蛋白质组学研究进展
基因组研究自从开展以来已经取得了举世瞩目的成就。
在过去几年中, 已经陆续完成了包括大肠杆菌、酿酒酵母、拟南芥（T.
Arabidopsis）等十多种结构比较简单的生物的基因组DNA的全序列分析。 线虫(C.elegans)的基因组DNA测序工作已基本完成。
规模更为庞大的人类基因组计划预期在本世纪初(2003～2005年)也将完成全部基因组DNA的序列分析。 这些进展是非常令人振奋的。
但是也随之产生了新问题。
大量涌出的新基因数据迫使我们不得不考虑这些基因编码的蛋白质有什么功能这个问题。 不仅如此,
蛋白质作为生物功能的主要载体，拥有自身特有的活动规律，在细胞合成蛋白质之后,
这些蛋白质往往还要经历翻译后的加工修饰、转运定位、结构变化、蛋白质与蛋白质间、蛋白质与其他生物大分子的相互作用等， 也就是说,
一个基因对应的不是一种蛋白质而可能是几种甚至是数十种。
包容了数千甚至数万种蛋白质的细胞是如何运转的？或者说这些蛋白质在细胞内是怎样工作、如何相互作用、相互协调的？这些问题远不是基因组研究所能回答得了的。因为基因组学有这样的局限性，促使人们从整体水平上探讨细胞蛋白质的组成及其活动规律。
为了充分了解和全面认识生命活动的奥秘，90年代中期，在人类基因组研究计划的基础上，萌发了一门新兴的学科¾蛋白质组学(proteomics)，即从蛋白质组的水平进一步认识生命活动的机理和疾病发生的分子机制。科学家们预测，随着人类基因组全部测序工作的完成，21世纪生命科学的研究重心将从基因组学转移到蛋白质且学，生命科学领域内一个崭新的时代¾蛋白质组时代即将开始。 1994年，澳大利亚Macquarie大学的Wilkins和Williams首先提出了蛋白质组（ Proteome）的概念，最早见诸于1995年7月的“Electrophoresis”杂志上,
它是指一个有机体的全部蛋白质组成及其活动方式。早期定义为：微生物基因组表达的整套蛋白质，在多细胞微生物中，整套蛋白质指一种组织或细胞表达的蛋白质，后来定义为：一个基因组所表达的蛋白质。但是，从基因表达的角度来看，蛋白质组的蛋白质数目总是少于基因组的基因数目。从蛋白质修饰的角度来看，蛋白质组的蛋白质数却多于其相应的ORF数目，因为mRNA的剪切和编辑可使一个ORF产生数种蛋白质，蛋白质翻译后的修饰，如糖基化、磷酸化同样增加蛋白质的种类，氨基酸序列一致的一级结构在一定条件下可以形成功能完全不一样的具有不同空间结构的蛋白质，如朊病毒。故"蛋白质组内蛋白质数目要多于基因组内的基因数目"。
蛋白质组研究虽然尚处于初始阶段, 但已经取得了一些重要进展。
当前蛋白质组学的主要内容是,
在建立和发展蛋白质组研究的技术方法的同时, 进行蛋白质组分析。 对蛋白质组的分析工作大致有两个方面。
一方面,
通过二维凝胶电泳得到正常生理条件下的机体、组织或细胞的全部蛋白质的图谱,
相关数据将作为待检测机体、组织或细胞的二维参考图谱和数据库。
一系列这样的二维参考图谱和数据库已经建立并且可通过联网检索。
二维参考图谱建立的意义在于为进一步的分析工作提供基础。 蛋白质组分析的另一方面,
是比较分析在变化了的生理条件下蛋白质组所发生的变化。
如蛋白质表达量的变化、翻译后修饰的变化, 或者可能的条件下分析蛋白质在亚细胞水平上的定位的改变等。 蛋白质组学（Proteomics）是以蛋白质组为研究对象的新的研究领域。它可分为：①表达蛋白质组学（expression proteomics：
即把细胞、组织中的蛋白，建立蛋白定量表达图谱，或扫描EST图。该方法依赖2－D凝胶图和图像分析技术，而且在整个蛋白质组水平上提供了研究细胞通路，以及疾病、药物相互作用和一些生物刺激引起的功能紊乱的可能性。 ②细胞图谱蛋白质组学（cell－map proteomics）：即确定蛋白质在亚细胞结构中的位置；通过纯化细胞器或用质谱仪鉴定蛋白复合物组成等，来确定蛋白质-蛋白质的相互作用。Humphery－Smith等总结了基因组结果后提出了"功能蛋白质组（Functional Proteome）"的新概念。即细胞内与某个功能有关或在某种条件下的一群蛋白质。鉴于此，我国学者李伯良提出了"功能蛋白质组学（Functional Proteomics）"的概念。即把"功能蛋白质组"作为主要研究内容。这一概念的提出，为蛋白质组研究的可能性奠定了理论基础。
蛋白质组分析主要基于3条理由：① 从mRNA表达水平并不能预测蛋白表达水平；②
蛋白质的动态修饰和加工并非必须来自基因序列。在mRNA水平上有许多细胞调节过程是难以观察到的，因为许多调节是在蛋白质的结构域中发生的。许多蛋白只有与其他分子结合后才有功能，蛋白的这种修饰是动态的、可逆的，这种蛋白修饰的种类和部位通常不能由基因序列决定；③
