无氧代谢和胁迫防御的几种酶，如甘油醛-3-磷酸脱氢酶、甲酸脱氢酶、抗坏血酸过氧化物酶、超氧化物歧化酶、质体蓝素等，并分析了这些酶在获得铁的过程中的功能。von Wiren等(1997年)比较了野生型和铁摄取缺陷型突变体玉米的蛋白质2D-PAGE图谱，确定了4个与铁离子跨膜运输有关的多肽。Komatsu 等(1999年)比较了水稻绿苗和白化苗的蛋白质2D-PAGE图谱，发现了在绿苗中参与光合作用的蛋白质，而白化苗中仅有此蛋白质前体。而抗坏血酸过氧化物酶只在白化苗中存在，说明抗氧化酶在白化苗中起细胞保护功能。
当已知突变的基因时，可用蛋白质组学技术研究受此基因控制的有关信息。玉米中的Opaque 2(O2)基因编码一个属于亮氨酸拉链家族的转录因子，这个转录因子对蛋白质的表达有多种效应。Damerval和Le Guillonx(1998年)将野生型与O2基因突变体的蛋白质2D-PAGE图谱进行比较，鉴定出属于各种代谢途径的一些酶，说明O2基因是玉米代谢中联系多种代谢途径的调节基因。这些结果表明，单一位点的突变可以引起蛋白质表达的多种效应，而用蛋白质组学技术可以看到这些效应。
2 植物环境信号应答和适应机制蛋白质组学
2.1 非生物环境因子蛋白质组学研究
在植物的生存环境中，一些非生物因子胁迫，如干旱、盐渍、寒害、臭氧、缺氧、机械损伤等，对植物的生长发育和生存都会产生严重影响。这些胁迫可以引起大量的蛋白质在种类和表达量上的变化，而蛋白质组学研究可以使我们更好地了解非生物胁迫的伤害机制以及植物对非生物环境的适应机制。
Salekdeh等(2002年)研究两个水稻品种(Oryza sativa L. cv CT9993 和cv IR62266)干旱
胁迫下以及恢复灌溉后的蛋白质组。分析叶提取物电泳胶上的1000多个蛋白点，发现有42个蛋白点的丰度在干旱胁迫状态下变化明显，其中27个点在两个品种中显示了不同的反应方式。恢复正常灌溉10天以后，所有蛋白的丰度完全或是在很大程度上恢复成与对照一样。Costa等(1998年)发现海岸松(Pinus pinaster)中38个受干旱影响的蛋白质，其中24个由干旱诱导，并且不同基因型对干旱胁迫的反应差别很大。
Ramani和APte(1997年)用放射性同位素自显影双向电泳法研究水稻幼苗盐胁迫下多基因的瞬时表达表明，至少有35个蛋白质被盐胁迫诱导和17个蛋白质被抑制，包括20个在这之前未曾报道的低丰度蛋白。这些发现对寻找渗透压应答新基因，尤其是那些在水稻盐耐性获得中起瞬时调节作用的基因十分重要。
Agrawal等(2002年)用2D-PAGE、氨基酸测序和免疫杂交法，首次检测了臭氧对水稻幼苗蛋白的影响。臭氧对叶片强烈的可见坏死伤害和随之而来的抗坏血酸过氧化物酶蛋白的增加，反映在二维电泳胶上蛋白质点分布的变化。在被检测的具有可重复结果的56个蛋白中，52个蛋白点随控制条件的不同发生的变化可以通过肉眼判定。检测的56个蛋白中，6个蛋白是N-端阻断，14个蛋白的序列无法测定，36个蛋白的N-端序列和一个蛋白的内部序列被测定。研究发现臭氧造成叶片光合蛋白的剧烈减少(包括核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶)和各种防御、胁迫相关蛋白的表达。
Shen等(2003年)应用蛋白质组学方法研究水稻叶鞘伤害反应相关蛋白，首次揭示了水稻叶鞘伤害信号应答过程中蛋白质的变化。比较伤害前后蛋白质表达谱，发现伤害后至少有10个蛋白被诱导或上调，19个蛋白被抑制或表达量下降。通过N-端或内部氨基酸测序，分析了其中的14个蛋白，鉴定了9个蛋白的功能，其它蛋白由于N-端阻断，无法得到氨基酸序列信息。此外，还通过MALDI-TOF-MS测定了11种蛋白质，并与水稻数据库相吻合。在基因功能被确认的蛋白质中，表达量下降的蛋白有2个钙网蛋白、组蛋白H1和血红蛋白和一种假定的过氧化物酶；表达量增加的蛋白包括胰蛋白酶抑制因子(BBT1)、两种假定的蛋白激酶受体类似物、钙调素相关蛋白、核酮糖-l,5-二磷酸羧化酶／加氧酶小亚基、2个甘露糖结合外源凝集素。其中，4种蛋白质已被证实为与伤害反应直接作用的蛋白质。
Chang等(2000年)对玉米进行缺氧和低氧胁迫研究，发现低氧处理的效应不仅仅是缺氧胁迫诱导的糖酵解酶的增加。通过质谱法共鉴定了46个蛋白质，均为在植物中首次得到鉴定。
2.2 生物环境因子蛋白质组研究
植物的生长发育不仅与非生物因子密切相关，还受到生物因子如动物、植物、微生物等的极大影响。例如，当植物受到竞争、动物取食、微生物共生或寄生、病菌侵害时，植物将改变体内蛋白质的表达和酶类的活性等来完成这些信号的感应、传递以及生物学效应的实现。因此，通过对蛋白质的研究有助于人们更好地了解生物之间的相互作用机制。目前关于非生物因子对植物影响的蛋白质组学研究主要集中在植物与根瘤菌以及植物与菌根真菌的共生关系上。
众所周知，根瘤菌与植物相互识别后，进入植物细胞内变成具有因氮能力的类菌体。类菌体周隙(PS，Peribacteroid space)是类菌体周膜(Peribacteroid membrance,PBM)与细菌质膜之间的间隙，是共生体成员之间交换代谢产物的媒介。Saalbach等(2002年)用蛋白质组分析的方法，鉴定了PBM与PS中的蛋白。结果表明PS甚至PBM的制备物中含有大量的类菌体蛋白。有趣的是，除了一些PS/PBM蛋白，还有许多内膜蛋白，包括V-ATPase，BIP和一个完整的COPI-coated vesicles的膜蛋白存在于PRM中，这证明了PBM是由宿主细胞的内膜系统产生的。Wienkoop和Saalbach(2003年)选取豆科模式植物日本百脉根(Lotus japonicus)，用蛋白质组学的手段研究PBM的蛋白质组。通过纳米液相色谱分离多肽，然后用串联质谱(MS/MS)进行分析。检索非丰度蛋白数据库和通过串联质谱得到的绿色植物表达序列标签数据库，鉴定了大约94个蛋白，远远多于迄今为止所报道的PBM蛋白的数目。特别是一些膜蛋白得到检测，如糖和硫酸盐转运子、内膜联合蛋白(如GIP结合蛋白)和囊泡受体、信号相关蛋白(如受体激酶、Calmodulin、14-3-3蛋白和病原体应答蛋白包括HIR蛋白)。通过非变性凝胶电泳分析了两个特征蛋白复合物。结果鉴定了PBM中参与特定生理过程的蛋白和结瘤特异表达序列标签数据库(EST)中的PBM蛋白质组。
Bestel-Corre等(2002年)用双向凝胶电泳和银染分析接种灌木菌根真菌(Glomus mosseae)或根瘤菌(Sinorhizobiurn meliloti)的模式植物苜蓿不同时期的根蛋白质组。MALDI-TOF-MS分析胰蛋白酶消化的蛋白质组，在结瘤的根中鉴定到了苜蓿的一个豆血红蛋白。内部测序、四极质谱分析和数据搜寻证明了先前预测的由菌共生体诱发表达的蛋白。
2.3 植物激素蛋白质组学研究
激素在植物一生中起着重要的调控作用，研究植物激素的信号传导和作用机理是蛋白质组学的重要组成部分之一。
Moons等(1997年)鉴定了水稻根中3个受ABA诱导的蛋白质，其氨基酸序列测定确定其中2个属于胚胎后期丰富蛋白(LEA)的2组和3组，第三个未知。用ABA处理水稻根并提取其mRNA，构建cDNA文库，然后用由氨基酸序列推导出的寡核苷酸做探针进行筛选，分离到了相关的cDNA，但在cDNA数据库中找不到与之相同的序列。通过在基因组DNA文库中筛选及免疫杂交分析，表明这是一个新的基因家族，编码高度亲水具有双重结构域的蛋白质，并被ABA诱导在不同组织中表达。Rey等(1998年)在马铃薯的叶绿体中发现了一个受干旱诱导的蛋白质，没有已知的蛋白质与之相同。利用N-端序列制备的血清在叶子cDNA 表达文库中筛选，分离到了新的具有典型硫氧还蛋白特征的cDNA序列，并被硫氧还蛋白活性的生化实验所证实。
