蛋白质组技术及小麦蛋白质组研究进展

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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。

国内植物蛋白质组学研究进展

下调．通过质谱分析最终鉴定出１蛋白质，Ｏ种它
们分别参与热胁迫、氨基酸代谢、核苷酸代谢、光合作用和碳代谢等，并且可能在拟南芥叶片应答
茉莉酸诱导过程中起到重要作用．热激蛋白是如植物应对逆境胁迫的防卫机制成员，在逆境胁其迫下的表达量增加可提高植物的防御能力．且而热激蛋白作为抗氧化剂，以清除过剩的活性氧，可
显著的蛋白质点．这些蛋白质在解除种子休眠这
一
复杂的发育过程中扮演了不同角色，它们分别
涉及环境胁迫反应、细胞循环、信号转导和贮藏蛋
白代谢等生理活动．
１２温度胁迫．
陆兆明等利用蛋白质组学技术研究双孢蘑菇０菌株在常温与高温胁迫下的蛋白质表达２
１植物抗逆的蛋白质组学
１１激素胁迫．
素提高水稻耐盐性的途径中发挥一定的作用．孙
国忠等利用蛋白质组学技术比较解除休眠前
后小麦胚在ＡＡ和ＨＯ处理后的蛋白质表达情Ｂ：
潘怡欧等 ¨ 对茉莉酸诱导的拟南芥叶片进
系Ｔｉｕｎ２６Ｙ５接种条锈菌Ｃ３的蛋ａｈａｇ９／ｒｃＹ２后白质组变化进行分析．经小麦叶片总蛋白的提取、
提高自身热休克蛋白的表达量来保护使其免受外
界有害的高温影响；异柠檬酸裂解酶是乙醛酸而
郭鸿亮
（哈尔滨师范大学）

提高小麦蛋白质含量的措施

通过基因工程手段，将高蛋白基因导入小麦，可以显著提高小麦蛋白质含量。
新型农业装备与技术推广
新型农业装备与技术推广可以提高小麦种植效率和产量，间接提
高蛋白质含量。
通过推广智能农业装备和技术，实现精准施肥和灌溉，可以提高小麦的营养吸收和光合作用效率
，从而提高蛋白质含量。
新型农业装备与技术还可以降低种植成本，提高经济效益，促进
农民种植积极性。
THANKS
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提高小麦蛋白质含量的措施
汇报人： 2024-01-09
目录
• 种植前措施 • 种植中措施 • 种植后措施 • 技术创新与应用
01
种植前措施
选育高蛋白小麦品种
选育优质高蛋白小麦品种是提高小麦蛋白质含量的基础。通过遗传改良和基因工程技术，培育出具有高蛋白质含量和优良品质的小麦品种，能够显著提高小麦的营养价值。
03
种植后措施
病虫害防治
病虫害防治是提高小麦蛋白质含量的一项重要措施。通过有效的病虫害防治，可以减少小麦生长过程中的损失，提高其蛋白质含量。
病虫害防治的方法包括生物防治、化学防治和农业防治等。应根据具体情况选择合适的防治方法，并注意防治过程中的环保和安全问题。
收获期管理
收获期是小麦蛋白质含量的关键时期，因此收获期管理对于提高小麦蛋白质含量至关重要。
在施肥管理方面，应根据土壤养分状况和作物需求，合理施用氮、磷、钾等营养元素，同时注重有机肥的施用，以提高土壤有机质含量和生物活性。
02
种植中措施
合理密植
总结词
合理密植是提高小麦蛋白质含量的重要措施之一。
详细描述
通过合理密植，可以优化小麦的群体结构，提高光能利用率，增加单位面积的穗数和粒数，从而提高小麦蛋白质含量。