蛋白质组是动态反映生物系统所处的状态。细胞周期的特定时期、分化的不同阶段、对应的生长和营养状况、温度、应激和病理状态，这些状态所对应的蛋白质组是有差异的。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况的分子描述。因为诸如蛋白质合成、降解、加工、修饰的调控过程只有通过蛋白质的直接分析才能揭示。
蛋白质组学强调的是针对蛋白质的一个整体思路。从整体的角度看，蛋白质组研究大致可以分为两种类型：一种是针对细胞或组织的全部蛋白质，即着眼点就是整个蛋白质组；而另一种则是以一个特定的生物学问题或机制相关的全部蛋白质为着眼点，在这里整体是局部性的。针对细胞蛋白质组的完整分析的工作已经比较全面地展开，不仅如大肠杆菌、酵母等低等模式生物的蛋白质组数据库在建立之中，高等生物如水稻和小鼠等的蛋白质组研究也已开展，人类一些正常和病变细胞的蛋白质组数据库也在建立之中。与此同时，更多的蛋白质组研究工作则是将着眼点放在蛋白质组的变化或差异上，也就是通过对蛋白质组的比较分析，首先发现并去鉴定在不同生理条件下或不同外界环境条件下蛋白质组中有差异的蛋白质组分。
1999年11月在《Nature》杂志上发表了一篇用蛋白质组学方法研究蛋白质折叠的研究论文，揭示了蛋白质与分子伴侣GroEL相互作用的关键结构特征。这项工作很好地体现了蛋白质组学的思想方法和技术手段的应用。Rout等 (J Cell Biol, 2000, 148:635-651)通过使用蛋白质组学的手段鉴定了完整的酵母核孔复合体所有能检测到的多肽，并系统地对每种可能的蛋白质组分在复合体内定位并定量，从而揭示了酵母核孔复合体的完整分子结构，并在此基础上揭示了其工作原理。这个工作可以说是蛋白质组学解决结构生物学问题的一个典范，为揭示其它巨大分子机器的“构造”和工作原理指出了一条新路。从近期国际上蛋白质组学研究的发展动向可以看出，揭示蛋白质之间的相互作用关系，建立相互作用关系的网络图，已成为揭示蛋白质组复杂体系与蛋白质功能模式的先导，业已成为蛋白质组学领域的研究热点。2000年初，《Science》刊载了一篇应用蛋白质组学的大规模双杂交技术研究线虫生殖器官发育的文章，初步建立了与线虫生殖发育相关的蛋白质相互作用图谱，从而为深入研究和揭示线虫发育的机理等提供了丰富的线索。这一工作为以前专注于信号转导过程中单个蛋白质作用的科学家们提供了一个新的思路，即将整个途径的相关蛋白质一起考虑。
如果说蛋白质学刚诞生时没有得到国际生物学主流的重视，那么近两年情况已有了巨大的改变。美国国立卫生研究院（NIH）所属的国立肿瘤研究所（NCI）投入了大量经费支持蛋白质组研究。同时，NCI和美国食品与药物管理局（FDA）联合开发可用于临床的蛋白质组技术。美国能源部不久前也启动了一个蛋白质组项目，旨在研究涉及环境和能源的微生物和低等生物的蛋白质组。欧共体目前正在资助酵母蛋白质组研究。英国生物技术和生物科学研究委员会最近也资助了三个研究中心，对一些已完成或即将完成全基因组测序的
生物开展蛋白质组研究。在法国，五个研究不同模式生物的实验室得到为期三年的资助，每年约为500万美圆平均分配到基因组、转录组和蛋白质组研究中。德国也没有忽略蛋白质组研究，去年联邦政府投资了730万美圆开展蛋白质组和相关技术研究，并建立了一个蛋白质组中心。1998年澳大利亚政府着手建立第一个蛋白质组研究网APAF（Australian Proteome
Analysis
Facility）。APAF将为该国的有关实验室提供一流的仪器设备，并把他们整合在一起进行大规模的蛋白质组研究。我国关于蛋白质族研究的国家自然科学基金重大项目也从1999年开始启动。
蛋白质组研究领域的另一个特色是，许多实验室、公司和药厂等很早就已经开始进行与应用前景有关的蛋白质组研究。如膀胱癌、早老年痴呆症的蛋白质组研究；利用蛋白质组技术筛选疫苗等。据报道，
Myriad公司将与美国Oracle公司，日本日立股份和瑞士Friedli基金组织合作推出"蛋白质组"研究计划。由Myriad公司控股，四家公司共同投资一亿八千五百万美元成立的Myriad蛋白质组学股份有限公司将把鉴定人体中存在的30万种以上的蛋白质为目标，并力争弄清各种蛋白质之间相互作用的机制。对此，Myriad公司的首席执行官Peter Meldrum说："我们将力争在分子水平上去揭示生命过程的奥秘"。 Myriad公司的计划分为两个部分：第一部分，是在酵母中表达人体的每一种蛋白质的同时研究这些蛋白质的相互作用；第二部分则把目标放在分析人体蛋白质复合体的组成及其中各蛋白质组分的功能及调控机制上。总之，两个方面的研究将帮助科学家们了解蛋白质如何实现正常的细胞功能以及如何抵抗疾病的侵袭。同时，Myriad公司所面临的竞争也非常激烈，曾在人类基因组计划中发挥了重要作用的Celera公司也不甘示弱，他们也早就瞄准了蛋白质组学这一非常具有吸引力的研究领域。
