蛋白质组研究概况综述
药物蛋白质组学研究概况
药物蛋白质组学研究概况蛋白质组学(Proteome)一词是澳大利亚Macquie大学的Wilkins和Williams 在1994年首次提出，最早的文献是在1995年7月《Electrophoresis》杂志上，定义是微生物基因组表达的整套蛋白质[1]。
随着人们深入研究，蛋白质组的概念也在不断发生变化。
现在的蛋白质组的概念是在一种细胞内存在的全部蛋白质[2]，人们利用图谱和图象分析技术，在整个蛋白质组水平提供了研究细胞通路、疾病、药物相互作用的可能性，有所提高，本文就蛋白质组学在药物研究中的作用做一综述。
1 药物蛋白质组学由于蛋白质是生物细胞赖以生存的各种代谢和调控途径的主要执行者，因此蛋白质不仅是多种致病因子对机体作用最重要的靶分子，而且也成为大多数药物的药靶乃至直接的药物。
蛋白质组学正是近年来新发展起来的、强有力的发现药靶的技术平台，这是一个新的学科发展领域。
以药物发现为起点，基因组学与蛋白质组学间的相互协调运作，将有助于阐明疾病的发生、发展机制、鉴定新的药靶，以及新的生物标志物，并用于指导临床试验。
一项科学统计表明：在90 年代中期，全世界制药业用于找寻新药的药靶共283个，它们主要是蛋白质(受体占45%，酶占28%等)；而当时全世界正在使用的药物总数大约有2 000 种，其中85%都是针对上述483种药靶。
从功能基因组学的角度看，人们认为每种疾病平均与10种左右基因相关，而每种基因又与3~10种蛋白质相关。
如果以人类主要的100~150种疾病进行计算，则将有3 000~15 000种的蛋白质可能成为药靶。
药物蛋白质学研究的内容，在临床前应包括：发现所有可能的药物作用靶点，以及针对这些靶点的全部可能的化合物有人称此为化学基因组学(chemogenomics)，也应包括应用蛋白质组学方法研究药物作用机制和毒理学[3]；在临床研究方面应包括：药物作用的特异蛋白作为患者选择有效药物的依据和临床诊断的标志物，或以蛋白质谱的差异将患者分类并给予个体化治疗。
蛋白组学技术和低丰度蛋白检测
蛋白组学技术和低丰度蛋白检测一、蛋白组学研究概述1994年Williams和Wilkins首先提出蛋白组学（proteome or proteomics）的概念，这是由英文“蛋白”和“基因”组合而成的新英文名词，表示由基因组或一个细胞表达的全部蛋白质。
是研究细胞、组织和生物体蛋白质组成及其变化规律的学科，旨在阐明生物体全部蛋白质的表达模式及功能模式。
自2001年Nature和Science同时公布人基因组，意味着生命科学的研究进入了包括蛋白组学的后基因时代。
蛋白组学为生命科学中的新领域，成为研讨、检测蛋白质的平台。
蛋白质组学概念提出以后，也在不断地演变和深化，显示了人们对蛋白质认识不断发展。
在实际工作中，临床蛋白质组更多指蛋白质群，一组蛋白质成为某些疾病的诊断标志，将提高临床实验诊断效果和准确性，使治疗目标更明确，帮助判断预后。
人类细胞约有3万个基因，重要的蛋白质约2万～10万种，蛋白质种类繁多，物理特性不一，生理作用广泛，且分子量差别很大，在体内浓度不一（从102g/L～10-18g/L）。
在上万种蛋白质中，全部血浆蛋白质含量为60～80g/L，血浆中最高丰度蛋白质（浓度＞g/L）有10种：清蛋白、IgG、转铁蛋白、纤维蛋白原、IgA、α2巨球蛋白、IgM、α1抗胰蛋白酶、补体C3和触珠蛋白。
占所有血浆蛋白质的90%，次高丰度（浓度＞10-1g/L）蛋白质有12种：载脂蛋A1、载脂蛋B、酸性-1-糖蛋白、脂蛋白、H因子、铜蓝蛋白、补体C4、补体因子B、前清蛋白、补体C9、补体C1q和补体C8；血浆其他1%蛋白质浓度约在0.1pg/L～0.1g/L之间，目前，临床上常规方法的最低检测限＞10-14mol（约0.01ng/L），能检测的蛋白质约1000余种，见图-1。