蛋白质组学技术不仅可鉴定早就已知的典型的受环境胁迫诱导的蛋白质，如LEA蛋白质(Riccardi等，1998年)，脱水素(Dehydrin)(Moons等，1997年)，还鉴定了其它一些蛋白质，如对胁迫引起的损害起保护作用的蛋白酶抑制剂、热激蛋白HSP和与氧化胁迫有关的酶、参与糖酵解、木质素合成的酶等(Costa等，1998年；Riccardi等，1998年；Rey等，1998年；Pruvot等，1996年)。用赤霉素和茉莉酸处理水稻的蛋白质组变化也进行了研究。Shen和Komatsu(2003年)将水稻叶鞘用5μmol·L-1赤霉素处理不同时间后的蛋白经2D-PAGE分离和计算机图像分析，看到33个蛋白发生变化，其中21个蛋白点表达增强，12个
蛋白表达减弱，说明赤霉素处理水稻叶鞘起码有30多个基因的产物与之相关。对其中的钙网蛋白(Calreticulin)进行了深入分析，发现它有2个不同等电点(pI)蛋白点，随赤霉素处理时间增加，pI4.0的蛋白点逐渐消失，而pI4.1蛋白点浓度则逐渐增加。由此说明钙网蛋白在赤霉素信号传递调节叶鞘伸长中是一个重要组分(Shen等，2003年)。Rakwal和Komatsu(2000年)用外源茉莉酸(Jasmonic acid)处理水稻的幼苗组织，通过2D-PAGE分析发现在水稻的茎和叶中诱导了新蛋白质。对蛋白质点进行N-端和内部测序及免疫杂交分析，发现茎中有28kD的蛋白酶抑制剂(BBPIN)和酸性的与病理有关的17kD蛋白质(PR-1)。免疫杂交分析表明茉莉酸处理后这些蛋白质的表达具有组织特异性和发育阶段特异性，说明外源茉莉酸处理可以引起与植物自我防御机制有关的基因在茎、叶组织中的特异性表达。
3 植物组织器官蛋白质组学
对于植物来说，蛋白质组学上的差异不但存在于不同基因型以及同一基因型的不同植株之间，也存在于同一植抹的不同组织和器官之间。在植物的发育过程中，不同组织和器官在功能上的分化，也表现在不同器官蛋白质的组成和数量的差异上，蛋白质组学的研究有助于我们对植物发育过程机制的理解。
关于植物组织和器官的蛋白质组学研究已经有很多报道。Tsugita等(1994年)用2D-PAGE分离了水稻根、茎、叶、种子、芽、种皮及愈伤组织等部位的蛋白质，总共得到4892个蛋白点，其中3%的蛋白质得到了鉴定。对水稻胚、胚乳、叶鞘和悬浮细胞蛋白质组学的研究也取得了进展，并且水稻的蛋白质数据库已经建立(Komatsu等, 1993年；1999年；Zhong等,1997年；Shen等,2003年）。其它组织及器官，如拟南芥的愈伤组织和花粉，也有研究涉及(Prime等，2000年；Mayfield等，2001年）。
Blee等(2001年)研究了转基因烟草(Nicotiana tabacum)细胞壁的蛋白质组。他们首先建立了转入Tcyt基因的烟草悬浮培养细胞株系。该基因可使细胞产生高水平的内源细胞分裂素，从而使该细胞株系表现出细胞聚集增加、细胞变长、细胞壁加厚5倍等特征。转化细胞壁的蛋白质组与对照烟草细胞的初生壁蛋白质组有很大差异。发现了许多初生壁中不存在的
新蛋白质。已鉴定出的包括分子量为32kD的几丁质酶、34kD的过氧化物酶、65kD的多酚氧化酶和68kD的木聚糖酶，以及一些结构蛋白质。
4 植物亚细胞蛋白质组学
植物的蛋白质组学研究目前已经深入到亚细胞水平，即研究在一个细胞器内表达的蛋白质组。研究比较多的细胞器是叶绿体。据估计高等植物大约共有约21000到25000个蛋白质(Bouchez和Hoffe，1198年)，叶绿体的蛋白质占其中10%～25%(van Wijk等，2000年），充分证明了叶绿体在植物细胞中的重要性。另外，关于线粒体与细胞壁的研究也有报道。
Peltier等(2000年)利用2D-PAGE、质谱及Edman N-端序列测定等方法，系统地分析了豌豆(Pisum sativum)叶绿体中类囊体的蛋白质，并在数据库中进行了搜索，鉴定了61个蛋白质，其中33个蛋白质的功能及功能结构域得到了确认。Yamaguchi和Subramanian(2000年)，Yamaguchi和Subramanian(2000年)利用2D-PAGE、色谱、MS、Edman测序等多种方法鉴定了菠菜(Spinacia oleracea)叶绿体中的核糖体30S和50S亚基的蛋白质。发现菠菜的质体核糖体是由59个蛋白质组成的，其中53个与大肠杆菌有同线性，而6个是非核糖体质体特异性的蛋白质(PSRP-1到PSRP-6)。许多蛋白质表现出翻译后的修饰。PSRP蛋白质可能参与质体中特有的翻译及其调控过程，包括蛋白质通过质体50S亚基在类囊体膜上的定位和转移。
利用Blue-native凝胶电泳(Peltier等,2001年)，以及MALDI-TOF和ESI-MS/MS分析，鉴定了拟南芥叶绿体中一个350kD的由10个不同的亚基组成的C1pP蛋白酶复合体，并发现了一个不属于任何已知的叶绿体基因家族的新的叶绿体蛋白。
Vener等(2001年)利用质谱技术研究了拟南芥叶绿体中类囊体膜蛋白质的磷酸化现象。研究发现，光系统Ⅱ核心中的D1、D2、CP43蛋白质位于N-端的苏氢酸(Thr)被磷酸化；外周蛋白PsbH的Thr-2被磷酸化；而成熟的光捕获蛋白LCHⅡ的Thr-3被磷酸化。Vener还研究了不同生理条件下这些蛋白质的磷酸化状态。结果表明，这些类囊体蛋白质中，没有任
何一个在稳定的连续光照条件下完全磷酸化，或者在长期黑暗适应的条件下完全去磷酸化。他们还检测到在光/暗转换的条件下，PsbH的Thr-4有迅速而可逆的超磷酸化现象。D1、D2、CP43蛋白受到热激以后出现显著的去磷酸化。光合蛋白受到热激后磷酸化的变化比在光/暗转换的条件下要迅速。Vener指出，质谱法为研究复杂样品中蛋白质磷酸化的化学计量学提供了新的途径。
Peltier等(2002年)通过蛋白质组分析法与基因组预测筛选法结合，研究拟南芥叶绿体类囊体基质蛋白质组。通过双向电泳分离类囊体可溶蛋白质，再用质谱进行分析鉴定。鉴定了81个蛋白，用N-端测序对蛋白质的定位进行预测。通过实验数据修正所鉴定蛋白的基因注释，发现了一个有趣的选择性重叠。实验中还发现了大量同源基因的表达。研究表明基质蛋白质组的主要功能包括帮助折叠，催化类囊体蛋白的水解和抗氧化。鉴定的基质蛋白和它们的同源物的特性可以被应用于通过基因组预测基质蛋白质组。Schubert等(2002等)系统地描述了模式植物拟南芥类囊体基质蛋白的特性，证明类囊体基质有其自己特异的蛋白质组，并且鉴定了其中的36个蛋白。除了大量的肽基脯氨酸顺反异构酶和蛋白酶，还发现了一些新的PsbP结构域蛋白。比较模式植物拟南芥与另一个典型的高等植物菠菜的类囊体基质蛋白质组，发现二者相似性很高。作为对本实验的补充，Schubert等还从拟南芥整个基因组数据库推测基质蛋白质组，估计叶绿体类囊体基质约有80个蛋白。
位于叶绿体外膜和内膜上的参与由核编码的叶绿体蛋白质的运输蛋白质复合体得到了详尽的研究(May和Soll，1999年；Keegstra和C1ine，1999年)。膜上的疏水性蛋白质较多，用有机溶剂提取叶绿体蛋白和1D-PAGE分离，大约有5%～10%的膜蛋白，即15～20个蛋白质是疏水性的(Seigneurin-Berny等,1999年)。从绿藻(Chlamydomonas reinhardtii)中分离出一种含有酰基脂类的低密度叶绿体膜片段，类似于叶绿体内膜和类囊体膜。一些与叶绿体mRNA相结合的蛋白质非常富集，说明这些膜是叶绿体基因表达的场所(Zerges和Rochaix，1998年)。