虽然蛋白质组学还处于一个初期发展阶段，但相信随着其不断地深入发展，蛋白质组（学）研究在揭示诸如生长、发育和代谢调控等生命活动的规律上将会有所突破，对探讨重大疾病的机理、疾病诊断、疾病防治、新药开发、植物生长发育调控机理等方面提供重要的理论基础。 本学术方向的研究内容分两个方面，第一方面是蛋白质组（学）用于医疗研究。这方面的研究，将帮助人们寻找到一些用于医疗的可识别蛋白，这些蛋白可作为诊断标记或作为诊断靶分子提供给从事医药和诊断研究的机构。研究的重点主要有以下五个方面：
（1）癌症针对研究的肿瘤类型包括：食道、肺、结肠、前列腺、胰腺、乳房以及成神经细胞 瘤。
（2）神经性疾病研究方向主要包括：脑损伤和感染性蛋白质疾病，如克雅氏病（CJD）、牛海绵状脑病（BSE）、帕金森氏病。
（3）器官移植排异蛋白质组研究将寻求一种体外检测的方法，用于人体器官（心脏、肝、肺或肾）移植后的过敏和慢性排异性反应。
（4）心血管疾病列入研究的心血管疾病有心力衰竭、高血压合肥大型心肌炎。
（5）糖尿病、肥胖症通过蛋白质组学方法对于肥胖症及糖尿病相关的多肽进行识别，作为潜在的识别分子和治疗靶象。
第二方面是用于植物生长发育及其调控机理研究。其主要研究的内容包括以下几个方面：
基于蛋白质组学技术的胆汁蛋白研究进展
第２４卷第１期 ２０１２年１月 肝胆胰外科杂志 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｐａｔ０ｐａｎｃｒｅａｔｏｂｉｌｉａｒｖ Ｓｕｒｇｅｒｙ Ｖｏ１．２４ Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２０１２ 基于蛋白质组学技术的胆汁蛋白研究进展 张殿彩 ，蔡端 （１．南京医科大学第一附属医院普外科，江苏南京２１００２９；２．复旦大学附属华山医院普外科，上海 ２０００４０） 『摘要１ 随着人类基因组计划的完成，蛋白质组学成为生物医学研究的热点，双向凝胶电泳、质谱技术及 生物信息学是蛋白质组学研究的三大支柱。本文综述了运用蛋白质组学技术对胆汁中蛋白质研究的三个发 展阶段、已成功鉴定的蛋白质及其在成石中的作用分类，从而为胆石症的防治提供一定的依据。 『关键词１蛋白质组学；胆固醇结石；胆汁蛋白；综述 ‘ 『中图分类号１ Ｒ６５７．４ ｆ文献标识码１ Ａ 『文章编号１ １００７－１９５４（２０１２）０１—００８３—０３ 人类基因组序列的破译历史性地引导科研工作者们将研 究的战略重点从结构基因组学转向功能基因组学，而蛋白质 组学正是作为功能基因组研究的重要支柱在２０世纪９０年代中 期应运而生 。蛋白质组学诞生以来蓬勃发展，现已渗入生 命科学研究中的一系列热点领域，使人们从组织、细胞或体 液蛋白质整体水平这一全新角度来阐述疾病成为可能 】。 １蛋白质组学研究技术 双向凝胶电泳（ｔｗｏ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｇｅｌ—ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ，２一ＤＥ）、 质谱技术及生物信息学是蛋白质组学研究的三大支柱。其核 心技术２－ＤＥ于１９７５年由Ｏ。Ｆａｒｒｅｌ等 建立，第一向根据蛋白 质等电点进行等电聚焦，第二向依据分子量不同进行聚丙烯 酰胺凝胶垂直电泳，最多可同时分离万余种蛋白。２０世纪８０ 年代固相化ｏＨ梯度凝胶的应用改善了２－ＤＥ的重复性和上样 量，这一技术突破使蛋白质组研究获得飞速发展。２－ＤＥ尚存 在亟需改进问题如疏水性蛋白、高分子量蛋白、极酸和极碱 性蛋白的表达谱原型建立。 ８０年代后期出现的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱 和电喷雾电离质谱是蛋白质组学发展中重要的技术突破，具 有高通量、高灵敏度、高效、微量鉴定蛋白质等特点。其基 本原理是样品分子离子化后，根据不同离子荷质比差异来分 离并确定蛋白质的分子量。 生物信息学则是随着人类基因组计划、计算机技术及网 络技术的发展而诞生的一门新兴学科，在蛋白质组研究中有 两个重要应用：一是分析和构建双向凝胶电泳图谱，二是搜 索与构建蛋白质组数据库。 近年，蛋白质组学研究技术又有了许多进展，如多维色 ｔＫ＇￣１３期：２０１１－０９－２８ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（３Ｏ９ｏ１４４３，３０７７２１１１）；江苏省医 学重点学科（Ⅺ Ｄ∞０３１开放课题项目（Ⅺ０。Ｂ Ｘ）０９０４）。 作者简介：张殿彩（１９７６一），江苏兴化＾，主治医师，讲师，博士。 通讯作者：蔡端，博姓 币＇主任圆佩教授，Ｅ—ｍａｉｌ：ｔｅａｓｅ＠ｓ０ｈｕ．ｃｏｍ。 