蛋白质组学研究进展及其在植物学研究中的应用

关键词：蛋白质组学；研究技术；表达模式；功能模式中图分类号：Ｑ４．８９５７文献标识码：Ａ文章编号：１０ — ８Ｘ２０）２００ — ４０７９４（０８０－０５０
随着人类基因组草图２０年的正式发表和２０年４０１０３月的最终完成，科学家们又进一步提出了后基因组计划，蛋白质￥（ｒｔｍｅ究便是其中一个很重要的内容。蛋白质组学（ｒｔｍｉｙＥＥ作为功能基因＿Ｐｏｅ）￣ｏ研Ｐｏｅｃｄｊ是ｏｓ组学的重要支柱在２世纪９年代应运而生，已同基因组学（ｅｏｃ）００并Ｇｎｍｉ和生物信息学（ｉｆｍｔｓｓＢｏｏａｃ－ｈｒｉ）起成为新世纪生命科学研究的前沿和热门领域。
质组的学科，分析生物体内、组织内或某一细胞内的蛋白质组成成分、表达水平和修饰状态，了解蛋白质
之间的相互作用及其联系，从整体水平上研究蛋白质的组成和调控的规律。蛋白质有其自身特定的活动规律，这些往往不能直接从基因组的信息中反映出来。这是由于基因是均的，在同一生物体内不同种类细胞中基本是相同的，而且是静态的，较稳定的。蛋白质则不同，具有多样性。同一生物体内不同种类细胞间，甚至同类细胞的不同时期内的蛋白质丰度及种类都是不同的，并且
收稿日期：２０ —９２０７０－７
基金项目：黑龙江省研究生创新项目
作者简介：郭周良（９０）男，１８一，在读硕士研究生，主要从事植物遗传学研究。
维普资讯
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６・
பைடு நூலகம்
齐齐哈尔大学学报

蛋白质组学技术在各领域的解决方案

蛋白质组学技术在农业生物科研领域、疾病机理机制研究、药物研究、海洋环境、植物胁迫机制研究等方面具有广泛应用。

蛋白组学的研究通常遵循以下思路：蛋白质组学研究思路图 1 蛋白质组学研究思路一、蛋白质组学在农业生物科研领域的应用蛋白质组学技术在农业生物科研领域的应用为作物生长发育、病虫害防治、遗传育种、畜牧兽医学疾病诊断和治疗等方面发挥重要的作用，为现代农业发展开辟新途径。

1 .蛋白质组学在农作物研究中的应用农业是我国人口赖以生存的基础，而提高粮食产量和品质则是农业发展的关键。

蛋白质组学关键技术在作物遗传育种、品系鉴定、品质改良、逆境胁迫应答等关键环节的应用，为农业作物的进一步开发利用提供巨大的参考价值。

蛋白质组学可系统研究农作物在特定环境或某个发育阶段的组织和器官中蛋白质的表达变化，有助于作物发育过程机制的理解。

Jia等人利用SWATH等技术对四种玉米组织中的蛋白质进行定量分析：包括未成熟雌穗，未成熟雄穗，授粉后20天的幼胚和14日龄幼苗的根。

在玉米的4种组织中总共鉴定到4551个蛋白质，其中在雌穗，雄穗，幼胚和幼根中分别鉴定到3916、3707、3702和2871种蛋白质。

利用生物信息学技术将蛋白质组和转录组进行关联分析，并且进一步分析组织特异性高表达的基因和蛋白，以了解玉米组织结构和器官发生的调节机制，为研究玉米发育生物学研究提供了新的线索。

相关成果2017年发表在Journal of Proteome Research上。

图 2 实验流程图文献来源：Jia HT, Sun W, Li MF, et al. An integrated analysis of protein abundance, transcript level and tissue diversity to reveal developmental regulation of maize [J]. J. Proteome Res, December 18, 2017.2.蛋白质组学在食品科学中的应用在食品安全研究中，蛋白组学的出现为食品科学的研究指明了方向，同时也为食品科学的研究奠定了良好的发展平台。

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组学的研究方法主要包括样品制备、质谱分析以及数据分析三个阶段。