蛋白质组学技术可以用于研究叶绿体蛋白质的翻译后修饰。这方面目前已有许多报道，包括翻译后的甲基化(对RbcS)(Grimm等，1997年)，棕榈酰化(对D1)(Mattoo和Edelman，
1987年)等。但是对于翻译后的修饰并没有全面、系统地开展。随着最近的2D-PAGE和质谱技术的发展和改进，这方面的研究变得更容易，这将产生许多意想不到的新发现。
蛋白质组学技术还可以对异构体基因表达及其mRNA前体的剪接、mRNA的编辑研究提供重要帮助。目前已有关于叶绿体蛋白质mRNA编辑(Sutiga和Sugiura，1996年)和剪接(Mano等，1997年)的报道。在豌豆和菠菜中已发现多基因家族(van Wijk，2000年)。这些现象当然可以通过分析mRNA或cDNA而发现，但蛋白质组学技术却是一个强大的替代或补充方法。
Heazlewood等(2003年)用等电聚焦聚丙烯酰胺凝胶电泳、B1ue-native PAGE和反相高效液相质谱(LC/MS)的方法对纯化的水稻线粒体蛋白进行分离，再用胰蛋白酶消化，然后进行串联质谱分析(MS/MS)。查找水稻基因组的开放阅读框架译码和6个表达序列标签(EST，Expressing sequence tags)译码，与质谱分析所得数据进行比对，鉴定了其中149个蛋白点(91个非冗余基因的产物)，包括亲水/疏水蛋白、强酸/碱性蛋白和大分子蛋白(分子量为6.7～2.52kD)的序列。确定了85个蛋白的功能，包括线粒体的许多主要的功能蛋白。Millar等(2001年)分析拟南芥组培细胞线粒体蛋白双向凝胶电泳的结果，有大约100个高丰度蛋白和250个低丰度蛋白。用MALDI-TOF-MS分析其中170个蛋白点。查找数据库中拟南芥基因组的编码序列，鉴定了其中的91个蛋白。又通过序列比较鉴定了这91个蛋白中81个蛋白的功能。这些功能包括呼吸电子传递链，三羧酸循环，氨基酸代谢，蛋白质的输入、加工与组装，转录，膜转运和抗氧化防御。Werhahn和Braun(2002年)联合应用3种不同的凝胶电泳方法鉴定了线粒体蛋白质组的部分蛋白。首先，用蓝色非变性聚丙烯酰胺凝胶电冰(B1ue-native po1yacrylamide gel electrophoresis)分离线粒体蛋白质复合体。用电洗脱法完全洗去蛋白质中的考马斯亮蓝。然后用等电聚焦，最后用十二烷基磺酸钠(SDS)聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质复合体的亚基。该方法的可行性已通过分离ATP合酶复合体、细胞色素C还原酶复合体和线粒体外膜移位酶前体蛋白而得到验证。利用这一方法可以分离高等真核生物中蛋白亚基的异构物。
关于室内植物景观设计的研究
关于室内植物景观设计的研究 【摘要】随着生活水平的提高，人们越来越注重环境质量问题，这不仅体现在室外环境，如今更关注室内环境的绿化。因此室内植物景观设计成为社会关注的一大主题。本文主要就室内植物景观设计的相关概念进行阐述，并在此基础上对卧室设计和室内庭园设计进行剖析，加深对室内植物景观设计的理解。 【关键词】植物；景观设计；空间设计 室内植物景观的装饰在我国已经历史悠久。随着人们生活水平的提高，对精神方面需求也成几何式的增长。如何在居室中巧妙运用植物景观成为社会关注的热点问题。室内植物景观设计是指在人为控制的室内环境中艺术而科学的将富于生命力的室内植物以及相关附件有机的组合起来，从而创造出具有美学感染力、功能完善，洋溢着自然风情的空间环境。[1] 一、室内植物景观设计的相关概念 (一)布局结构 室内景观设计的布局结构主要由点、线、和面三种。在实践中主要采取三者的有机结合，综合应用。所谓的点状布置是指把盆栽植物或独立的、或成组的设置，使其具有较
强的观赏价值。其安排的原则是从形态、色彩和质地等方面用心挑选绿化的材料，并突出重点。现状布置主要意识到空间组织的重要性并且将构图的规律作为依据。它要求植物材料形体、色彩和大小的基本一致，以便使整体布局整体统一。然后将植物栽培在花槽内，或者连续的摆放成一排或者几盆植物。线状布局有时强调线条的方向性，有时注重均衡对称，用以划分室内空间。面状布置就是把植物群摆放在室内墙壁前面，用作背景。它选用的植物要求高矮相配，能够反映出植物的群体美，适用于较大的房间。它以突出其前景物为原则，使得室内气氛更加生机勃勃。 （二）生态环境 因为室内和室外的条件是有很大差异的，因此为了保证室内植物的正常生长，必须改善室内的光照、湿度、通风性等条件。首先，室内植物生长的首要条件是要有充足的阳光，阳光不足则会导致植物的衰弱，甚至死亡。当室内自然光不能满足植物生长需要时，需要人工光照来补充，常见的是荧光灯，它光线分布均匀，蓝光较高而且光色多，有利于观叶植物的生长。其次，温度过高过低都会影响植物生长，导致植物枯萎，这是可以设置恒温器来调节温度。再者，植物对室内湿度的要求较高。一般应控制在40%―60%为宜，还可以设置水池、喷泉等提高空气湿度，如果没有这方面的设备，可以增加人为喷雾。最后，因为室内的空气流动性很差，
蛋白质组学研究方法选择及比较
蛋白质组学研究方法选择及比较 目前研究蛋白组学的主要方法有蛋白质芯片及质谱法，本文将从多方面对两种研究方法进行了解与比较； 蛋白质芯片（Protein Array） 将大量不同的蛋白质有序地排列、固定于固相载体表面，形成微阵列。利用蛋白质分子间特异性结合的原理，实现对生物蛋白质分子精准、快速、高通量的检测。 主要类型： ●夹心法芯片(Sandwich-based Array) ●标记法芯片(Label-based Array) ●定量芯片(Quantitative Array) ●半定量芯片(Semi-Quantitative Array) 质谱（Mass Spectrometry） 用电场和磁场将运动的离子按它们的质荷比分离后进行检测，测出离子准确质量并确定离子的化合物组成，即通过对样品离子质荷比的分析而实现对样品进行定性和定量的一种方法。 主要类型：
●二维电泳+质谱(2D/Mass Spectrometry, MS) ●表面增强激光解吸电离飞行时间质谱(Surface-enhanced laser desorption/ionization- time of flight, SELDI) ●同位素标记相对和绝对定量(Isobaric tags for relative and absolute quantitation, iTRAQ) Protein Array or Mass Spectrometry？ 如何选择合适的研究方法？以下将从六个方面进行比较与推荐： 1.筛查蛋白组学表达差异 建议选择：RayBiotech（1000个因子的芯片）+质谱 a)不同的方法学有不同的特点：对于质谱，可以筛查到未知的蛋白，但是对于分子量大、 低丰度的蛋白质，质谱的灵敏度和准确性有一定的限制。 b)不同的方法能筛查到的目标不同：根据Proteome Analysis of Human Aqueous Humor 一文中报道，质谱筛查到的差异蛋白集中在小分子与代谢物。而用RayBiotech芯片筛查到的结果，多是集中在细胞因子、趋化、血管、生长等等。 c)质谱筛查到355个蛋白，而RayBiotech抗体芯片也筛查到328个蛋白，且用定量芯片 验证25个蛋白有差异，这些蛋白是质谱找不到的。目前RayBiotech夹心法抗体芯片已经可以检测到1000个蛋白，采用双抗夹心法，尤其是对于低丰度蛋白，有很好的灵敏度和特异性，很多的低丰度蛋白是抗体芯片可以检测出来，而质谱检测不到的，且样品不经过变性和前处理，保持天然状态的样品直接检测，对于蛋白的检测准确度高。 d)质谱的重复性一直是质谱工作者纠结的问题，不同操作者的结果，不同样品处理条件， 峰值的偏移等影响因素都会产生大的影响；RayBiotech的夹心法芯片重复性高。