一８３一 ・文献综述・ 谱一质谱联用、激光捕获微分离、酵母双杂交、噬菌体展示、 同位素亲和标签等新技术，可用于大规模蛋白质分离与鉴定、 定量蛋白质组学研究和蛋白质一蛋白质相互作用研究 。 ２胆汁中蛋白质的研究 基于传统生化技术对蛋白质研究已有逾百年历史，但都 以某一个或一类蛋白质复合物为对象，直至１９７５年双向凝胶 电泳技术问世，从整体上对一个细胞、组织甚或一种生物的 全部蛋白质进行系统分析研究的想法才得以萌生 】。 既往学者们对胆汁蛋白质的分析工作包括三方面：肝胆 汁、胆囊胆汁及胆石中蛋白质。胆汁蛋白质组是一个特殊蛋 白质组，其成分异常复杂，蛋白可来源于血浆蛋白从肝窦渗 漏至胆小管内、肝细胞的分泌、胆系内上皮细胞排泌、微生 物的代谢产物及其它蛋白通过特殊转运机制进入胆汁等。运 用蛋白质组学技术对胆汁中蛋白质进行研究可以分为三个相 互交错发展阶段。 ２．１第一阶段（２０世纪６Ｏ年代至９０年代）——一相电泳的 运用 此阶段最早可追溯至１９５６年，Ｄｉｅｔｒｉｃｈ等通过纸电泳 发现肝胆汁中对应于血清白蛋白和其他四种球蛋白的五种蛋 白质。Ｖｅｒｓｅｈｕｒｅ和Ｍｉｉｎｌｉｅｆｆ利用自由电泳技术研究了病理性 和正常胆囊胆汁，结果发现了一个由胆红素、胆固醇、胆盐 和卵磷脂组成的脂类一蛋白质复合体。１９６３年，ＲｕＳＳｅｌ和 Ｂｕｒｎｅｔｔ利用免疫电泳结合扩散沉淀技术证实了在正常和病理 性肝胆汁中存在和血浆中相同的白蛋白和免疫球蛋白。１９７４ 年，Ｋｉｍ等通过肝胆汁等电聚焦电泳鉴定出淀粉酶的三种异 构体。同年Ｋａｔｓｕｋｉ等利用免疫电泳和其它电泳技术研究胆汁 蛋白与胆结石发病机制的关系，首先提出了胆汁中蛋白质在 胆石形成过程中可能是抑制剂或促进剂。１９８０年，Ｔａｎｄｏｎ等 发现胆色素结石中６０％蛋白质是血清白蛋白，而胆固醇结 石中的白蛋白含量仅占５％。１９８５年，Ｍｕｌｌｏｃｋ等 利用免疫电 泳、火箭电泳和放免分析法分析肝胆汁蛋白，结果发现其蛋 白质主要通过“筛选机制（ｓｉｅｖｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）”由血浆蛋白
蛋白质组学技术及其在食管癌中的研究进展
２１２ 新疆医科大学学报ＪＯＵＲＮＡ１ ＯＦ ＸＩＮＪＩＡＮＧ ＭＥＤＩＣＡＩ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ２０１０ Ｆｅｂ．，３３（２）
蛋白质组学技术及其在食管癌中的研究进展
张昌明 综述 伊力亚尔・夏合丁 ，张建龙。 审校
（新疆医科大学 第一临床学院， 基础学院，新疆乌鲁木齐８３００１１）
中图分类号：Ｒ３４；Ｒ７３５．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—５５５１（２０１０）０２—０２１２－０３
随着蛋白质组学相关技术的迅速发展，人类对疾病的研 究已经发展到了分子水平。肿瘤是一种多基因参与的复杂
疾病，其发生最终都必须通过蛋白质来实现。关于蛋白质组
学（Ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ）的研究已经成为当今生命科学的热点之
一［１］。其研究方法之一飞行时间质朴（ＳＥＬＤＩ）是２００２年诺
贝尔化学奖的主要应用技术，通过比较分析正常组织与异常
组织细胞以及同一疾病在不同发展时期细胞内整体蛋白质
的差异表达，对差异表达的蛋白进行鉴定、定量、表征，来寻
找与疾病相关的新的标志物。随着研究的深入，已筛选出许
多与疾病相关的生物标记分子，为临床疾病的早期诊断和治 疗等提供了更多的选择。本文就蛋白质组学及其在食管癌
中的研究现状作一综述。
１ 蛋白质组学的基本概念和分类
蛋白质组（ｐｒｏｔｅｏｍｅ）是“ｐｒｏｔｅｉｎｓ”和“ｇｅｎｏｍｅ”的组合， 意为“Ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｂｙ ａ ｇｅｎｏｍｅ”。１ ９９９年Ｂｌａｃｋ—
ｓｔｏｃｋ［ｚ］对蛋白质组（ｐｒｏ—ｔｅｏｍｅ）的定义为“１个基因组所表达
的全部蛋白质”。它是针对于１个基因组所有蛋白质构成的
整体，即“由一个基因组表达的全部蛋白质”，这是蛋白质组 的概念。蛋白质组学（Ｐｒｏｔｅｍｉｃｓ）是以蛋白质组为研究对
象，分析细胞内动态变化蛋白质的组成成份、表达水平与修
饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与联系，在整体水平上
研究蛋白质的组成与调控的活动规律。 蛋白质组学研究主要包括两大类 ］：（１）表达蛋白质组
蛋白质组学研究进展与趋势
２００２矩 中国钾孽ｉ 院刊 第３期
。。 ’ 。 …’一。” ；学科发展 ≥～ ，．． ；
蛋白质组学研究进展与趋势
曾嵘夏其昌
（上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所 上海２０００３１）