在样品制备阶段，研究人员需要选择合适的方法来提取和纯化蛋白质。

常用的方法包括差凝蛋白法、电泳法、柱层析法等。

质谱分析是蛋白质组学的核心技术，主要有两种方法：质谱图谱分析和质谱定量分析。

质谱图谱分析可以通过比对已知蛋白质的质谱图数据库来鉴定未知蛋白质；质谱定量分析可以测定样品中各个蛋白质的数量变化。

数据分析是蛋白质组学研究的关键环节，用于解读大量的质谱数据。

近年来，蛋白质组学的研究取得了诸多重要进展。

首先，高通量质谱技术的发展使得大规模蛋白质组学研究成为可能。

比如，液相色谱和质谱联用技术（LC-MS/MS）可以同时检测数千种蛋白质，大大提高了鉴定和定量蛋白质的效率和准确性。

其次，全蛋白质组学的研究范围不断拓展。

除了研究细胞蛋白质组，研究人员还开始探索组织蛋白质组和生物体蛋白质组等更高层次的组学研究。

通过研究这些复杂组织中蛋白质的种类和功能，可以深入了解细胞和生物体的复杂生理和病理过程。

此外，蛋白质组学也开始向单细胞水平的研究发展，可能为研究细胞发育、疾病药物靶点等方面提供新的突破口。

蛋白质组学在医学和生命科学领域有着广泛的应用前景。

通过深入了解蛋白质组的变化和相互作用，可以揭示细胞和生物体的生理和病理过程，为疾病的早期检测和诊断提供重要依据。

蛋白质组学也可以用于发现新的疾病标志物、筛选新药靶点以及评估药物的疗效和安全性。

此外，蛋白质组学还可以用于研究生命起源、进化以及各种生物学过程的分子机制。

总之，蛋白质组学的发展必将为生命科学研究带来更多的突破和进展。

蛋白质组学及其研究进展

Ｐｏｏｉ）和功能蛋白质组学（ｕｃｉａＰｏｅｍｅ），。表达蛋白质组学是指对ｒｔｍｅｅｓＦｎｔｎｌｒｔｉｏｏｓ
一
个指定的细胞、组织或生物所产生全部蛋白质的鉴定；结构蛋白质组学是指对上述全
部蛋白质精确三维结构的测定；功能蛋白质组学的任务是阐明上述全部蛋白质所形成的
类似于电路的功能网络。
蛋白质组学的经典方法是双向电泳与生物质谱联用（ｗ．ｉｅｓｎｌｅｅｅｒｐｏｔｏｄｍｎｉａｇｌｌｔｈ．ｏｅｏｒｓ／ａｓｐｃｏｅｙ－ＥＭ）ｅｉｍｓｓｅｔｍｔ，２Ｄ／Ｓ，具体的流程包括：以固相ｐｓｒｒＨ梯度等电聚焦为第一向（ｍｏｉｚｄｐｒｄｎｓｓｅｃｉｆｃｓｇＩＧＩＦ，以十二烷基磺酸钠聚丙烯酰胺ｉｍｂｌｅＨｇａｉｔｉｌｔｃｏｕｉＰ）ｉｅｏｅｒｎＥ凝胶电泳（ｏｉｍｄｄｃｌｓｌｔｐｌｅｙａｄｅｅｃｏｈｒｉ，ＳＳＰＧｓｄｕｏｅｙｕａｏｙｒｌｅｇｌｌｔｐｏｅｓＤ．ＡＥ）为第二ｆｅａｍｉｅｒｓ向的双向电泳、染色、扫描、取点、酶解、点处理和质谱分析。双向电泳的分辨率和灵
胞和组织样品的制备应尽可能减少蛋白的降解；尽可能地提高样品的溶解度，并保持在整个电泳过程中蛋白质的溶解状态；防止溶液介质中对蛋白质的人为修饰；破坏蛋白质与其他生物大分子之间的相互作用，以产生独立的多肽链；有的研究中必须保持蛋白质

蛋白质组学研究进展及展望

收稿日期226作者简介陈化洋(),男,安徽省淮北人,淮北职业技术学院医学系助教。

研究方向正常人体功能。

蛋白质组学研究进展及展望陈化洋(淮北职业技术学院医学系,安徽淮北　235000)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。

蛋白质组的研究手段主要有2DE 质谱技术以及研究蛋白质之间相互作用的酵母双杂交、表面等离子技术等。

关键词:蛋白质组学;蛋白质组;双向凝胶电泳;质谱中图分类号:Q51 文献标识码:A 文章编号:167128275(2008)0320039202 人类基因组计划的顺利实施,是生命科学研究的中心正逐渐转到基因组功能的阐明,生命科学几乎在转瞬之间开始了新的征程———蛋白质组研究,进入了一个新的纪元———后基因组时代。