国外植物造景研究概述
国外植物造景研究概述 18世纪60年代以英国为首的西方发达国家开始了划时代的工业革命，城市化进程迅速加快。1800年，世界城市人口只占总人口的3%，1900年己达13.6%，而1925年时这个数字己上升到了21%。城市的快速发展繁荣了经济，促进了文化事业的进步，同时也带来了大量的社会和环境问题;同时期，生物学、博物学等科学迅速掘起，大机器生产对传统手工业和工艺产生了巨大的冲击，人们面临着一个新的世界。在问题和科学技术的双重催生下，19世纪初开始出现了包括植物造景在内的一系列新思想和新方法，导致了传统植物造景的部分变革。 格特鲁德·杰基尔(Gertrude Jeky Ⅱ 1843～1932)在《花园的色彩》中指出：“我认为只是拥有一定数量的植物，无论植物本身有多好，数量多充足，都不能成为园林，充其量只是收集。有了植物后，最重要的是精心的选择和有明确的意图……对我来说，我们造园和改善园林所做的就是用植物创造美丽的图画。”安德森·杰克逊·唐宁(Andrew Jackson Downing 1815～1850)是美国著名的风景园林设计研究者和植物学家。在景观设计中起着承前启后的作用，他即是雷普顿和劳顿风格的模仿者，又是美国景观风格的提倡者。1841年出版了其重要的学术著作《景观园林理论与实践》。对雷普顿的三项基本设计原则进行了新的阐述，他认为统一是建立设计的主导理念，多样是通过装饰和复杂激发的兴趣，协调是从属于整体布局需要的。1854年，奥姆斯特德主持修建了纽约中央公园，此后在美国掀起了一场声势浩大的公园运动，并逐渐影响到了世界其它各地。这时期植物造景在形式上虽然主要是沿袭自然式风景园的外貌，但在设计思想和植物群落结构上明显己有了更多生态的意识和相应的措施。 19世纪末和20世纪初，植物造景在形式上有了一系列有意义的探索，如英国园林设计师鲁滨逊(William Robinson 1838～1935)主张简化烦琐的维多利亚花园，满足植物的生态习性，任其自然生长。尽管因为社会的发展未到一定阶段或由于植物景观在当时还主要被看成是一种园艺或生态环境，这种变革在当时还没有形成燎原之势，但他们的努力为其后园林形式上的革新作了必要的准备。 美国风景园林设计大师丹.凯利(Dan Kiley)说：“恰当的植物造景能产生美感。例如：怎样选择植物材料的比例、尺度、质感、色彩，以及如何对它们进行合理的搭配，都是设计人员应该精心考虑的。”风景园林师南希—A·莱斯辛斯基在《植
蛋白质组学及其在疾病研究中的应用
综述摘要 创新中药及其在我国的发展 邓文龙(四川省中药研究所,成都610041)本文就创新中药的定义、标准及创新中药在我国的发展进行了讨论。作者认为一流的临床疗效或独特的作用机理是创新中药的首要条件,按药物有效成分的有效剂量进行质量控制是创新中药的基础。 蛋白质组学及其在疾病研究中的应用 段春燕综述,何涛审校 (泸州医学院生物化学教研室,四川泸州646000) 目前人类基因组计划已进入后基因组时代,1994年Mac Wilkins与Keith Williams首先提出了蛋白质组学(prot eomics)的概念。依赖于二向电泳、质谱技术及生物信息学等多种手段的蛋白质组学分析在肿瘤、心血管系统、内分泌系统、神经系统及感染性疾病等的研究中得到了充分的应用,从整体的蛋白质水平上,在一个更深入、更贴切生命本质的层次上来探讨和发现生命活动的规律和重要生理、病理现象的本质。 蜂毒的现代药理研究及临床应用概况 夏隆江 (成都中医药大学药理教研室2004级博士生,成都610075)蜂毒是蜜蜂科昆虫中华蜜蜂Apis cerana F abricus等之工蜂尾部蛰刺毒腺和副腺分泌出的具有芳香气味的淡黄色透明毒液,是具有多种药理学和生物学活性的复杂混合物,主要由多种肽和酶类活性物质组成。它具有较广泛的药理作用:1、对心血管的作用:蜂毒有明显的降血压作用,其作用类似于组胺,是通过扩血管实现的;同时,蜂毒对心肌具有正性频率和负性肌力作用。2、对神经系统的作用:蜂毒有明显的镇痛作用和调节神经系统紧张度的作用。3、对血液的作用:蜂毒具有溶血、抗凝血和降低血栓素的作用。4、对呼吸系统的作用:蜂毒可使呼吸加快,大量的蜂毒可导致呼吸肌麻痹。5、对消化系统的作用:蜂毒有抗肝纤维化和吸收肝纤维化作用。6、对内分泌系统的作用:蜂毒对垂体、肾上腺皮质系统有明显的兴奋作用。7、对免疫系统的作用:蜂毒具有免疫抑制作用。8、抗炎镇痛作用:蜂毒肽对前列腺素合成酶的抑制作用是吲哚美辛的70倍,具有极强的抗炎镇痛效果。另外,蜂毒还具有抗肿瘤、抗辐射、抗菌等作用。在临床运用方面,临床上蜂毒被广泛地用于治疗风湿性、类风湿性疾病、多发性硬化病、艾滋病、高血压、哮喘、白塞病、寻常型银屑病等,具有较大的研究前景和临床运用价值。 瘦素的研究现状 龙中奇(四川省达州中医学校,达州635000)本文对瘦素的生物学性质及生理生化功能作一综述。 帕金森病的研究进展 唐宗琼(四川省达州中医学校,达州635000)多种因素导致帕金森病(PD)发病,归纳起来有以下几种学说:1遗传因素学说;环境因素学说;氧化应激学说;免疫学说;细胞凋亡学说;o对PD治疗的探索:细胞替代疗法(CRT)治疗PD是目前研究PD的热点,CRT治疗PD的目的是重建纹状体受损的多巴胺(D A)能神经支配,重建脑功能。根据供体的不同,PD的CRT治疗可分为:自体肾上腺髓质移植、同种异体胎脑移植、异种胎脑移植和干细胞移植。其中,自体肾上腺髓质移植经临床研究证实嗜铬细胞植入脑内后存活率极低,无肯定的治疗作用而已被淘汰。 胃肠肽类激素对摄食活动的调节 孙玉锦(雅安职业技术学院,雅安625000)摄食是复杂的行为,是一种精神活动,它包括觅食、食物的摄取、消化、吸收和利用,摄食是人类以及所有动物维持生命活动的最基本最重要的功能之一,摄入的食物经过消化和吸收过程为机体提供必须的能量和营养物质。虽然摄食作用作为一种本能生来即有,但实际上摄食活动是受体内复杂的神经和体液因素调节的,涉及到神经中枢、传入传出神经以及许多神经递质和激素。本文仅讨论胃肠肽类激素对摄食活动的调节。 将饱食大鼠的血液注入饿鼠血管内,可抑制饿鼠的摄食活动,这个事实提示血液中含有控制摄食的信息。这种信息是什么?推想饥饿使人或动物在短时间内大量进食,在食物未完全消化吸收之前,就因产生饱感而停止继续进食,究其原因很可能是食物与胃肠粘膜接触后,引起胃肠肽类激素释放,胃肠肽类激素通过血液循环,作用于下丘脑,兴奋饱中枢)下丘脑腹内侧核(VMH),抑制摄食中枢)下丘脑的外侧区(LHA),从而停止摄食。影响摄食活动的胃肠肽类激素较多,但其中只有少数胃肠肽类激素对摄食调节有生理意义,大多数胃肠肽类激素需要给予药理剂量才对摄食活动发生影响。本文介绍了体内多种胃肠肽类激素:胆囊收缩素、阿片肽、铃蟾肽、胰高糖素、胰岛素、酪神经肽、胃动素、甘丙素、生长抑素、雨蛙肽等对摄食有促进或抑制作用,目前对它们作用的许多环节还不完全清楚,但随着研究的不断深入,其与摄食有关的许多问题将会逐渐得到阐明。 实验研究摘要 松龄血脉康胶囊对自发性高血压 大鼠的降压作用及机制初探(摘要) 万莉红,熊文碧,朱玲,刘蓉,谢芬,刘嘉琴,周黎明*,李崇前1,张顺华1 (四川大学华西基础与法医学院药理教研室,四川成都610041;1成都康弘集团#博士后工作站,四川成都610036)目的:探讨中药松龄血脉康胶囊胶囊对自发性高血压大鼠是否具有降压作用,并初步探讨起作用的机制。方法:雄性自发性高血压大鼠(SHR)60只,随机分为高血压模型组、卡托普利组、Vc 组、松龄血脉康胶囊组四组,并设立正常血压大鼠(WKY)15只作为对照组,用BP26动物无创血压测试仪试验前测定各组动物的基础血压。(1)各组分别给予生理盐水、卡托普利12.5mg#kg-1、Vc50mg#kg-1、松龄血脉康胶囊胶囊750mg#kg-1灌胃,每日一 133 四川生理科学杂志2005;27(3)