摘要舟绍了蛋白质组学研究的意义、策略与范围，评述了蛋白质纽学研究技术与发展趋势，并根
据我国该领域的研究现状对其进一步发展提出了呼吁。
关键词蛋白质组学研究，进展．趋势
如果在五年前提到 蛋白质组学（Ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ）， 恐怕知之者甚少，而在略 知一＝者中，部分人还抱 有怀疑态度 但是，２００１ 年的Ｓｃ／ｅｎｏｅ已把蛋白质 组学列为六大研究热点 之一，其“热度”仅次于干 细胞研究，名列第二。蛋
白质组学的受关注程度 如今已令人刮目相看。 ｌ 蛋白质组学研究的意义和背景
随着人类基因组计划的实施和推进，生命科学 研究已进＾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 ａｎａｌｙｓｉ８ ｏｆ ｇｅ ｘｐｒｅｓｓｉｏｎ，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—ｍ Ａ一蛋白质，存在三个层次的调
＊收稿日期１２００２年４月２５日 控，即转录水平调控（Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｔｒｏ１）、翻译水 平调控（Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｔｒｏ１）、翻译后水平调控（Ｐｏｓｔ— ｔｒａｍｓｌａｔｉｏｈａｌ ｃｏｎｔｒｏ１）。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，
植物细胞核蛋白质组学研究进展
植物细胞核蛋白质组学研究进展
摘要 细胞核储藏有植物体的主要遗传信息。植物细胞核蛋白质组的动态变化直接影响植物基因表达调控，进而调节植物生长发育与环境应答过程。细胞核蛋白质组学研究为解析植物发育与逆境应答的分子机制提供了重要信息。综述了近年来植物细胞核蛋白质组学研究的进展，以促进其进一步研究。
关键词 植物；细胞核；蛋白质组学
中图分类号 q942.6 文献标识码 a 文章编号 1007-5739（2013）05-0225-02
在高等植物中，除韧皮部成熟的筛管等极少数细胞外，其他细胞都具有细胞核。细胞核是遗传信息的储存场所，承担着基因复制、转录和转录产物加工等功能，也是细胞遗传与代谢活动的调控中心。研究细胞核的蛋白质组成与动态变化，对于深入解析植物发育与逆境应答过程中的基因表达调控的分子机制具有重要意义。近年来，不断发展的高通量蛋白质组学技术平台为全面解析植物细胞核蛋白质表达谱与动态特征提供了良好的技术平台。人们已经将双向电泳、色谱技术与生物质谱技术相结合，初步研究了水稻（oryza
sativa）、维柯萨（xerophyta viscosa）、洋葱（allium cepa）、拟南芥（arabidopsis thaliana）、鹰嘴豆（cicer arietinum）和大豆（glycine max）等植物细胞核的蛋白质组特征。本文综述了近年来植物细胞核蛋白质组学研究进展。
1 植物细胞核与核蛋白质的制备
目前的植物细胞核蛋白质组学研究，主要是从植物幼苗或悬浮培养细胞中提取细胞核。从幼苗中提取细胞核，首先在低温条件下将幼苗研磨成粉末，进而通过以percoll为介质的密度梯度离心富集细胞核[1]。从悬浮培养细胞中提取细胞核，利用匀浆机破碎或细胞壁水解酶除去细胞壁，然后通过改变细胞内外渗透压破碎原生质体，并利用密度梯度离心富集细胞核[1]。获得细胞核以后，通常利用dapi染色后的显微观察，或通过测定细胞核制备液中叶绿素含量等方法来评价细胞核的纯度。然后利用酚抽法或tca丙酮沉淀法提取细胞核蛋白质。进而，以组蛋白或核仁纤维蛋白为细胞核标记蛋白质，通过免疫印迹实验来检测细胞核蛋白质的纯度，也可通过检测过氧化氢酶活性来评价细胞核蛋白质的纯度。
植物膜蛋白质组学研究进展
植物膜蛋白质组学研究进展
摘要：植物膜蛋白质组学的研究是蛋白质组学研究者关注的焦点之一，但由于膜蛋白具有低丰度、疏水性等特点，因此膜蛋白的富集提取、分离鉴定存在很大的难度。从膜蛋白的富集提取、分离鉴定入手，阐述其研究进程，对质膜蛋白、叶绿体膜蛋白、线粒体膜蛋白和液泡膜蛋白等方面的研究进展进行了综述，并对膜蛋白的研究前景进行展望。
关键词：植物；膜蛋白；膜蛋白质组学：研究技术
生物膜具有的主要功能可归纳为：能量转换、物质运送、信息识别与传递等，这些功能在很大程度上决定于膜内所含的蛋白质——膜蛋白。膜蛋白是一类具有独特结构的蛋白质，镶嵌于膜脂的特性使这一类蛋白处于细胞与外界的交界部位，介导细胞与外界之间的信号传导，并执行很多基本的和重要的细胞生物学功能。
1 膜蛋白质组学研究技术的发展
