1.2蛋白质组和代谢组学ppt(改)
合集下载
代谢组学ppt课件

簇类分析(Hierarchical Cluster Analysis ,HCA) 簇类的独立软模式分类法(Soft In- dependent Modeling of Class Analogy, SIMCA)、PLS-DA (PLSDiscriminant Analysis) 、人工神经网络 (Artificial Neural Network,ANN) 等
4
2 代谢组学的概念
在新陈代谢的动态进程中,系统地研究代 谢产物的变化规律,揭示机体生命活动代 谢本质的科学。
5
Metabonomics ---英 Jeremy K.Nicholson 20世纪
90年代
生命体系对病理生理刺激或遗传改造所产生的 动态,多指标代谢响应的定量测定.
Metabolomics ---Oliver Fiehn需要,可将 组织行甲醇除蛋白、庚烷除脂肪及冻干等处 理),加至质谱仪,经历汽化,离子化、加速分离 及检测分析后即可得出相应代谢产物或是代谢 组的图谱。图谱中每个峰值对应着相应的分子 量,结合进一步的检测分析可以部分鉴定出化 学成分以及半定量关系。
34
(3)常用的其他一些分析技术
代谢产物的检测、分析与鉴定是代谢组学 技术的核心部分,最常用的方法是有两种
NMR 质谱(MS)
28
(1)核磁共振技术
原理
核磁共振技术核磁共振是原子核的磁矩在恒定 磁场和高频磁场同时作用,且满足一定条件时 所发生的共振吸收现,是一种利用原子核在磁 场中的能量变化来获得关于核信息的技术. 生 命科学领域中常用的有三种
气相色谱(GC) 高效液相色谱仪(HPLC) 高效毛细管电泳(HPCE)
往往与NMR或MS技术联用,进一步增加其灵敏性。 敏感性及分辨率提高,“假阳性”率也就越大
4
2 代谢组学的概念
在新陈代谢的动态进程中,系统地研究代 谢产物的变化规律,揭示机体生命活动代 谢本质的科学。
5
Metabonomics ---英 Jeremy K.Nicholson 20世纪
90年代
生命体系对病理生理刺激或遗传改造所产生的 动态,多指标代谢响应的定量测定.
Metabolomics ---Oliver Fiehn需要,可将 组织行甲醇除蛋白、庚烷除脂肪及冻干等处 理),加至质谱仪,经历汽化,离子化、加速分离 及检测分析后即可得出相应代谢产物或是代谢 组的图谱。图谱中每个峰值对应着相应的分子 量,结合进一步的检测分析可以部分鉴定出化 学成分以及半定量关系。
34
(3)常用的其他一些分析技术
代谢产物的检测、分析与鉴定是代谢组学 技术的核心部分,最常用的方法是有两种
NMR 质谱(MS)
28
(1)核磁共振技术
原理
核磁共振技术核磁共振是原子核的磁矩在恒定 磁场和高频磁场同时作用,且满足一定条件时 所发生的共振吸收现,是一种利用原子核在磁 场中的能量变化来获得关于核信息的技术. 生 命科学领域中常用的有三种
气相色谱(GC) 高效液相色谱仪(HPLC) 高效毛细管电泳(HPCE)
往往与NMR或MS技术联用,进一步增加其灵敏性。 敏感性及分辨率提高,“假阳性”率也就越大
生物的蛋白质组学和代谢组学

02
代谢组学概述
代谢组学定义与发展
代谢组学定义
代谢组学是研究生物体内代谢物变化规律的科学,通过对生物体内代谢产物的定性和定量分析,揭示生物体的代 谢状态及其变化。
代谢组学发展
随着分析化学、生物信息学和计算机科学等多学科的交叉融合,代谢组学逐渐发展成为一个新兴的研究领域,为 生物医学、营养学、环境科学等领域提供了新的研究思路和方法。
保存