蛋白质组学研究的完整解决方案
蛋白质组学研究的完整解决方案 人体内真正发挥作用的是蛋白质，蛋白质扮演着构筑生命大厦的“砖块”角色，随着破译生命密码的人类基因组计划进入尾声，一个以蛋白质和药物基因学为研究重点的后基因组时代已经拉开序幕，蛋白质将是今后的重点研究方向之一。然而，蛋白质的分离和鉴定非常费时，目前测定蛋白质的技术远远落后于破译基因组的工具，最好的实验室每天只能分离和识别出100种蛋白质。据估计，人体内可能有几十万种蛋白质，这大概需要10年时间进行识别。 为了加快蛋白质组学研究进程，以专业生产蛋白质组学研究设备而著称的美国Genomic Solution Inc.公司开发了完整的蛋白质组学解决方案，由一系列机械手臂与软件，并结合了二维电泳实验设备与质谱仪，可以进行高效、自动化且具重复性的试验分析。在Genomic solution值得信赖的技术平台上，你的研究工作将更富成效，重复性更好。在这一整套Investigator平台上，各仪器之间配合无隙，由于它的整合性及标准性，使得研究进程大大加快，原来需要9—12个月才能获得数据结果发表的时间减少到9—12周。这套完整的系统具备蛋白质组研究所需的众多功能：2-D电泳、图像获取、2-D胶分析、蛋白样品切割、蛋白消化、MALDI样品准备、消化及点样、数据分析整合，再加上制备好的胶、试剂及附件，使研究工作可以立即展开。此套设备为进行蛋白质组学研究的利器,大大加速了蛋白质分离和鉴定的速度。该系统主要由以下几部分组成： 一、2-D电泳系统（Investigator? 2-D Electophoresis System） 该系统主要进行2D PAGE第一向等电聚焦凝胶电泳和第二向SDS-PAGE电泳，设备包括2-D电泳系统所需的各种设备，如pHaser?（IPG胶条电泳）、管状制胶设备、二维电泳装置、电源设备、半导体冷却器及各种相关的蛋白纯化试剂盒。 产品特征： * 提供2D PAGE电泳所需的各种设备，使电泳更加简便，大大节约研究时间 * 高分辨率：有效的第一向等电聚焦凝胶电泳和23cm X 23cm第二向SDS-PAGE大面积板胶提供清晰的电泳图像，有效提高单体、磷酸化和糖基化蛋白的分离 * 大容量：可同时容纳15块1mm一维管状胶，或8块2-3mm管状胶；10块IPG胶条和10块二维电泳板胶 * 灵活性：该系统用于管状胶、IPG 胶条、预制胶、自制胶和SDS PAGE胶使用 * 恒温：高效的半导体制冷装置保证电泳体系温度恒定，温度变化< 0.5℃ * 专门为高分辨率2D PAGE而设计的电源系统 * 提供超纯的相关化学试剂和药品
关于室内植物景观设计的研究
关于室植物景观设计的研究 【摘要】随着生活水平的提高，人们越来越注重环境质量问题，这不仅体现在室外环境，如今更关注室环境的绿化。因此室植物景观设计成为社会关注的一大主题。本文主要就室植物景观设计的相关概念进行阐述，并在此基础上对卧室设计和室庭园设计进行剖析，加深对室植物景观设计的理解。 【关键词】植物；景观设计；空间设计 室植物景观的装饰在我国已经历史悠久。随着人们生活水平的提高，对精神方面需求也成几何式的增长。如何在居室中巧妙运用植物景观成为社会关注的热点问题。室植物景观设计是指在人为控制的室环境中艺术而科学的将富于生命力的室植物以及相关附件有机的组合起来，从而创造出具有美学感染力、功能完善，洋溢着自然风情的空间环境。 [1] 一、室植物景观设计的相关概念 (一)布局结构 室景观设计的布局结构主要由点、线、和面三种。在实践中主要采取三者的有机结合，综合应用。所谓的点状布置是指把盆栽植物或独立的、或成组的设置，使其具有较强
的观赏价值。其安排的原则是从形态、色彩和质地等方面用心挑选绿化的材料，并突出重点。现状布置主要意识到空间组织的重要性并且将构图的规律作为依据。它要求植物材料形体、色彩和大小的基本一致，以便使整体布局整体统一。然后将植物栽培在花槽，或者连续的摆放成一排或者几盆植物。线状布局有时强调线条的方向性，有时注重均衡对称，用以划分室空间。面状布置就是把植物群摆放在室墙壁前面，用作背景。它选用的植物要求高矮相配，能够反映出植物的群体美，适用于较大的房间。它以突出其前景物为原则，使得室气氛更加生机勃勃。 （二）生态环境 因为室和室外的条件是有很大差异的，因此为了保证室植物的正常生长，必须改善室的光照、湿度、通风性等条件。首先，室植物生长的首要条件是要有充足的，不足则会导致植物的衰弱，甚至死亡。当室自然光不能满足植物生长需要时，需要人工光照来补充，常见的是荧光灯，它光线分布均匀，蓝光较高而且光色多，有利于观叶植物的生长。其次，温度过高过低都会影响植物生长，导致植物枯萎，这是可以设置恒温器来调节温度。再者，植物对室湿度的要求较高。一般应控制在40%―60%为宜，还可以设置水池、喷泉等提高空气湿度，如果没有这方面的设备，可以增加人为喷雾。最后，因为室的空气流动性很差，往往导致植物发生枯
蛋白质组学及其应用研究
现代商贸工业 ２０１９年第１６期 ７９ 一间不了解,往往会错过报名时间而与心仪的证书擦肩 而过.２．４一学生缺乏清晰的职业规划 据调查,大多数的学生对自己的所学专业并不是很了解.并认为自己在大学期间对本专业的学习比较浅显,缺乏实践.对自身未来就业感到十分迷茫,对自己专业的就业前景知之甚少.这种没有结合自身实际的职业规划,就会对学生考取证书的选择有较大的影响.２．５一学生的考证成本较大 大学生目前的考证方式主要有两种:自学和报班.报班的话,费用和时间成本会较高.且社会上的考证机构参差不齐,学生较难判断.自学的话,难度较大.时间成本会更高.学生考取证书所付出的精力会更多.这可能会影响学校的正常学习.可能会出现本末倒置的情况.且社会上考取证书的参考资料品质不一.学生难以判断选择最适合的考证资料. ３一考证问题相应的对策 ３．１一学生角度对策 (１)理性考证,切忌盲目跟风,证书并不是越多越好,分析自己所在的专业,了解与自己专业相关的证书,合理的安排考证和学校课程的时间,千万不要忽略学校授予的专业知识.证书或许能为你找工作提供一定的帮助,但真正让你立足于社会的是自身的能力,保持理智,不可本末倒置. (２ )做好自己的职业生涯规划,让自己对未来有一个明确的目标,然后根据这个目标,去选择能帮助到自己的证书,同时观察市场行情和国家形势,选择恰当的目标和时机去考取证书. (３)在考取证书的时候,一定要去了解该证书的详细信息,如考证费用二难易程度等,考取好的二知名度高的证书往往代表着你要投入大量的时间二金钱和精力,结合自身的实际情况来选择证书,适合自己的才是最好的.在选择培训机构的适合,一定要选择权威的二正式的机构,切勿贪小便宜而因小失大.３．２一学校角度对策 (１ )应帮助同学们建立起正确的三观二就业观,如东南大学成贤学院就应设立相应的讲座和课堂,为同学们讲解关于以后踏入社会的相关知识,培养大家独立二理性解决问题的能力. (２ )在校内设立与考证相关的导师机构,为同学们考证排忧解难,给出建议,避免学生盲目跟风,为考证不顾学业.同时要适当的疏导同学,避免对学习和就业产生过多的压力. (３ )学校需要做好一个合理引导的角色,应当不断完善学生的就业指导与服务体系,帮助学生树立正确的就业观念与明确的职业规划,端正考证动机,摒弃不良的考证心态,妥善处理好在校学习与考证学习的关系,让学生明白只有扎实提高自身能力与素质才会使自己终生获益.３．