膜蛋白的研究面临的挑战是膜蛋白(主要是低丰度蛋白、疏水蛋白)的提取鉴定、膜蛋白的定位和功能等方面。现在一些新技术的利用如增溶剂(尿素、硫脲)。新的去垢剂(CHAPS和ASB-14)，以及有机溶剂(CHCl3)等极大地改善了膜蛋白质的溶解性能；同时一些新的双向电泳技术(如：自由流电泳)的利用扩大了膜蛋白的常规分离范围：另外质谱技术的发展使得膜蛋白的鉴定在最近几年取得了较大的发展，这些技术都在一定程度上使膜蛋白具有低丰度、难溶解、等电点时易沉淀、不易酶解等难题得到一定程度的解决。
1.1 膜成分的制备纯化
获得高度纯化的膜成分是进行膜蛋白研究的基础。制备纯化膜成分的方法很多，在植物材料中以蔗糖密度梯度离心法、两相分配法和自由流电泳(FFE，free
flow electrophoresis)等方法为主。
有的学者利用亲和两相法提纯了质膜，WGA(麦胚凝集素，wheat-germ
agglutinin)能识别质膜表面的糖链，结合糖蛋白质和糖脂，并能与质膜外表面的唾液酸和N-乙酰氨基葡萄糖相结合，将WGA共轭结合到葡聚糖上，可将质膜从其他生物膜中纯化出来。生物素-亲和素亲和纯化法可以明显地降低其他细胞器的污染，尤其是线粒体和内质网。经试验，这种方法可将质膜富集400倍并且污染较少，尤其是经高盐(1 mol·L-1KCL)和(0.1 mol·L-1Na2COM3)洗涤后，可以得到很纯的整合质膜片段。
蛋白质组学在消化系统肿瘤中的研究进展
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蛋白质组学在消化系统肿瘤中的研究进展
丁莺吕宾・综述・
摘要：蛋白质组学是系统研究分子体系、亚细胞系、细胞、组织、器官乃至整体等生物体系内蛋白质组成
及其活动规律的科学。近些年来，它已成为全面分析蛋白质表达变化的有力研究工具，并被广泛应用到各
种疾病研究之中。此文旨在介绍蛋白质组学的相关研究技术及其在消化系统肿瘤中的应用。
关键词：蛋白质组学；消化系统肿瘤；生物标志物
蛋白质组学是一门以全面蛋白质性质研究（如
表达水平、转录后修饰、细胞内定位、相互作用等）
为摹础，在蛋白质整体水平对疾病机制、细胞模式、功能联系等方面进行探索的科学。２００１年，国际人
类蛋白质组组织（ＨＵＰＯ）成立，提出了人类蛋白质
组计划（ＨＰＰ），使其在人类疾病方面的应用迅速
发展。蛋白质组学作为肿瘤研究的新平台，通过从整
体水平研究蛋白质间的网络调控，对食管癌、胃癌、
肝癌、胰腺癌、结直肠癌等消化系统肿瘤的早期诊
断，寻找新标志物，治疗以及药物开发的新靶点等
方面具有重要意义。
１蛋白质组学的研究技术
１．１二维电泳
目前，常用的方法是双向凝胶电泳技术（２一
ＤＥ），其基本原理是将不同种类的蛋白质按照等电
点和分子量差异进行高分辨率的分离方法。由于
普通２－ＤＥ技术难以分离具有极端分子量或极端等
电点的蛋白质，且无法自动化，从而影响实验结果，
荧光差异显示凝胶电泳（ＤＩＧＥ）技术应运而生。ＤＩＧＥ是结合荧光染色技术，将测试样品荧光染色，
然后进行二维电泳，使测试样品与对照样品的蛋白
质在同一平面显示不同荧光，从而区分两者蛋白质
差异。
１．２同位素亲和标签技术
同位素亲和标签技术（ＩＣＡＴ）主要原理是用
“轻”、“重”试剂标记半胱氨酸，由于此标记有生物
素标签，可行色谱分析。其主要特点是：选择性地
只与半胱氨酸起反应，用于功能相关的蛋白质组研
究；在定量检测和差异表达检测上有较大优势，可
肝脏毒理学的蛋白质组学研究进展
・４８・ 牡丹江医学院学报 ２０１２年 第３３卷 第４期 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＭＵＤＡＮＪＩＡＮＧ ＭＥＤＩＣＡＬ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｖｏ１．３３ ＮＯ．４ ２０１２ 观察［Ｊ］．现代肿瘤医学，２０１０，１８（１０）：１９５９—１９６０． ２王弘锦，王风岭，仇新军，等．康莱特注射液联合放疗老年非小细 胞肺癌临床观察［Ｊ］．河北医药，２０１１，３３（５）：６８３—６８４． ３缪亚军，王亚非．康莱特注射液联合化疗治疗结直肠癌肝转移的 临床观察［ＪＪ．中华肿瘤防治杂志，２０１１，１８（９）：７２６—７２７． ４刘洪明，杨波，姜迎宵．三维适形放疗联合康莱特注射液治疗腹 膜后转移瘤的临床研究［Ｊ］．现代肿瘤医学，２０１０，１８（０５）：９５６— ９５７． ５华哗，陈德玉，刘俊，等．康莱特在同步放化疗治疗局部晚期鼻咽 癌中减毒增效作用初步研究［Ｊ］．齐齐哈尔医学院学报，２０１１，３２ （１９）：３１２５—３１２６． ６王正安，徐宁红，奉吉坤．康莱特注射液联合同步放化疗治疗６８ 例中晚期非小细胞肺癌临床观察［Ｊ］．现代肿瘤医学，２０１０，１８ （０８）：１５６７—１５６９． ７张亮，王亚非．