采用适当的保存方法,如低温冷冻、添加保 护剂等,以延长样本保存时间并减少样本降 解。
数据预处理与质量控制
1 2
数据预处理
对原始数据进行必要的预处理,如去噪、归一化 、标准化等,以提高数据质量和可比性。
质量控制
采用合适的质量控制方法,如内标法、重复实验 等,以确保实验结果的稳定性和可靠性。
3
数据可视化
03
结合蛋白质组学和代谢组学数据,可以建立食品营养
成分数据库,为食品营养标签的制定提供科学依据。
食品安全性评价与监控
有毒有害物质检测
蛋白质组学和代谢组学可用于 检测食品中的有毒有害物质, 如农药残留、重金属、生物毒 素等。
食品微生物污染监 控
通过蛋白质组学和代谢组学技 术,可以监控食品中微生物的 种类、数量和代谢产物,以评 估食品的微生物安全性。
多组学整合分析
将蛋白质组学和代谢组学数据与其他组学数据进行整合分 析,如基因组学、转录组学等,以全面揭示生物系统的复 杂性和调控机制。
04
蛋白质组学和代谢组学在生物医 学领域应用
疾病诊断与预后评估
生物标志物的发现
通过蛋白质组学和代谢组学技 术,可以发现与特定疾病相关 的生物标志物,用于疾病的早
期诊断和预后评估。
蛋白质组学pptppt课件

精品课件
22
科技部已将疾病蛋白质组研究列入我国“973” 计划项目和“863”计划项目;国家自然科学基 金委员会也将“蛋白质组研究”列为重点项目。
我国在鼻咽癌、白血病、肝癌和肺癌蛋白质组 研究方面取得了较大的进展。
精品课件
23
第二节 蛋白质组表达模式的研究方法
精品课件
24
主要研究目标
研究蛋白质组组成成分、差异和功能
Genomics (基因组学) Post-genomic science (后基因组时代)
Functional genomics (功能基因组学) ▪ Transcriptomics( 转录组学) ▪ Proteomics (蛋白质组学) ▪ Metabolomics (代谢组学)
Structural genomics (结构基因组学)
明确各种蛋白质分子是如 何形成类似于电路的网络的;
描绘蛋白质的精确三维结构,揭 示其结构上的关键部位,如与药物结 合并且决定其活性的部位。
精品课件
10
蛋白质组研究包括两个方面:
Proteomics
表达蛋白组学
The study of global changes in protein expression
1994年由Williams和Wilkins提出,是一个动态的概念, 指的是不同细胞在不同时相表达不同的蛋白质。
精品课件
7
蛋白质组:
对应于基因组的所有蛋白质构成的整体,不是 局限于一个或几个蛋白质。
同一基因组在不同细胞、不同组织中的表达情 况各不相同 。
在空间和时间上动态变化着的整体。
精品课件
蛋白质组学
精品课件
1
背景
基因数量有限性和基因结构的相对稳定性 VS 生命现象的复杂性和多变性 从genomic到proteome
蛋白质组学PPT课件

代谢性疾病蛋白质组学研究通过对糖尿病、肥胖症等代谢 性疾病相关蛋白质的分析,发现了一些与代谢过程密切相 关的关键蛋白质。这些蛋白质涉及糖代谢、脂肪代谢等多 个方面,为药物研发和个体化治疗提供了新的思路和靶点 。同时,对代谢性疾病蛋白质组学的研究也有助于深入了 解疾病的发病机制,为疾病的预防和治疗提供科学依据。
蛋白质组学揭示基因表达 的复杂性
蛋白质组学研究关注基因表达的最终产物蛋白质,揭示了基因表达的复杂性和多样性 。蛋白质的表达和功能受到多种因素的影响 ,如翻译后修饰、蛋白质相互作用等,这些
因素在基因组学研究中难以全面考虑。
蛋白质组学与代谢组学的关系
代谢组学为蛋白质组学提供上下文