图-1 蛋白质检测水平当前技术水平只能检测到实际存在的蛋白质的10%，大量的可能携带疾病信息的蛋白无法检出。
综观现代医学，其中最薄弱的环节是实验诊断医学。
蛋白质组学技术研究进展及应用
蛋白质组学技术研究进展及应用一、本文概述蛋白质组学，一门专注于研究生物体内所有蛋白质的表达、结构、功能和相互作用的科学，已经成为现代生物学的重要分支。
随着科学技术的飞速发展，蛋白质组学技术在方法学上取得了显著的进步，其应用领域也在不断扩大。
本文旨在综述近年来蛋白质组学技术的最新研究进展，并探讨其在生命科学、医学、农业、工业等领域的应用。
我们将首先回顾蛋白质组学技术的发展历程，然后重点介绍当前的研究热点和前沿技术，最后展望其未来的发展趋势和潜在应用。
通过本文的阐述，我们希望能够为读者提供一个全面而深入的蛋白质组学技术研究进展及应用的概览。
二、蛋白质组学技术进展随着科技的飞速发展，蛋白质组学技术也取得了显著的进步，为生命科学的研究开辟了新的道路。
蛋白质组学技术主要包括蛋白质分离、鉴定、定量以及相互作用分析等关键技术环节。
在蛋白质分离技术方面，二维凝胶电泳（2D-PAGE）仍然是经典的蛋白质分离方法，但其分辨率和重现性有待进一步提高。
近年来，液相色谱（LC）和毛细管电泳（CE）等新技术逐渐崭露头角，这些技术具有更高的分离效率和分辨率，为复杂样品中的蛋白质分析提供了有力工具。
蛋白质鉴定技术也取得了显著进展。
传统的质谱技术（MS）已经得到了广泛应用，而新一代质谱仪器如质谱成像技术（MSI）和单分子质谱技术（SMS）的出现，极大地提高了蛋白质鉴定的准确性和灵敏度。
生物信息学和数据库技术的不断发展，也为蛋白质鉴定提供了更加完善的数据支持。
在蛋白质定量方面，稳定同位素标记技术（SILAC）和同位素编码亲和标签技术（ICAT）等定量方法的出现，使得对蛋白质表达水平的精确测量成为可能。
这些技术不仅提高了定量的准确性，还能够在复杂样品中同时检测多个蛋白质，大大提高了研究的效率。
蛋白质相互作用分析是蛋白质组学研究的另一个重要领域。
传统的酵母双杂交技术和免疫共沉淀技术仍然是常用的方法，但近年来，基于质谱的蛋白质相互作用分析技术（如亲和纯化质谱技术）的发展，为蛋白质相互作用研究提供了新的视角。
蛋白质组学研究的主要内容和方法
蛋白质组学研究的主要内容和方法蛋白质组学，听起来好像个高深的学问，实际上呢，它就是研究蛋白质这个“小家伙”的一门学问。
咱们都知道，蛋白质是构成生命的基本单位，没了它，咱们可就没法运转了。
想象一下，蛋白质就像是咱们身体里的小工人，负责着各种各样的任务，比如说修复受损的细胞、推动新陈代谢、甚至调节咱们的情绪。
是的，情绪！那可不是开玩笑的，很多时候，咱们的心情波动跟体内的蛋白质水平有着千丝万缕的关系。
说到蛋白质组学，首先得提到它的主要内容。
它就是要搞清楚各种蛋白质在不同的环境、不同的细胞里是怎么工作的，怎么互相配合的。
想想一场大合唱，歌手们得配合得天衣无缝，才能唱出美妙的旋律。
而在身体里，这些蛋白质就像是合唱团里的每一个成员，各自有各自的角色。
如果有哪个成员跑偏了，整个合唱就得打折扣。
所以，蛋白质组学研究的目的，简单说，就是要弄清楚这些小工人们的工作状态，看看谁在忙活，谁又在偷懒。
再说方法，蛋白质组学的工具可真是五花八门。
有的像个大魔法师，能把成千上万种蛋白质一锅端；有的则像个细心的小侦探，能分析出每个蛋白质的结构和功能。
提到的就是质谱分析，这玩意儿就像是一台超级放大镜，能把蛋白质拆得干干净净，然后告诉你它们的分子量。
你想啊，这就好比是你去市场买菜，摊贩告诉你每种菜的价格，哪个贵哪个便宜，心里就有数了。
还有一种常用的方法叫做二维电泳。
说白了，就是把蛋白质分成两部分，一部分按照电荷，另一部分按照分子量。
就像是把水果按颜色和大小分类，最后你就能清楚地看到每种蛋白质的“长相”，多有趣啊！还有西方印迹法，也就是我们俗称的“WB”，这玩意儿就像是在给蛋白质做个身份登记，看看它们是不是干净，是否有被污染的可能。