３一社会角度对策 (１ )用人单位应该完善用人的标准和要求,不以证书的数量来衡量学生的能力,用人标准和要求应多注重大学生的综合素质和实践能力. (２ )国家对于各种证书的认证要严格,对于各种培训机构要进行认真清理,不合法的要坚决取缔,考证不能成为不良居心的人利用应试考试赚取钱财的手段.同时加强考场管理,坚决反对作弊等现象的发生,为考证提供一个可信的平台,树立证书的权威性. (３)政府要做好用人单位和学校之间的沟通与交流,建立合作平台,保证人尽其用.优秀的大学生是社会紧缺的人力资源,为了避免这一人力资源的浪费,搭建企业与学校直接对接的桥梁是必不可少的,可以在为企业寻找需求的人才的同时,给予大学生实践和学习的机会. 参考文献 [１ ]关化少．我国本科应用型创新人才培养之特点二价值与理论期待[J ]．北京教育,２０１５,(０５)．[２]舒程． 考证热 背景下大学生创业与就业能力培养分析[J ]． 赤峰学院学报,２０１７,(０２)． [３]费芳．大学生 考证热 亟需正确引导[J ]．湘声报,２０１５,(０１)． [４]李晓娜．大学生 考证热 现象的经济学分析[J ]． 经济研究导刊,２０１４,(２４)． 蛋白质组学及其应用研究 魏东阳 (宝鸡中学,陕西宝鸡７２１０００ )摘一要:蛋白质组学的概念最早是由澳大利亚学者W i l k i n s 和W i l l i a m s 于１９９４年提出, 细胞二组织或者机体的基因组所表达的全部蛋白就称为蛋白质组学.蛋白质组学是一个研究蛋白质组及大范围蛋白质的分离二分析二应用的学科.它不同于传统的利用生物化学的方法研究单个蛋白质或某一类蛋白,而是在大规模水平上研究体系内全部蛋白质及其动态变化规律.随着学科的发展,蛋白质组学的研究范围也在不断完善和补充,通过查阅大量文献,总结蛋白质组学技术,并研究蛋白组学在生物医学二转基因技术二生物制药技术等领域的. 关键词:蛋白质组;蛋白质组学;蛋白质组学应用 中图分类号:F ２４一一一一一文献标识码:A一一一一一一d o i :１０．１９３１１/j ．c n k i ．１６７２Ｇ３１９８．２０１９．１６．０３４一一蛋白质组(P r o t e o m e )是由蛋白质(P r o t e i n )和基因组(g e n o m i c )两个词的组合而来,是指生命体(包括细胞二组织等)的一个基因组所表达的所有蛋白质.其主 要研究内容就是能在大规模水平上研究蛋白质的表 达二翻译后的修饰以及蛋白质与蛋白质之间的相互作用,从而来了解蛋白质参与细胞二人体代谢及其他生命
比较蛋白质组学研究中的稳定同位素标记技术
进展评述 比较蛋白质组学研究中的稳定同位素标记技术 刘新1,2 应万涛1,2 钱小红1,23 (1军事医学科学院放射与辐射医学研究所 北京 100850;2北京蛋白质组研究中心 北京 102206) 摘 要 比较蛋白质组学是指在蛋白质组学水平上研究正常和病理情况下细胞或组织中蛋白质表达变化,以期发现具有重要功能的生物标识物,为疾病的早期诊断提供依据。近年来它正成为蛋白质组学研究的热点和发展趋势。比较蛋白质组学的研究方法和策略有多种,本文就最近几年来稳定同位素标记技术(体内代谢标记技术和体外化学标记技术)在比较蛋白质组学研究中的进展进行综述。 关键词 比较蛋白质组学 稳定同位素标记 体内代谢标记 体外化学标记 Application of Stable Isotope Labeling in Comparative Proteomics Liu X in1,2,Y ing Wantao1,2,Qian X iaohong1,23 (1Beijing Institute of Radiation Medicine,Beijing100850; 2Beijing Proteome Research Center,Beijing102206) Abstract C omparative proteomics is the research of protein expression changing between normal and pathological cell or tissue on the proteome level.P otential biomarkers w ould be discovered from the research by comparative proteomics, which will be helpful to the diagnosis and therapy of diseases.In the recent years,it has been becoming the hot spot of the proteomics research and many strategies used in comparative proteomics have been developed.During those approaches,the strategies based on stable is otopic labeling coupled with mass spectrometry have been extensively used and lots of success ful applications have been reported.In contrast to the traditional radioactive is otope labeling method,stable is otope labeling technique was not radioactive and the operation is simple.Metabolic labeling in viv o and chemical labeling in vitro are tw o parts of stable is otope labeling technique,which both have various advantages and disadvantages.This paper reviewed the progress of stable is otope labeling technique in comparative proteomics. K ey w ords C omparative proteomics,S table is otope labeling,Metabolic labeling in viv o,Chemical labeling in vitro 随着人类基因组精确图谱的公布,基因组功能的阐明已经成为生命科学研究中一项极重要的任务[1]。蛋白质是基因的最终产物同时也是基因功能的最终执行体,因而人类基因的表达及其功能有待于在蛋白水平上揭示。蛋白质组学的研究目的是分离和鉴定组织或细胞中的所有蛋白质。生物体在生长发育过程中,基因组是相对稳定的,而蛋白表达是高度动态变化的,并且具有严格调控的时间和空间特异性[2]。为了研究生物体在不同状态下表达的所有蛋白质的动态变化,比较蛋白质组学应运而生,即在蛋白组学水平上,研究在正常生理和病理状态,或受到不同的外部环境刺激下,或在突变等因素影响下,蛋白质表达的变化情况,以期发现生物体内关键的调控分子及与疾病相关的蛋白质标志物,最终为疾病的防诊治、新型疫苗的研发等提供理论依据。 为了研究蛋白质表达的动态变化,基因表达检测技术,如微阵列法[3]、DNA(脱氧核糖核酸)芯片法[4]等曾被广泛使用。这些方法虽然能够实现对mRNA(信使核糖核酸)进行定性和定量分析,但 刘新 男,27岁,博士生,现从事比较蛋白质组学研究。 3联系人,E2mail:qianxh1@https://www.360docs.net/doc/769700968.html, 国家自然科学基金(20505019、20505018)、国家重点基础研究发展规划项目(2004C B518707)和北京市科技计划重大项目(H030230280190)资助项目 2006207220收稿,2006209221接受