代谢组学研究生物体内小分子代谢物的变化,为蛋白质组学提供了上下文和背景。蛋白 质的功能和表达往往与代谢物的变化相互关联,了解代谢物的变化有助于更深入地理解 Nhomakorabea02
蛋白质组学研究技术
蛋白质分离技术
双向凝胶电泳技术
通过改变电泳的pH值和电场强度, 将复杂的蛋白质混合物分离成多 个有序的蛋白质带,以便后续的 鉴定和分析。
蛋白质芯片技术
将蛋白质固定在固相支持物上, 通过与特定的配体或抗体相互作 用,实现对蛋白质的快速、高通 量筛选和检测。
蛋白质免疫沉淀技
术
利用抗体与目标蛋白质的特异性 结合,将目标蛋白质从复杂的混 合物中分离出来,常用于蛋白质 相互作用的研究。
详细描述
癌症蛋白质组学研究通过对癌症细胞和正常细胞蛋白 质表达谱的比较,发现了一系列与癌症发生发展相关 的关键蛋白质。这些蛋白质涉及细胞信号转导、细胞 周期调控、细胞凋亡等多个方面,为癌症治疗提供了 潜在的药物靶点。
案例二:神经退行性疾病蛋白质组学研究
蛋白质组学及技术介绍PPT通用课件.ppt

拖尾"point streaking") 。
3.二相SDS-PAGE
丙烯酰胺/甲叉双丙烯 酰胺溶液
分离胶缓冲液
10%(w/v)过硫酸铵 溶液
(30.8%T,2.6%C):30%(W/V)丙烯酰胺和 0.8%甲叉双丙烯酰胺的水溶 液。将 300g 丙烯酰胺和 8g 甲叉双丙烯酰胺溶解于去离子水中,最后用去离
研究 内容
蛋白质的研究内容主要有两方面:
1、结构蛋白质组学:主要是蛋白质表达模型的研究,包括蛋白质氨基酸序列 分析及空间结构的解析种类分析及数量确定; 2、功能蛋白质组学:主要是蛋白质功能模式的研究,包括蛋白质功能及蛋白 质间的相互作用。
研究 内容
蛋白质组学可分为三个主要领域: 1、蛋白质的微特性以供蛋白质的规模化鉴定和他们的后翻译饰; 2、“差异显示”蛋白质组学供蛋白质水平与疾病在广泛范围的有力应用比 较; 3、应用特定的分析技术如质谱法(包括串联质谱法、生物质谱法)或酵母 双杂交系统以及其他蛋白质组学研究新技术研究蛋白质-蛋白质相互作用。
该方法所研究的蛋白均是在体内经过翻译后修饰的,并且是可 分离的天然状态的相互作用蛋白复合物,能够反映正常生理条件下的 蛋白质间相互作用
蛋白质相互作用
2、酵母双杂交系统:
该系统利用真核细胞调控转录起始过程中,DN A结合结构域(binding domain,BD)识别DNA上的特异序列并使转录激活结构域(activation domain, AD)启动所调节的基因的转录这一原理,将己知蛋白X和待研究蛋白Y的基 因分别与编码AD和BD的序列结合,通过载体质粒转入同一酵母细胞中表 达,生成两个融合蛋白。若蛋白X和Y可以相互作用,则AD和BD在空间上 接近就能形成完整的有活性的转录因子,进而启动转录,表达相应的报告 基因;反之,如果X和Y之间不存在相互作用,报告基因就不会表达。这样, 通过报告基因的表达与否,便可确定是否发生了蛋白质的相互作用。
3.二相SDS-PAGE
丙烯酰胺/甲叉双丙烯 酰胺溶液
分离胶缓冲液
10%(w/v)过硫酸铵 溶液
(30.8%T,2.6%C):30%(W/V)丙烯酰胺和 0.8%甲叉双丙烯酰胺的水溶 液。将 300g 丙烯酰胺和 8g 甲叉双丙烯酰胺溶解于去离子水中,最后用去离
研究 内容
蛋白质的研究内容主要有两方面:
1、结构蛋白质组学:主要是蛋白质表达模型的研究,包括蛋白质氨基酸序列 分析及空间结构的解析种类分析及数量确定; 2、功能蛋白质组学:主要是蛋白质功能模式的研究,包括蛋白质功能及蛋白 质间的相互作用。
研究 内容