再说说蛋白质组学的应用，真是多得让人眼花缭乱。
咱们可以通过研究某种疾病的蛋白质变化，找到新的治疗方案。
这就像侦探破案，蛋白质的变化就好比是罪犯留下的线索。
比如说，研究癌症的蛋白质组学，科学家们就能从肿瘤细胞中找到异常蛋白，进而开发出靶向治疗药物，真是了不起！想想看，这不仅能拯救无数生命，还能让患者重拾希望，太神奇了。
蛋白质组学的研究方法和进展
蛋白质组学的研究方法和进展蛋白质是细胞中最重要的一类生物大分子，不仅构成生物体的大部分物质，而且参与多种生物过程。
在生物学的研究中，蛋白质组学就是广泛用于研究蛋白质及其解析结构、功能和相互作用的一种技术。
蛋白质组学技术的不断发展，为科学家们提供了更广阔的研究领域和更深入的认识和理解。
一、蛋白质分离技术蛋白质在细胞中有着多种不同的类型和数量，分离这些蛋白质对于进一步的研究至关重要。
凝胶电泳是一种最早应用于蛋白质分离的技术，在这一技术中，蛋白质被分离到一条凝胶条中，并且能够根据其分子量进行鉴定。
近年来，液相色谱技术得到快速发展，以逆相高效液相色谱（RP-HPLC）为主的技术广泛应用于蛋白质的分离、富集和纯化中。
二、蛋白质鉴定技术现代蛋白质组学技术的特点是高通量、高分辨率、高灵敏度和准确率。
鉴定样品中的所有蛋白质非常复杂，多组学技术的整合在蛋白质组学的研究中显得尤为重要。
代表性的鉴定技术是质谱法，可将蛋白质析出后离线或在线进行鉴定。
其中，MALDI-TOF 质谱技术是蛋白质鉴定中的重要方法之一，该技术使用激光脱附离子化（MALDI）策略以减少化学修饰和分离过程对蛋白质结构的影响。
三、蛋白质表达技术从DNA转录到蛋白质翻译的过程，是生物体逐步实现功能的一个重要环节。
蛋白质表达技术是在外部体系中重现这一过程的有效方法，在研究中应用极为广泛。
常见的蛋白质表达系统有大肠杆菌、酵母、哺乳动物等，其中，大肠杆菌是最常用的单细胞表达体系。
近年来，蛋白质表达与修饰的转化药学已经成为一个热门领域，各种新型表达体系也层出不穷。
四、蛋白质数据分析鉴定蛋白质，只是蛋白质组学研究的第一步，有关数据分析和解释的关键环节，对于进一步的研究显得尤为重要。
目前，由于蛋白质比较庞大并且互相之间联系复杂，因此数据分析技术的不断发展就格外重要了。
从最初的数据搜索和标识，到后来的蛋白质序列分析、结构预测、功能预测和网络分析等，蛋白质数据分析技术已经成为蛋白质组学研究的重要环节。
蛋白质组学的研究内容和意义
蛋白质组学（Proteomics）是在整体水平上研究细胞、组织或整个生命体内蛋白质组成及其活动规律的科学。
其研究内容主要包括：鉴定特定细胞、组织或器官的蛋白质种类（蛋白质组全谱鉴定）、特定条件下蛋白质的表达量变化研究（定量蛋白质组学）、明确蛋白质在生命活动中执行的功能（功能蛋白质组学）、揭示蛋白质之间的复杂相互作用机制（相互作用蛋白质组学）、描绘蛋白质的精确二维、三维以致四维结构（结构蛋白质组学）、以及蛋白质翻译后修饰研究（修饰蛋白质组学）。
蛋白质组学的研究具有重大的科学意义和应用价值。
首先，蛋白质是生命活动的直接执行者，对蛋白质的研究有助于深入了解生命现象和疾病发生发展的机制。
其次，蛋白质组学研究可以提供大规模、系统化的蛋白质特性数据，以期望在蛋白质水平上解释控制复杂的生命活动的分子网络。
此外，蛋白质组学的研究对于新药研发、生物医药产业的发展以及重大疾病防诊治能力的提高具有重大的战略意义。
蛋白质组学研究
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蛋白质组学研究内容和相关技术
一、什么是蛋白质组？与基因组差别？蛋白质组学的主要研究内容及技术体系？答：蛋白质组：Proteome，源于蛋白质（protein）与基因组（genome）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。
