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蛋白质组学的含义

     研究蛋白质组的科学,阐明生物体全部蛋白质的表达模式及功能模式,其内容包括蛋白质的定性鉴定、定量检测、细胞内定位、互相作用研究等,最终揭示蛋白质功能网络。



蛋白质组学研究的内容

     1)结构蛋白质组学:

     主要研究蛋白质的氨基酸序列、三维结构的解析、种类分析、数量确定等。

     蛋白质结构测定主要是应用X-光衍射技术,蛋白质种类和数量测定主要是应用双向电泳,蛋白质鉴定的手段是质谱法;

     2)功能蛋白质组学:

     研究蛋白质的功能,确定蛋白质在亚细胞结构中的定位,蛋白质-蛋白质的相互作用等。

     蛋白质组学比较注重研究蛋白质类型与数量在不同种类、不同时间和条件下的动态本质。

蛋白质组学对分析的挑战

     DNA微阵列和相关方法分析基因表达依赖于两个重要工具:PCR和寡核苷酸与互补序列的杂交。但是没有类似的工具用于蛋白质分析。

     1)没有PCR等价物。目前不可能有多肽分子以类似于核苷酸通过PCR复制的方式复制。

     2)蛋白质不能专一地与互补氨基酸序列杂交。

     3)细胞中每一个蛋白质产物并不一定只有一种分子实体。

     因此,蛋白质组的分析需要一套不同于基因表达分析的工具,能够对修饰和非修饰的蛋白质进行检测和定量分析。

蛋白质组学的工具

     1)数据库:蛋白质、ESTexpressed sequencetags)、和基因组序列数据库共同提供了生物表达全部蛋白质的完整数据库目录。

     2)质谱(MS):目前认为MS是肽序列分析中的最新技术。MS数据为蛋白质鉴定提供了最有力和最精确的方法。

     3)对数据库中特定蛋白质序列与MS数据进行比对的各种软件。

     4)蛋白质的分析分离技术,2D-SDS-PAGE是最广泛用于蛋白质组学的技术,蛋白质分辨率达到成千上万种,完全可以用于组织与细胞中的大规模蛋白质分离。

蛋白质组学的应用范围

     根据目前的实践,蛋白质组学包括三项主要应用:

     1)蛋白质表达谱:蛋白质表达谱是鉴定生物或细胞特定状态下蛋白质的表达或药物、化学或物理刺激下蛋白质的表达,获得蛋白质组图、蛋白质组成成分鉴定、新型蛋白质发掘、蛋白质差异显示。

     2)蛋白质修饰谱:蛋白质修饰谱是鉴定蛋白质在何处、怎样被修饰的。许多蛋白质翻译后的修饰控制着蛋白质的靶向、结构、功能和转换。此外,许多环境化学因素、药物、和内源化学因素可产生修饰蛋白质的活性亲电体。

     3)蛋白质网络谱:蛋白质网络谱是在生物系统中测定蛋白质之间相互作用的蛋白质组学方法。这些相互作用决定蛋白质功能网络。

蛋白质组学研究技术进展

     11975年,2-DE技术建立,上世纪80年代,固相化pH梯度凝胶问世,使2-DE的重复性和加样量改善;

     2)上世纪末期,MALDI-TOF-MSESI-MS可精确测定相对分子量和微量蛋白质的测定;

     3)快速多肽序列分析;

     490年代,多图象分析与大规模数据处理软件问世,复杂蛋白质图谱处理成为现实。