蛋白质组学可分为三个主要领域: 1、蛋白质的微特性以供蛋白质的规模化鉴定和他们的后翻译饰; 2、“差异显示”蛋白质组学供蛋白质水平与疾病在广泛范围的有力应用比 较; 3、应用特定的分析技术如质谱法(包括串联质谱法、生物质谱法)或酵母 双杂交系统以及其他蛋白质组学研究新技术研究蛋白质-蛋白质相互作用。
该方法所研究的蛋白均是在体内经过翻译后修饰的,并且是可 分离的天然状态的相互作用蛋白复合物,能够反映正常生理条件下的 蛋白质间相互作用
蛋白质相互作用
2、酵母双杂交系统:
该系统利用真核细胞调控转录起始过程中,DN A结合结构域(binding domain,BD)识别DNA上的特异序列并使转录激活结构域(activation domain, AD)启动所调节的基因的转录这一原理,将己知蛋白X和待研究蛋白Y的基 因分别与编码AD和BD的序列结合,通过载体质粒转入同一酵母细胞中表 达,生成两个融合蛋白。若蛋白X和Y可以相互作用,则AD和BD在空间上 接近就能形成完整的有活性的转录因子,进而启动转录,表达相应的报告 基因;反之,如果X和Y之间不存在相互作用,报告基因就不会表达。这样, 通过报告基因的表达与否,便可确定是否发生了蛋白质的相互作用。
代谢组学.ppt

Metabolomics 精髓:对一个生物系统在给定 时间和给定条件下所有小分子代谢物质的定量分 析。
着重研究单个细胞或细胞类型中所有的小分 子成分和波动规律, 细胞代谢组学。多用于植 物和微生物系统。 Metabonomics:定量描述生物内源性代谢物质 的整体及其对内因和外因变化应答规律的科学 Metabolomics是Metabonomics的一个组成部分
蛋白组学:研究由生物系统表达的蛋白质及由 外部刺激引起的差异 。
代谢组学:研究生物体系(细胞,组织或生物 体)受外部刺激所产生的所有代谢产物的变化, 是结构基因组学和蛋白组学的延伸 。
中英联合实验室
4
测序技术的进步,大规模基因组测序成为可能 genomics
表达序列标签EST、微阵列、基因表达连续分析 SAGE,转录组学transcriptomics
中英联合ห้องสมุดไป่ตู้验室
18
代谢组学的发展
中英联合实验室
19
代谢产物的分析层次
Oliver Fiehn 将对生物体系的代谢产物分析分为4个层次:
• 1)代谢物靶标分析(Metabolite target analysis): 某个或某几个特定组分的分析;
• 2)代谢轮廓分析(Metabolic profiling):少数预设的 一些代谢产物的定量分析,如某一类结构、性质相关的化 合物或某一代谢途径的所有中间产物或多条代谢途径的标 志性组分;
生 物 体 系 中 所 有 蛋 白 及 其 功 能 的 蛋 白 组 学 proteomics
研究代谢产物的变化和代谢途径的代谢组学 metabolomics
中英联合实验室
5
基因组学、转录组学和蛋白组学的局限性:
[课件]基因组学、蛋白质组学、代谢组学PPT
![[课件]基因组学、蛋白质组学、代谢组学PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/81d5cc345f0e7cd1842536e2.png)
基因组学、蛋白质 组学、代谢组学
目录
1
基因组学
2
蛋白质组学
3
代谢组学
1.基因组学
基本概念
研究历史
前遗传 学时代 1900 年 以前 分子生 物学时 代 19501990年 后基因 组学时 代 2001 年以后
1859年,达 尔文—自然 选择学说 1865年,孟 德尔—分离 规律、独立 分配原则
地利用微生物降解环境污染物;
在农业,利用代谢组学技术能更快地寻找植物的功能基因,