蛋白质组学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1994年提出的。
基因组：Genome，一个细胞或者生物体所携带的一套完整的单倍体序列，包括全套基因和间隔序列。
可是基因组测序的结果发现基因编码序列只占整个基因组序列的很小一部分。
因此，基因组应该指单倍体细胞中包括编码序列和非编码序列在内的全部DNA分子。
二者区别：蛋白质组研究和基因组研究依然是形影相随的两个重要领域，它们之间既为互相补充又能互相帮助，但二者之间仍有一些区别：蛋白质组：多样性，无限性，动态性，空间性，互相作用。
基因组：同一性，有限性，静态性，周期性，孤立性。
蛋白质组学的主要研究内容：（1）表达蛋白质组学(expressionproteomics)：是对蛋白质组表达模式的研究，即检测细胞、组织中的蛋白质，建立蛋白质定量表达图谱，或扫描表达序列(EST)图谱。
在整个蛋白质组水平上提供了研究细胞通路、疾病、药物相互作用和一些生物刺激引起的功能紊乱的可能性，对寻找疾病诊断标志、筛选药物靶点、毒理学研究等具有重要作用。
（2）细胞图谱蛋白质组学(cellmapproteomocis)：是对蛋白质组功能模式的研究，即确定蛋白质在亚细胞结构中的位置和鉴定蛋白质复合物组成等，便于研究蛋白质在细胞内的行为、运输及蛋白质相互作用网络关系，它对确定蛋白质功能和疾病诊疗的靶位极有价值。
蛋白质组学技术体系：（1）蛋白质组学分离技术，在整个蛋白质组学的研究中，分离技术是最基础的部分。
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蛋白质组研究概况综述姓名：任滨学号：04002003 日期：2005年12月14日摘要：蛋白质组从蛋白质整体水平上研究其作用模式、功能机理、调节调控以及蛋白质组群内的相互作用,从而为临床诊断、病理研究、药物筛选、新药开发、新陈代谢途径研究等提供理论依据和基础。
本文综述了蛋白质组研究的背景、意义、内容、方法，简单地回顾了近年来蛋白质组学研究的一些进展，并对该学科未来的发展趋势做出了展望。
关键词：蛋白质蛋白质组0．引言自从人类基因组计划启动以来，公共媒体不断向大众勾画着一幅幅美丽的图景，使人们认为，一旦科学家把各种生物基因组的全部碱基排列顺序测定清楚，生命的遗传奥秘就会显露无余。
但是，真实的图景远不像普通人想象的那样简单。
遗传信息并不直接参与生命活动，而是通过控制蛋白质的形成间接地指导有机体的新陈代谢。
也就是说，一个基因所含的遗传信息，通过一系列复杂的反应，最终导致了相应的蛋白质形成，蛋白质再参与到生命的各种活动中去。
所以，要想真正揭开遗传的奥秘，仅仅了解基因组的碱基排列顺序是很不够的，还必须认识基因的产物——蛋白质。
1．正文1．1．研究背景及意义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。
因此要对生命的复杂活动有全面和深入的认识，必然要在整体、动态、网络的水平上对蛋白质进行研究。
因此在上世纪90年代中期，国际上产生了一门新兴学科－蛋白质组学（Proteomics），它是以细胞内全部蛋白质的存在及其活动方式为研究对象。
可以说蛋白质组研究的开展不仅是生命科学研究进入后基因组时代的里程碑，也是后基因组时代生命科学研究的核心内容之一。
1．2．蛋白质组学的研究内容包括：1.蛋白质鉴定：可以利用一维电泳和二维电泳并结合Western等技术，利用蛋白质芯片和抗体芯片及免疫共沉淀等技术对蛋白质进行鉴定研究。
2.翻译后修饰：很多mRNA表达产生的蛋白质要经历翻译后修饰如磷酸化，糖基化，酶原激活等。
翻译后修饰是蛋白质调节功能的重要方式，因此对蛋白质翻译后修饰的研究对阐明蛋白质的功能具有重要作用。
3.蛋白质功能确定：如分析酶活性和确定酶底物，细胞因子的生物分析/配基-受体结合分析。