蛋白质组学及其主要技术
蛋白质组学及其主要技术 朱红1 周海涛2 (综述) 何春涤1, (审校) (1.中国医科大学附属第一医院皮肤科,辽宁沈阳110001； 2.北京大学深圳医院核医学 科，广东深圳518036) 【摘要】蛋白质组是指一种细胞、组织或有机体所表达的全部蛋白质。蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象的新兴学科，近年来发展迅速，已成为后基因组时代的研究热点。目前，蛋白质组学研究技术主要包括：样品的制备和蛋白质的分离、蛋白质检测与图像分析、蛋白质鉴定及信息查询。本文就蛋白质组学概念及主要技术进行综述。 【关键词】蛋白质组，蛋白质组学 1蛋白质组学的概念 随着人类基因组测序计划的完成，人们对生命科学的研究重点由结构基因组转向功能基因组，1994年Wilkins和Williams首先提出蛋白质组一词[1]，蛋白质组是指一种细胞、组织或有机体所表达的全部蛋白质。从基因到蛋白质存在转录水平、翻译水平及翻译后水平的调控，组织中mRNA丰度与蛋白质丰度不完全符合[2]。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-蛋白质相互作用等也无法从DNA／mRNA水平来判断。因此，只有将功能基因组学与蛋白质组学相结合，才能精确阐明生命的生理及病理机制。 蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象，对组织、细胞的整体蛋白进行检测，包括蛋白质表达水平、氨基酸序列、翻译后加工和蛋白质的相互作用,在蛋白质水平上了解细胞各项功能、各种生理、生化过程及疾病的病理过程等[3,4]。蛋白质组学有两种研究策略。一种是高通量研究技术，把生物体内所有的蛋白质作为对象进行研究，并建立蛋白质数据库，从大规模、系统性的角度来看待蛋白质组学，更符合蛋白质组学的本质。但是，由于剪切变异和翻译后修饰，蛋白质数量极其庞大，且表达随空间和时间不断变化，所以分析生物体内所有的蛋白质是一个耗时费力，难以实现的理想目标。另一种策略是研究不同状态或不同时期细胞或组织蛋白质组成的变化，主要目标是研究有差异蛋白质及其功能，如正常组织与肿瘤组织间的差异蛋白质，寻找肿瘤等疾病标记物并为其诊断治疗提供依据。 2蛋白质组学的常用技术 2.1样品的制备和蛋白质的分离技术 2.1.1样品的制备样品制备包括细胞裂解与蛋白质溶解，以及去除核酸等非蛋白质成分。 激光捕获显微切割(Laser-captured microdissection, LCM)[5]技术可大量获得足够用于蛋白质组学研究的单一细胞成分，避免其他蛋白成分对电泳结果的干扰。尤其是肿瘤的蛋白质组学研究常用LCM技术来获取单一的肿瘤细胞。 2.1.2蛋白质的分离技术 ①双向凝胶电泳(Two-dimensional electrophoresis, 2-DE)：双向电泳方法于 l975年由O'Farrell[6]首先提出，根据蛋白质等电点和分子量的差异，连续进行成垂直方向的两次电泳将其分离。 第一向为等电聚焦(Isoelectric focusing,IEF)电泳，其基本原理是利用蛋白质分子的等电点不同进行蛋白质的分离。较早出现的IEF是载体两性电解质pH梯度，即在电场中通过两性缓冲离子建立pH梯度；20世纪80年代初建立起来的固相pH梯度(Immobilized pH gradients，IPG)IEF，是利用一系列具有弱酸或弱碱性质的丙烯酰胺衍生物形成pH梯度并参与丙烯酰胺的共价聚合，形成固定的、不随环境电场条件变化的pH梯度。IPG胶实验的重复
蛋白质组学在植物科学研究中的应用
蛋白质组学在植物科学研究中的应用 1. 植物群体遗传蛋白质组学 1.1遗传多样性蛋白质研究 基于基因组学的一些遗传标记，如RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA)、RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphism)、SSR(Simple Sequence Repeat)、ISSR(Inter-Simple Sequence Repeat)等，已经广泛地应用于植物遗传研究中。与基因组学的遗传标记相比，由于蛋白质组学的研究对象是基因表达的产物，是介于基因型和表型之间的特性，因而蛋白质组学标记是联系基因多样性和表型多样性的纽带，具有独特的意义。 通过蛋白质组比较来检测遗传多样性的变化已有许多成功的尝试。Barrenche等(1996年)比较了6个欧洲国家的23种橡树，分析了幼苗的总蛋白质，共得到530种蛋白质，其中101个具有多态性。实验结果显示种内和种间的距离非常接近，并且证实无梗花栎(Quercus petraea)和夏栎(Quercus robar)两个种的遗传分化水平很低。Picard等(1997年)利用2D-PAGE 分析了亲缘关系很近的硬粒小麦不同株系的遗传多样性，发现品系间的多态性很低并且7个蛋白可以用于基因型的鉴定。David等(1997等)也利用2D-PAGE技术比较了栽培于不同环境下但起源于同一种群的小麦，结果所有的种群都与原种群有差别，David等认为，这不是由随机漂移引起，而是由适应其各自的气候条件而形成。 1.2 突变体的蛋白质组学研究 突变体研究是植物遗传学的重要研究手段之一，应用蛋白质组学的方法对基因突变引起的蛋白质表达变化进行研究可以揭示一些植物生理生态过程的机制。具体做法通常是对在相同条件下栽培的突变体及野生型植物的2D-PAGE图谱进行比较，受到影响的蛋白质通过质谱法或Edman测序法进行鉴定，为研究表型突变背后的生化过程提供有价值的信息。
质谱技术在蛋白质组学研究中的应用
第35卷 第1期2011年1月 南京林业大学学报(自然科学版) Journa l o fN anji n g Forestry Un i v ersity (Natural Sc ience Ed ition) V o.l 35,N o .1Jan .,2011 htt p ://www.n l dxb .com [do :i 10.3969/.j issn .1000-2006.2011.01.024] 收稿日期:2009-12-31 修回日期:2010-10-26 基金项目:国家自然科学基金项目(31000287);江苏省高校自然科学基础研究项目(10KJ B220002) 作者简介:甄艳(1976)),副教授,博士。*施季森(通信作者),教授。E-m ai:l js h @i n jfu .edu .cn 。 引文格式:甄艳,施季森.质谱技术在蛋白质组学研究中的应用[J].南京林业大学学报:自然科学版,2011,35(1):103-108. 质谱技术在蛋白质组学研究中的应用 甄 艳,施季森 * (南京林业大学,林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室,江苏 南京 210037) 摘要:随着蛋白质组学研究的迅速发展,质谱技术已成为应用于蛋白质组学研究中的强有力工具和核心技术。质谱技术的先进性在于为蛋白质组学研究提供的通量和分子信息。笔者重点概述了基于质谱路线的蛋白质组学研究,介绍了基于质谱的定量蛋白质组学﹑翻译后修饰蛋白质组学、定向蛋白质组学、功能蛋白质组学以及基于串联质谱技术的蛋白质组学数据解析的研究 进展。 