了解植物与环境的互作过程,加快农作物品质改良的进程; 在食品方面,还能用于食品的质量和营养价值的评价,因 为食品的质量如表观、风味和气味、货架期,以及营养价值 如维生素含量、抗氧化性和营养成分等都是食品中所由代谢
产物共同决定的;
置上。
研究分支—结构基因组学
根据使用的遗传标志和分析方法不同,初期的基因组作图有四张:一是计
算连锁的遗传标记之间的重组频率,确定它们之间相对距离(一般用厘摩 cM
来表示)的遗传图;二是确定遗传标记之间物理距离的物理图;三是以表达序 列标签为位标绘制的转录图;四是基因组核苷酸序列图。
研究分支
2.功能基因组学
社会经济、生物进化、伦理、法律等众多领域。尤其在人类 疾病基因的研究方面,显现和发挥着十分重要的作用。 疾病的遗传学基础。 致病基因及相关基因的克隆在基因组学研究占据着核 心位置。 对疾病的预防、诊断、治疗等有重要意义。 人类基因组计划的直接动因是解决包括肿瘤在内的人 类疾病的遗传学基础问题。
研究分支
研究内容
代谢物靶标 分析
针对某一种或 某几种代谢物。 例如,为了研 究某基因被改 造后的主要影 响,研究可以 限制为该基因 编码的蛋白所 作用的特定底 物或者作用产 生的直接产物。
目录
1
基因组学
2
蛋白质组学
3
代谢组学
1.基因组学
基本概念
研究历史
前遗传 学时代 1900 年 以前 分子生 物学时 代 19501990年 后基因 组学时 代 2001 年以后
1859年,达 尔文—自然 选择学说 1865年,孟 德尔—分离 规律、独立 分配原则
地利用微生物降解环境污染物;
在农业,利用代谢组学技术能更快地寻找植物的功能基因,
了解植物与环境的互作过程,加快农作物品质改良的进程; 在食品方面,还能用于食品的质量和营养价值的评价,因 为食品的质量如表观、风味和气味、货架期,以及营养价值 如维生素含量、抗氧化性和营养成分等都是食品中所由代谢
产物共同决定的;
置上。
研究分支—结构基因组学
根据使用的遗传标志和分析方法不同,初期的基因组作图有四张:一是计
算连锁的遗传标记之间的重组频率,确定它们之间相对距离(一般用厘摩 cM
来表示)的遗传图;二是确定遗传标记之间物理距离的物理图;三是以表达序 列标签为位标绘制的转录图;四是基因组核苷酸序列图。
研究分支
2.功能基因组学
社会经济、生物进化、伦理、法律等众多领域。尤其在人类 疾病基因的研究方面,显现和发挥着十分重要的作用。 疾病的遗传学基础。 致病基因及相关基因的克隆在基因组学研究占据着核 心位置。 对疾病的预防、诊断、治疗等有重要意义。 人类基因组计划的直接动因是解决包括肿瘤在内的人 类疾病的遗传学基础问题。
研究分支
研究内容
代谢物靶标 分析
针对某一种或 某几种代谢物。 例如,为了研 究某基因被改 造后的主要影 响,研究可以 限制为该基因 编码的蛋白所 作用的特定底 物或者作用产 生的直接产物。
代谢组学及其技术规范PPT课件

变化因素
在4℃凝结 在25℃凝结
抗凝剂
离心时间 血清储存于4℃ 血清储存于25℃ 血浆储存于4℃ 血浆储存于25℃ 血清储存于-80℃ 冷冻/解冻循环
1, 6, 24 h I, 6, 24 h 肝素钠 vs. EDTA vs.柠檬酸钠
I5 min vs. 30min 6, 12, 24, 48 h 6, 12, 24, 48 h 6, 12, 24, 48 h 6, 12, 24, 48 h 1, 3, 6个月 1, 5, 10次
2.3 数据处理
1. • 导入原始的连续数据集 2. • 峰对齐,纠正不同分析运行间的保留时间偏移
• 色谱峰归一化,以便在不同样品运行间进行比较