1　蛋白质组学的研究内容蛋白质组学是研究在特定时间或环境下某个细胞或某种组织基因组表达的全部蛋白质。

蛋白质组学的真正含义在于:它是对不同时间和空间上发挥功能的特定的蛋白质组群进行研究,进而在蛋白质的水平上探索其作用模式、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、新要开发、新陈代谢途径研究等提供理论依据和基础。

2　蛋白质组与基因组的关系基因是遗传信息的携带者,蛋白质则是生命活动的执行者。

实际上每一种生命运动形式,都是特定蛋白质群体在不同的时间和空间出现并发挥功能的结果。

因而蛋白质组研究是我们理解细胞功能和疾病发生发展过程的中心环节。

如果不能共同致力于蛋白质组的研究,那么基因组的研究成果将无法兑现。

DNA 序列所提供的信息仅仅是一种静止的资源,而细胞的生命活动是通过各种蛋白质来实现的一种动态过程。

3　蛋白质组学的主要研究技术从整体上看,蛋白质组研究包括两个方面,一方面是对蛋白质表达模式的研究,即蛋白质组组成的研究;另一方面是对蛋白质组功能模式的研究。

小麦谷蛋白分子结构研究进展

２００９年１９（１）生物技术ＳＯＩＤ活性较高。

在瓶插后第５ｄ，ＣＫ切花的ｓ０Ｄ活性开始迅速下降，保鲜剂处理的切花ＳＯＤ活性虽然也有不同程度的下降，相比对照来说，其ＳＯＤ活性依然较高，表明ｃｋ清除自由基能力急剧下降。

在５ｄ．９ｄ，处理２下降的速率较慢，有利于ＳＯＤ保持较好的清除自由基的能力，延长瓶插花卉的寿命。

掣妲口。

们瓶插天数（ｄ）ｖ∞ｅｄａｙｓ（ｄ）图４不同保鲜剂对花枝ＳＯＤ活性的影响Ｆｉｇ．４Ｅｆｆｅｃｔｓｏｔ＂ａｃｔｉｖｅＳＯＤｗｉｔｈａｎｔｉｓｔａｌｉｎｇａｇｅｎｔｓｉｎｃｕｔｅａｒｒｕｉｔｉｏｎｆｌｏｗ目２．４不同保鲜液对切花瓶插寿命的影响从表２看出：温度（２５±２）ｏＣ、相对湿度５０％一６０％．各处理均可以延长瓶插寿命。

处理２在延长瓶插寿命方面都明显比ＣＫ和处理１、３、４好。

瓶插寿命分别延长了１１．４ｄ、３．４ｄ、１．６ｄ和３．６ｄ。

表２不同保鲜剂对鲜切化寿命的影响（ｄ）Ｔａｂｌｅ２Ｅｆｆｅｃｔｓ０ｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔ钿ｈ—ｋｅｅｐｉｎｇｉｉ目ｅｎｔｓ０１１ｖａ∞ｌｉｆｅｏｆｃｕｔｆｌｏｗｅｒ注：＊＊检验达到极显著水平。

３讨论关于香石竹鲜切花采后生理和保鲜技术的研究，国内董新红、苏同福等人作了大量研究工作口Ｊ】，研究成果已应用到实际中。

如鲜切花刚刚脱离母体以后，其呼吸作用比较旺盛，一方面，鲜切花采后生理水要保持平衡；另一方面，加糖、有机酸、杀菌剂等可以起到保持鲜切花采后营养物质的供给和防治病虫害的入侵，延长切花瓶插寿命ｍ’“】。

８９本实验主要的工作集中在表面活性剂对香石竹切花采后寿命的研究，蔗糖、柠檬酸、８一羟基喹啉都采用相同的浓度．从图１可见，处理２保鲜液可以很好地延缓花枝失水，使花枝保持一定的膨压，达到延长瓶插寿命的目的；从图２可知，处理３在６ｄ后降至０，处理４在第６ｄ降至负数，均影响鲜切化对水分的吸收。