康莱特注射液联合化疗对晚期胃癌的疗效及对免 疫功能的影响［Ｊ］．２０１０，３０（１１）：１６５７—１６５９． ８邹春英，吕培中，王晓莲，等．康莱特对老年肺癌患者外周血Ｔ淋 巴细胞及亚群ＣＤ２８表达的影响［Ｊ］．江苏医药，２０１１，３７（１５）： １７６８—１７７０． ９张字明，韩正祥，冯守信．康莱特注射液对提高晚期消化道肿瘤 患者生存质量的效果观察［Ｊ］．临床合理用药，２０１１，４（１０Ａ）：６３ —６４． １Ｏ萧娟，王亚珍，甄严杰，等．薏苡仁注射液联合羟喜树碱治疗老 年晚期非小细胞肺癌恶性胸腔积液的疗效及机制［Ｊ］．中国老 年学杂志，２０１１，ＩＩ（３１）：４０９２—４０９４． １１宋萌萌，刘世研．康莱特注射液＋卡铂胸腔灌注联合培美曲塞 全身化疗治疗老年肺腺癌恶性胸水临床观察［Ｊ］．中医临床研 究，２０１１，３（２１）：１０—１１． １２孙雷．康莱特联合顺铂热灌注化疗治疗恶性腹腔积液的疗效观 察［Ｊ］．现代肿瘤医学，２０１１，１９（９）：１８２０—１８２１． １３王红梅，廖国清，刘鹏辉，等．康莱特注射液联合多西他赛治疗老 年晚期非小细胞肺癌［Ｊ］．现代肿瘤医学，２０１０，１８（ｏ９）：１７４４— １７４５． １４任建鸿，王红，刘丽梅，等．康莱特注射液联合ＮＰ方案化疗治疗 老年晚期非小细胞肺癌的临床观察［Ｊ］．２０１０，１０（１７）：３２７５— ３２７８． １５王玉霞，张霄峰．康莱特注射液联合放疗治疗骨转移癌的临床 观察［Ｊ］．临床药物实践，２０１０，１９（１）：５１． １６管燕，郭其森，宋沽．康莱特联合ＧＰ方案治疗老年晚期非小细 胞肺癌临床观察［Ｊ］．中国老年保健医学，２０１０：８（１）５－７． １７成建德．康莱特注射液为主提高晚期癌症患者生存质量临床观 察［Ｊ］．山西中医，２００９，２５（７）：２９—３０． １８魏千程，孟庆常，燕忠生．康莱特静滴对晚期肝癌患者生存质量 影响的研究［Ｊ］．现代肿瘤医学，２００，１７（０９）：１７４０—１７４１． １９张娟，李青蜂，周庆丰．康莱特注射液对晚期癌症患者生存质量 观察［Ｊ］．医药论坛杂志，２００９，３０（２１）：６６—６８． ２０张亮。王亚飞．康莱特提高晚期恶性肿瘤患者生活质量的临床 观察［Ｊ］．交通医学２０１０，２４（６）：６７６—６７７．
线粒体蛋白质组学的研究进展
线粒体蛋白质组学的研究进展
【摘要】 线粒体是真核细胞重要的细胞器，随着蛋白质组技术的进展和完善，一些新方式也被应用于线粒体蛋白质的研究，线粒体蛋白质组研究尽管已取得了一些功效，但线粒体蛋白质组数据库中的数据仍较匮乏，而且还有一些问题亟待解决和改善。
【关键词】 线粒体；蛋白质组学
人类体细胞中除红细胞，其他所有细胞均含有线粒体。线粒体是真核细胞重要的细胞器，它不仅是机体的能量代谢中心，而且还参与多种重要的细胞病理进程。线粒体拥有自己的DNA（mtDNA），能够进行转录、翻译蛋白质合成。线粒体含有500～2 000种蛋白质，约占整个细胞蛋白质种类的5%~10%。线粒体的蛋白质参与机体许多生理、病理进程，如参与电子传递和ATP合成、三羧酸循环、脂肪酸氧化、氨基酸降解等进程。线粒体蛋白质结构与功能的改变与人类许多疾病相关，如退行性疾病、心脏病、衰老和癌症。运用蛋白质组研究技术，从整体上研究这些蛋白质在生理及病理状态下的转变趋势及彼此关系，能够为线粒体作用机制的探讨提供新的有力的支持。
1 线粒体的超微结构和功能
线粒体是机体细胞中重要的亚细胞器，它具有独特的超微结构和多种重要的生物学功能。线粒体由两层膜包被，外膜滑腻，内膜向内折叠形成嵴，两层膜之间有腔，线粒体中央是基质。基质内含有与三羧酸循环所需的全数酶类，内膜上具有呼吸链酶系及ATP酶复合体。线粒体是细胞内氧化磷酸化和形成ATP的要紧场所，有细胞“动力工厂”之称。线粒体合成的ATP供给几乎所有的细胞生理进程：从骨骼肌和心肌的收缩，到细胞膜跨膜离子梯度的维持、乃至激素和神经递质的分泌等。另外，线粒体有自身的DNA和遗传体系，但线粒体基因组的基因数量有限，因此，线粒体只是一种半自主性的细胞器。线粒体的要紧化学成份是蛋白质和脂类，其中蛋白质占线粒体干重的65%~70%，脂类占25%~30%。在肝细胞线粒体中外膜、内膜、膜间隙和基质四个功能区，各蛋白质的含量依次为：基质67%，内膜21%，外膜8%，膜间隙4%。内膜含有三类功能性蛋白：（1）呼吸链中进行氧化反映的酶。（2）ATP合成酶复合物。（3）一些特殊的运输蛋白，调剂基质中代谢物的输出和输入。细胞线粒体的功能，不仅限于生物学功能。它们在氨基酸和血脂新陈代谢、血红素和铁硫群生物合成、细胞信号与细胞凋亡发挥关键作用。
蛋白质组学的研究进展及其在动物科学研究中的应用
动物营养Ａｎｉｍａｌ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ
蛋白质组学的研究进展及其在
动物科学研究中的应用