关键词:质谱;蛋白质组学;定量蛋白质组学;翻译后修饰;定向蛋白质组学;功能蛋白质组学中图分类号:Q81 文献标志码:A 文章编号:1000-2006(2011)01-0103-06 Application of m ass spectro m etry i n proteo m ics studies Z HEN Yan ,SH I Jisen * (K ey Labo ra t o ry o f F orest G eneti cs and B i o techno l ogy M i n istry o f Educati on , N an ji ng Forestry U n i versity ,N an ji ng 210037,Chi na) Abstrac t :W ith the rap i d develop m ent o f pro teo m i cs ,m ass spec trom etry i s m aturi ng to be a po w erfu l too l and core tech -nology fo r proteo m ics st udies dur i ng the recen t years .The super i or ity o fm ass spectrom etry lies i n providi ng the through -pu t and the m olecu lar infor m ati on ,w hich no other techno logy can be m a tched i n proteom ics .In th i s rev ie w,w e m ade a g lance on the outli ne o fm ass spectrome try -based proteo m ics .A nd then w e addressed on t he advances o f data ana l y si s o f m ass spec trom etry -based proteom ics ,quantitati ve m ass spectro m etry -based pro teom i cs ,post -translati onal m odificati ons based m ass spectrom etry ,targeted proteo m ics and functiona l proteo m ics based -mass spectrome try .K ey word s :m ass spectrome try;proteo m ics ; quantitative pro teom i cs ; post -trans l ation m odifica ti on ; targ eted pro - teo m i cs ;f uncti ona l proteom ics 蛋白质组学(Pr o teo m ics)是从整体水平上研究细胞内蛋白质的组成、活动规律及蛋白质与蛋白质的相互作用,是功能基因组学时代一门新的学科。 目前蛋白质组学的研究主要有两条路线:一是基于双向电泳的蛋白质组学;二是基于质谱的蛋白质组学,其中基于双向电泳的蛋白质组学研究路线最终也离不开质谱技术的应用。自20世纪80年代末,两种质谱软电离方式即电喷雾电离(electro spray ion izati o n,ESI )和基质辅助激光解析离子化(m a -tri x assisted laser desorpti o n i o nization ,MALD I)的发明和发展解决了极性大、热不稳定蛋白质和多肽分 析的离子化和分子质量大的测定问题[1] ,蛋白质组学研究中常用的质谱分析仪包括离子阱(ion trap ,I T),飞行时间(ti m e of fli g h,t TOF),串联飞行时间(TOF -TOF),四级杆/飞行时间(quadr upo le /TOF hybrids),离子阱/轨道阱(I T /orbitrap hybri d )和离子阱/傅里叶变换串联质谱分析仪(I T /Four i e r transfor m ioncyclotron resonance m ass spectro m eters hybr i d s ,I T /FT M S),这些质谱仪具有不同的灵敏度、分辨率、质量精确度和产生不同质量的M S /M S 谱[2] 。质谱作为蛋白质组学研究的一项强有力的工具日趋成熟,并作为样品制备及数据分析的信息学工具被广泛地应用。因此,有学者指出质谱技术 已在蛋白质组学研究中处于核心地位[3] 。目前在通量及所包含的分子信息内容上,基于质谱的蛋白质组学技术在细胞生物学研究中可以鉴定和量化
蛋白质组学的研究进展及应用
《蛋白质工程》 （课程论文）题目名称：蛋白质组学技术的研究进展及应用 所在学院：生命科学与技术学院 专业（班级）：生技131班 学生姓名：梁健 授课教师：韩晓菲
蛋白质组学技术的研究进展及应用 生技131班梁健13772025 摘要：随着人类基因组计划全部测序的初步完成，研究重点转到对基因功能的研究上。蛋白质作为基因功能的主要体现者，对其表达模式和功能的研究成为热点，出现了蛋白质组学。研究蛋白质组学有助于了解蛋白的结构、细胞的功能、生命的本质及活动规律，为疾病的诊断、治疗、疫苗及新药开发提供科学依据。关键词：蛋白质组学；进展；应用 蛋白质组学(proteomics)是产生于20世纪90年代中期的一门新兴学科，以 细胞内全部蛋白质的存在及其活动方式为研究对象，是后基因组时代生命科学研究的核心内容。蛋白质组学的产生与发展经历了一个漫长的过程，在这个过程中，研究者不断修正蛋白质组学的发展方向和推进蛋白质组学相关支撑技术的快速 发展，进而拓展蛋白质组学在整个生命科学和生物医学研究中的应用，成为后基因组时代重要的研究新领域，并成功地应用到基础研究及医学研究等各个领域，推进其迅速发展。 1 蛋白质组学的概念及研究内容 1.1蛋白质组学的概念 蛋白质组(proteome)源于protein和genome两词的杂合，最早是由澳大利亚 的WILKINS等于1995年提出，其定义为“一种基因组所表达的全部蛋白质”。早期相对狭义的蛋白质组的概念是指在某一特定的时间和空间条件下，1个细胞的基因组所表达的蛋白质数目的总和。随着研究的深入，人们提出了广义的蛋白质组的概念，用来描述1个细胞、组织、器官或1个物种的生命个体，在其不同的生存及发育条件下所表达的各种蛋白数目的总和。所以蛋白质组所含的蛋白数目及其表达量是随着时间和空间的不同而不断发生变化的。蛋白质组学最有价值的优势是它可以观察在特定的时间下一个完整的蛋白质组或蛋白亚型在某种生理 或病理状态中，发生的相应的变化。 1.2 研究内容 根据研究内容的不同，蛋白质组学可分为差异蛋白质组学(或称表达蛋白质 组学)、结构蛋白质组学和功能蛋白质组学，其中差异蛋白质组学在蛋白质组学 研究中十分常用且应用广泛。差异蛋白质组学主要是研究比较在2种或多种不同条件下蛋白质组表达的差异变化。结构蛋白质组学主要是蛋白质表达模式的研究，包括蛋白质氨基酸序列分析及空间结构的解析。蛋白质表达模式的研究是蛋白质组学研究的基础内容，主要研究特定条件下某一细胞或组织的所有蛋白质的表征问题。功能蛋白质组学主要是蛋白质功能模式的研究，包括蛋白质的功能和蛋白
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