可见，不同的化学药剂之间可以使用表面活性剂物质，提高各化学药剂的效率；但当表面活性剂的浓度超过Ｏ．０１％时，使其保鲜剂的整体保鲜效果降低，影响鲜切花的瓶插寿命。

蛋白质分析的研究进展

蛋白质分析的研究进展随着科学技术的飞速发展，蛋白质研究也在不断拓展新的领域。

从最初人们仅能识别蛋白质的分子量、异构体和特殊结合蛋白质的方法，到现在可以通过大规模分析蛋白质组成和结构，蛋白质分析技术正在不断突破和革新。

一、蛋白质组学技术的发展蛋白质组学是研究生物体所有蛋白质组成和功能的学科。

早期的蛋白质组学主要依靠两维电泳技术进行分离、纯化和鉴定蛋白质。

但是两维电泳的样品处理、准确性和抗干扰能力等方面还有很多不足之处。

近年来，随着蛋白质组学技术的不断进步，两维电泳逐渐被液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)技术取代。

LC-MS/MS技术具有分离与鉴定蛋白质高效、准确性高、能够检测低丰度蛋白等优点，成为现代蛋白质组学的主要手段。

随着蛋白质分析技术的不断提高，人们开始关注蛋白质之间的相互作用关系。

近些年，利用蛋白质组分析相互作用网络的技术不断得到发展，例如建立蛋白质-蛋白质相互作用关系网络和蛋白质-代谢关系网络等，同时发现存在许多与健康和疾病相关的蛋白质相互影响。