可以利用基因敲除和反义技术分析基因表达产物-蛋白质的功能。
另外对蛋白质表达出来后在细胞内的定位研究也在一定程度上有助于蛋白质功能的了解。
Clontech的荧光蛋白表达系统就是研究蛋白质在细胞内定位的一个很好的工具。
4.对人类而言，蛋白质组学的研究最终要服务于人类的健康，主要指促进分子医学的发展。
如寻找药物的靶分子。
很多药物本身就是蛋白质，而很多药物的靶分子也是蛋白质。
药物也可以干预蛋白质-蛋白质相互作用。
1．3．研究方法蛋白质组研究需要有足够的技术支撑，如质谱分析（MS），酵母双杂交系统，蛋白质微阵列技术以及能够进行大规模数据处理的计算机系统和软件等。
现阶段蛋白质组的研究可分为3个主要步骤：应用双向凝胶电泳、“双向”高效柱层析分离蛋白质；应用氨基酸组成分析、C2或N2末端氨基酸序列分析及质谱分析鉴定所分离的蛋白质；应用生物信息学数据库对鉴定结果进行存储、处理、对比和分析。
1．4．研究进展国际上蛋白质组研究进展十分迅速，不论基础理论还是技术方法，都在不断进步和完善。
相当多种细胞的蛋白质组数据库已经建立，相应的国际互联网站也层出不穷。
1996年，澳大利亚建立了世界上第一个蛋白质组研究中心：Australia Proteome Analysis Facility ( APAF )。
丹麦、加拿大、日本也先后成立了蛋白质组研究中心。
在美国，各大药厂和公司在巨大财力的支持下，也纷纷加入蛋白质组的研究阵容。
去年在瑞士成立的GeneProt 公司，是由以蛋白质组数据库“SWISSPROT” 著称的蛋白质组研究人员成立的，以应用蛋白质组技术开发新药物靶标为目的，建立了配备有上百台质谱仪的高通量技术平台。
而当年提出Human Protein Index 的美国科学家Normsn G. Anderson也成立了类似的蛋白质组学公司，继续其多年未实现的梦想。
2001年4月，在美国成立了国际人类蛋白质组研究组织（Human Proteome Organization, HUPO）,随后欧洲、亚太地区都成立了区域性蛋白质组研究组织，试图通过合作的方式，融合各方面的力量，完成人类蛋白质组计划（Human Proteome Project）。
1．5．发展趋势在基础研究方面，近两年来蛋白质组研究技术已被应用到各种生命科学领域，如细胞生物学、神经生物学等。
在研究对象上，覆盖了原核微生物、真核微生物、植物和动物等范围，涉及到各种重要的生物学现象，如信号转导、细胞分化、蛋白质折叠等等。
在未来的发展中，蛋白质组学的研究领域将更加广泛。
在应用研究方面，蛋白质组学将成为寻找疾病分子标记和药物靶标最有效的方法之一。
在对癌症、早老性痴呆等人类重大疾病的临床诊断和治疗方面蛋白质组技术也有十分诱人的前景，目前国际上许多大型药物公司正投入大量的人力和物力进行蛋白质组学方面的应用性研究。
在技术发展方面，蛋白质组学的研究方法将出现多种技术并存，各有优势和局限的特点，而难以象基因组研究一样形成比较一致的方法。
除了发展新方法外，更强调各种方法间的整合和互补，以适应不同蛋白质的不同特征。
另外，蛋白质组学与其它学科的交叉也将日益显著和重要，这种交叉是新技术新方法的活水之源，特别是，蛋白质组学与其它大规模科学如基因组学，生物信息学等领域的交叉，所呈现出的系统生物学（System Biology）研究模式，将成为未来生命科学最令人激动的新前沿。
2．结语如果说未知世界是一个无边无际的海洋，那么我们的知识就是这海洋里一个小小的岛屿。
随着科学的进步，知识的岛屿会不断地扩张。
但我们同时会发现，环绕着知识岛的未知领域也在增长。
我们的研究可以逐渐地扩大人类知识的领地，但永远不能穷尽宇宙的奥秘。
基因组也好，蛋白质组也好，都不会是人类认识生命的终点。
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