3. 4. • 色谱峰检测(峰选择) 5. • 离子去卷积,按化合物将离子分组 6. • 利用已有的定制数据库进行化合物鉴定 7. • 执行数据分析
22/45
10/45
噪取正音与在交信实P偏息验L(S,有最-DO最关小AP基大 的L二S础化变乘-D上程化-A判,度来)去地寻别除提找分析
两组之间的差异代谢物。
SIMICA-P MATLAB
代谢物的鉴定
11/45
NMR
经验解谱(一维和二维核磁谱图结合) HMDB数据库 现有文献
标品对照
GC-MS NIST数据库
图1 各组人体血浆样本GC-MS总离子色谱图(TIC)
图4 抑郁症患者服药前后样本(训练集)OPLS-DA散点图(a)以及相应的S-plot图(b);
抑郁症患者服药前后样本(验证集)OPLS-DA散点图(c)以及相应的相应的S-plot图(d)
33/45
33/48
差异代谢物及相关代谢通路分析
乙醛酸和二羧酸盐代谢
- 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)。
细胞
组织状态
➢对蛋白质组学的研究可望提供精确、详细的 有关细胞或组织状态的分子描述。
蛋白质组学
基因组学
生命活动的规律
➢代谢组学是对生物体或细胞内所有代谢物进行定 量分析,并寻找代谢物与生理病理变化的关系。
➢代谢组学是研究生物体被扰动后,如基因的改变 或环境的变化后,其代谢产物,主要是内源性代谢 物质种类、数量及其变化规律的科学。
❖ 代谢组学研究重点:
➢ 生物整体、器官或组织的内源性代谢物质的 代谢途径、所受内在或外在因素的影响及随 时间的变化规律。
➢ 反映某种病理生理过程中所发生的生物事件。
代谢组学技术 蛋白质组学技术
药物作用机制和毒性机制
蛋白质组学 的研究内容
结构蛋白质组学:蛋白质表达规 模的研究; 蛋白质的氨基酸序列分析、空 间结构的解析、种类分析及数 量确定。
➢蛋白质组学研究由生物系统表达的蛋白质 及由外部刺激引起的差异。
➢代谢组学是研究生物体(细胞、组织和生 物体)在不同条件下所产生的所有代谢产 物的变化,可以认为代谢组学是蛋白质组 学的延伸和终端。
❖蛋白质组学在药物毒性研究中的作用。
❖代谢组学方法研究朱砂的毒性
蛋白质组学&代谢组学
➢ 人类基因组计划
➢ 2003 月14日,美国人 类基因组研究项目首席科 学家Collins 博士宣布:人类基因组序列图绘制 成功,
➢ 基因提供了生命的蓝图,但是维系人体生命功能 的执行者却是基因表达的蛋白质。
➢ 遗传信息的中心法则
➢ 蛋白质是生命现象的 直接体现者
➢蛋白质组学是蛋白质组概念的延伸,是蛋 白质规模化研究,从蛋白质水平和生命本 质层次上研究和发现生命活动的规律和重 要生理、病理现象的本质,揭示基因活动 的动态表达。
代谢轮廓分析:是指限定条件下对生物体内特 定组织内代谢产物的快速定性和半定量分析。
代谢组分析:是指对生物体或体内某一特 定组织所包含的所有代谢物的定量分析, 并研究该代谢物组在外界干预或病理生理 条件下的动态变化规律。
❖蛋白质组学技术流程
❖代谢组学的技术流程
❖ 生命现象是包含了基因、mRNA、蛋白质、 代谢物、细胞、组织、器官、个体和群 体各个层次有机结合和共同作用的结果。
功能蛋白质组学:蛋白质功 能模式的研究; 蛋白质的功能及蛋白质间 的相互作用。
蛋白质规模化鉴定和翻译后修饰 差异蛋白质组学在蛋白质水平对疾病和药物机制的研究
蛋白质-蛋白质间相互作用
代谢组学
代谢靶标分析:是指 某一个或某几个特 定组分的定性和定 量分析。
氨基酸类 有机酸类 顺二醇类
代谢物指纹分析:是指同时对多个代谢物 进行分析,不分离鉴定具体单一组分。