二、蛋白质结构研究的进展蛋白质结构是蛋白质研究中非常关键的一个领域。

了解蛋白质的结构可以帮助人们了解蛋白质的功能，同时也有助于设计药物、分析蛋白质-小分子相互作用等。

近年来，随着X-ray晶体学、核磁共振波谱学(NMR)和电子显微镜(EM)等实验技术的发展，蛋白质结构的研究取得了巨大的进展。

在X-ray晶体学技术方面，一些新的技术，如芯片晶体学、自由电子激光(FA-FAL)等都带来了新的研究思路。

除了实验技术，计算方法在蛋白质结构研究方面也起到了至关重要的作用。

近年来，结构预测、分子动力学模拟等方面的计算方法技术不断提高，同时也带来了越来越多的争议和挑战。

三、新兴技术除了上述介绍的技术之外，还有一些比较新兴的技术正在逐渐得到人们的关注和应用。

例如，单细胞蛋白质组学在研究肿瘤微环境、免疫细胞功能和神经元设计等方面正留下越来越深的痕迹。

另外，位置蛋白质组学和功能蛋白质组学也是值得关注的方向。

小麦籽粒发育过程中的蛋白质组分析

收稿日期:2007-07-15基金项目:国家自然科学基金项目(30571154);973和863资助项目(B 3;6Z 86)作者简介高利艳(8),女,河北保定人,博士研究生,研究方向小麦蛋白质组学3通讯作者小麦籽粒发育过程中的蛋白质组分析高利艳,王爱丽,李小辉,晏月明3(首都师范大学生命科学学院,北京　100037)摘　要:以京411为材料,研究了籽粒不同发育时期清球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白三个亚蛋白组的合成与积累特征.采用不同的蛋白提取方法,分别利用双向电泳(2-DE)和生物质谱技术(MS)、SDS 2PA GE 电泳以及反相高效液相色谱(RP 2HPLC )等主要蛋白质组技术进行了鉴定与分析,初步得到了三种蛋白的合成与积累特征,为今后小麦发育蛋白质组学以及品质改良研究提供了科学依据.关　键　词:清球蛋白;谷蛋白麦;醇溶蛋白;双向电泳;质谱技术中图分类号:S51211文献标识码:APr oteomic analysis of w hea t seed pr oteins dur ing gra in developmentG AO L i 2yan ,WANG Ai 2l i ,L I Xi a o 2hui ,YAN Yue 2ming 3(College of Life Science ,Capit al Normal Universit y ,Beijing 100037,China )Abstra ct :The biosynt hesis and accumulation of three sub 2proteomes during different developmental stages of grains in t he cultivar Jing 411were studied by proteomic approac hes 1Albumin 2globulins ,glutenins and gliadins of grains were sepa rated by different extracti on methods ,and a nalyzed by 22DE ,MS or MS/MS ),SDS 2PAGE or rever sed 2phase high 2performa nce liquid chromatography (RP 2HPLC)1The results abtained in t his stud y could provid powerful tools for developmental proteomics and quality improvement of wheat in t he f uture 1K ey w or ds :albumin 2globulins;glutenins ;gliadins;22DE ;MS 目前,不同发育时期的蛋白质组研究已经成为小麦差异蛋白质组学的一个主要方面,即非条件处理的差异蛋白质组研究[1].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,也存在于同一植株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组成和数量的差异上.对小麦品种籽粒蛋白质品质的系统分析认为,籽粒蛋白质品质主要由蛋白质含量、氨基酸特别是限制性氨基酸含量、蛋白质组分、氨基酸构成和含量、面筋含量、沉淀值及谷蛋白高分子量亚基的数量等亚性状组成.当品种的蛋白质含量相同时,蛋白质组分也可以表现出较大的差异.蛋白质组学的研究有助于我们对植物发育机制的了解.目前,对小麦发育过程中籽粒蛋白变化的研究日益增多,籽粒总蛋白、不同蛋白组分以及氨基酸的变化情况已有一些相关报道[2-4].要真正了解一个小麦品种的优劣,必须对其籽粒蛋白质组分以及不同亚蛋白组的形成规律进行分析,它不仅提供优良品种筛选的依据,而且也有助于小麦食品工业的发展.1　材料与方法1　试验材料供试材料为普通小麦品种京,采自中国农第33卷2007年8月湖南农业大学学报(自然科学版)Jour nal of Huna n Agricultural Univer s ity (Natural Sciences )Vol 133Aug 120072002C 11100200AA101:191-:..11411科院试验田.从小麦开花期到成熟期,依据日平均积温(oCd)采集小麦材料[5],共选取五个时期,分别为:156℃d,250℃d,354℃d,447℃d和74915℃d.采集的实验材料放置于-80℃冰箱中保存备用.112　试验方法11211　样品制备清球蛋白的提取:称取不同发育时期的小麦籽粒300　,置于研钵中,液氮研磨,使之为粉末状,转移到210mL的离心管中,加入5倍体积预冷的(4℃)清蛋白提取液(50mmol/L Tris2HCl,011 mol/L K Cl,p H810),并新鲜加入011mol/L蛋白酶抑制剂PMSF,4℃提取2h,其间震荡几次,使提取更加充分.提取后在13000r/mi n离心15 min,吸取上清置于一新的离心管中,沉淀保留.