孙焕林 ，吴妍妍 ，刘艳丰 ，张文举ｐ
（１．石河子大学动物科技学院，新疆石河子８３２００３；２．新疆畜牧科学院饲料研究所，乌鲁木齐８３００００）
摘要：蛋白质作为功能基因的主要体现者，其表达模式和功能成为当今研究的热点。随着后基因组时代的 到来，蛋白质组学技术的发展将会在动物科学的研究领域产生巨大的促进作用。文章综述了蛋白质组学的概念、 相关技术及其在动物精液质量检测、动物疾病和动物营养研究等方面的应用。 关键词：蛋白质组学；蛋白质组学技术；动物科学；研究进展 中图分类号：ＴＱ９３；ＴＱ９３６文献标志码：Ａ文章编号：１００１—００８４（２０１３）０８—００１８—０５
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ ｉｎ ＡｎｉｍａＩ Ｓｃｉｅｎｃｅ
ＳＵＮ Ｈｕａｎｌｉｎ ，ＷＵ Ｙａｎｙａｎ ，ＬＩＵ Ｙａｎｆｅｎｇｚ，ＺＨＡＮＧ Ｗｅｎｊｕ
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｎｌｍａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｉｈｅｚｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｉｈｅｚｉ ８３２００３，Ｓｉｎｋｉａｎｇ Ｃｈｉｎａ； ２．Ｆｅｅｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｉｎｋｉａｎｇ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｎｉｍａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｕｒｕｍｑｉ ８３００００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｖｅｈｉｃｌｅ ｆｏｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｅｎｅｓ，ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｒｏｔｅｉｎ ｂｅｃａｍｅ ａ ｈｏｔ
ｓｐｏｔ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｄｖｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｒａ ｏｆ ｐｏｓｔ—ｇｅｎｏｍｅ，ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｉｌｌ
蛋白质结构与功能研究的新进展
蛋白质结构与功能研究的新进展
蛋白质是细胞内最重要的生物大分子之一，扮演着许多重要生理过程的关键角色。因此，对于蛋白质结构与功能的研究一直是生命科学领域的重点之一。在最近的研究中，科学家们利用新技术和新方法，取得了一些重要进展，本文将简要介绍其中一些。
1.单细胞蛋白质组学的新突破
单细胞技术的迅速发展带来了研究单个细胞的新机会。利用单细胞蛋白质组学技术，科学家们可以获取每个细胞的蛋白质组成，以深入研究单个细胞的生物学特性。目前，单细胞蛋白质组学已经应用于肝细胞、肺癌细胞、胚胎干细胞和单个人体免疫细胞等多个细胞类型的研究。该技术为了解个体细胞特异性生理功能和病理状态提供了新的手段。
2.人工智能在蛋白质结构分析中的应用
随着深度学习技术的迅速发展，人工智能在蛋白质结构分析中的应用也越来越成熟。科学家们训练神经网络来预测蛋白质结构，并在此基础上进行蛋白质设计和工程改造。这种方法已经被成功应用于抗体和酶的优化设计中。同时，该技术还在大规模的蛋白质结构预测和分析中取得了许多成功的应用。
3.新相互作用分析方法的发展
相互作用是蛋白质功能发挥的重要机制。过去，研究蛋白质相互作用大多采取基于结构的方法。而现在，新的技术发展使得科学家们能够采取更高效的技术来进行相互作用的分析。例如，近年来已经发展出许多高通量的方法来探索蛋白质相互作用网络，如亲和性质谱技术、Y2H技术、TAP-MS技术等，这些技术有效地促进了蛋白质相互作用的研究。
4.分子动力学模拟的新进展
分子动力学模拟是一种用于模拟蛋白质分子内部原子运动和反应的计算方法。最近，湖北大学的科学家们利用机器学习技术对分子动力学模拟进行了改进，提高了其计算精度，并将其用于预测蛋白质间的相互作用。该方法巧妙地结合了计算机科学和生命科学，为生物学家研究蛋白质的内部结构和功能提供了新的方式。
综上所述，蛋白质结构与功能研究在不断发展，新技术、新方法的应用不仅使其速度和效率提高，同时创造了更多的机会和前景。这些新进展将有助于加深我们对蛋白质的理解并为生物医学研究提供无限可能。