在上清中加入5倍体积的-20℃预冷的10%TCA/丙酮,-20℃沉淀过夜,13000r/mi n离心,收集蛋白沉淀,并用90%丙酮清洗沉淀数次,沉淀于通风橱中干燥,保存用于双向电泳分析.麦谷蛋白的提取:用上一步骤中提取后保留的沉淀提取谷蛋白,方法参照文献[6-7],略有改动.麦醇溶蛋白的提取:称取30mg小麦种子,液氮研磨,加入4倍体积的30%乙醇,室温提取30min,然后离心,吸取上清置一新的离心管中,此上清用于色谱分析.11212　双向聚丙烯酰胺凝胶电泳(22D E)在IP G phor进行水化及第一向等电聚焦电泳(IEF2PA GE).pH3-10L的18cm IP G胶条在350μL含600μg左右蛋白的水化液(8mol/L尿素, 2%CHAPS,1%DTT,015%IPG缓冲液)中水化, 30V,19℃水化12h;接着进行第一向等电聚焦电泳,参数设置为500V/40min,1000V/1h, 8000V/60000vh.等电聚焦结束后,每根胶条在8mL平衡液Ⅰ(6M尿素,2%SDS,150m mol/L Tris2HCl,30%甘油,01002%[W/V]痕量溴酚兰,011%D TT)中平衡15min,然后在平衡液Ⅱ(6L尿素,%SDS,5L T2, 3%甘油,1%[W V]痕量溴酚兰,1% I)中平衡5第二向SDS2G在DAL Tsi x电泳系统进行,使用015%琼脂糖密封液(25mmol/L Tris2HCl,192m mol/L甘氨酸,015%琼脂糖,01002%溴酚兰)固定胶条,参数设置为2W/gel,1h,5W/gel,直至溴酚兰指示剂到底即可停止电泳.电泳完毕后,剥胶,考马斯亮蓝染色,脱色后,用双向分析软件寻找差异蛋白点,从胶上挖取差异蛋白点作质谱鉴定.11213　SDS2聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)电泳装置为Mini2prot eanⅡ型电泳仪(Bio2rad 产品),板胶厚0175mm.分离胶浓度为12%,浓缩胶浓度为5%.采用不连续缓冲系统,在内槽加入负极电泳缓冲液,外槽加入正极电泳缓冲液,将10μL样品加入点样孔.开始时电压为15V,待溴酚兰完全到达分离胶与浓缩胶界面后,25V恒压电泳至结束.电泳后,用考马斯亮蓝染色,并脱色,扫描成像.11214　反相高效液相色谱(RP2HPLC)色谱柱:C18柱,流动相为溶液A(ddH2O,含0106%TFA):溶液B(ACN,含0106%TFA) =79∶21,55min之后二者比例线性变化为52∶48,流速为1mL/min,柱温50℃,检测波长280nm,进样量20μL.2　结果与分析211　清球蛋白鉴定与分析提取的小麦清球蛋白通过双向电泳分离后利用2D软件对Image Scanner扫描2-DE胶,进行点检测分析.比对京411五个发育时期籽粒清球蛋白变化情况(结果见图1-2,这里只列出了第Ⅰ,第Ⅴ时期的双向电泳图谱,其他时期略),发现在不同的发育过程中籽粒清蛋白的变化很明显.京411第Ⅰ时期的清球蛋白主要集中在酸性区域,p H值范围分布为3～7,而碱性区域,即pH值7～10之间的蛋白则很少,几乎没有明显可见的蛋白点.从分子量范围来分析清球蛋白的变化可知,高分子量清蛋白在小麦发育早期就已经开始大量合成,并且大部分为高丰度蛋白,如图中的区域,因此造成了蛋白分离效果的不理想;低分子量区域的蛋白含26湖南农业大学学报(自然科学版)2007年8月mol/210m mol/ris HCl00002/04AA1min.PA E Ett an1d量相对较少,成分也比较简单,主要是一些低丰度的蛋白.随着小麦的不断发育成熟,清球蛋白的成分、含量以及在2D 胶上的分布都发生了明显的变化.前三个时期蛋白在分子量范围以及酸碱性方面的分布都没有显著的变化,但是从染色的深浅程度可以看出,各个蛋白组分的含量还是有变化的.第Ⅳ时期,碱性区域开始有了蛋白的合成,到第Ⅴ时期此类蛋白的合成进一步增多,如图2中c 区域的碱性蛋白在第Ⅰ时期没有合成,到了后期才开始出现.区域a 处的蛋白含量同样是逐渐升高,呈上调趋势,以具代表性的蛋白点7,8为例(见图2),来说明含量不断上升的蛋白.而编号1-6指所选取的蛋白点含量则是不断降低,呈下调趋势,图中1,2,4所指蛋白点在最后一个时期就消失了,也就是说到了小麦的成熟期,这些蛋白就不再合成.3,5,6两个蛋白在小麦发育的整个过程中都有合成,只是合成量逐渐降低,第Ⅴ时期达到最低.在小麦发育的各个时期中,还有很多的蛋白发生有规律的变化,这里就不再一一说明.通过一系列的分析,选取具有代表性的差异蛋白点进行质谱鉴定.通过MALDI 2TOF 2MS 检测,蛋白点的波谱峰基线平稳、信号强,噪音极低,如图3所示.图1　京411清球蛋白双向电泳分离图(Ⅰ)Fig 11　22DE pa ttens of albumin fr om J i ng411(Ⅰ)图2　京411清球蛋白双向电泳分离Fig 12　22DE pa ttens of albumin fr om J i ng411(Ⅴ)图3　质谱鉴定的肽质量指纹谱F 13　f M LDI 2T OF 2MS MS MS36第33卷高利艳等　小麦籽粒发育过程中的蛋白质组分析ig Pep tide ma ss in ger pr in tin g based o n A a n d /表1　22DE 胶蛋白点的肽质量指纹谱鉴定T a ble 1　Ident i f icat ion o f pr otein spots obta ined f r om 22DE gel by PM F检索号蛋白名称(英文)蛋白名称(中文)质谱技术gi|21741225OSJNBb0048E02112[Oryzasativa (japonicacultiva r 2group )]Bet-v -1家旋发病机理相关蛋白MS gi|21741225OSJNBb0048E02112[Oryza sativa (japonica cultivar 2group)]Bet-v -1家族发病机理相关蛋白MS gi|11990893ribulose 21,52bisphosphate carboxylase/oxygenase small subunit [Triticum aestivum ]1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶MS gi|9652119Nucleoside diphos phate kinase[Lolium perenne ]二磷酸核苷激酶MS/MS gi|1167948ribulose 21,52bis phosphate carb oxylasesmallsubunit[H ordeum vulgare ]1,52二磷酸核酮糖羧化酶MS gi|56606827calreticulin 2like protein[Triticum aestivum ]钙网类似蛋白MS gi|55733879putative nucleoside diphos phate kinase [Oryzasativa(japonica cultiva r 2group )]推定的二磷酸核苷激酶MS/MS gi|53923615Sequence 10f rom patent US 6730828谷胱甘肽硫转移酶MS gi|2183723kDa oxygen evolv ing protein of ph otosystem II[Triticumaestivum]光合作用系统Ⅱ氧释放蛋白MS gi|11935049keratin 1[H omo sapiens ]角蛋白MS/MS gi|3688398ascorbate peroxidase[H ordeum vulgare subs p 1vulgare ]抗坏血酸过氧化物酶MS gi|3688398ascorbate peroxidase[H ordeum vulgare subs p 1vulgare ]抗坏血酸过氧化物酶MS gi|2331135ribos omal protein L12homolog[Oryza sativa ]核糖体蛋白L12同系物MS/MS gi|1621627manganese su peroxide dismutase [Triticum aestivum ]锰过氧化物歧化酶MS gi|51859667ribulose 21,52bis phos phate carboxy lase/oxygenase large subunit [Psathyrostachys hua shanica ]1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶MS gi|2183723kDa oxygen evolv ing protein of ph otosystem II[Triticum aestivum]光合作用系统Ⅱ氧释放蛋白MS gi|11124572trioseph osphat 2is omerase [Triticum aestivum ]丙糖磷酸异构酶MS g i|218341elongation factor 1beta ’[Triticum aestivum ]延伸因子1βMS g i|995746ADP 2glucose pyrophosph orylase large subunit [Triticum aestivum]ADP 2葡萄糖焦磷酸化酶大亚基MS gi|21070379trans lationally controlled tumor protein[Triticum aestivum ]翻译控制肿瘤蛋白MS gi|1654387manganese su peroxide dismutase [Triticum aestivum ]锰过氧化物歧化酶MS g i|167044glyceralde hyde 232phos phate dehydrogenase 32磷酸甘油醛脱氢酶MS gi|67622999Sequence 3f rom patent US 6903246-MS gi|32765549cytos olic heat shock protein 90[Hor deum vulgare ]胞质热激蛋白90MS gi|92875135Is ocitrate deh ydrogenase NADP 2dependent ,plant [Med icago truncatu la]依赖NADP 的异柠檬酸脱氢酶MS g i|287298as partate a min otrans f erase [Ory za sativa (japonica cultivar 2group )]天冬氨酸转氨酶MS gi|19171610isocitrate dehydroge nase[Cucumis sativus ]异柠檬酸脱氢酶MS gi|51859667ribulose 21,52bis phos phate carboxy lase/oxygenase largesubunit [Psathyrostachys hua shanica ]1,52二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶MS gi|3688398ascorbate peroxidase[H ordeum vulgare subs p 1vulgare ]抗坏血酸过氧化物酶MS gi|18978glyceralde hyde 32phos p hatedehydroge nase[H ordeumvulgare ]32磷酸甘油醛脱氢酶MS gi|4062934formate dehydrogenase [H ordeum vulgare subsp 1vulgare ]甲酸脱氢酶MS |566682[T ]钙网蛋白类似蛋白MS |385y y [T ]胞质苹果酸脱氢酶MS |52[T ]磷酸丙糖脱氢酶异构酶MS MS46湖南农业大学学报(自然科学版)2007年8月gi 79299c to s o lic malate deh d ro genase riticu m aestiv um gi 1112472triosep h o sp hat is o merase riticu m aestivum / 从表1可以看出,在所鉴定出的小麦清球蛋白中,大部分与能量合成、调节及代谢途径有关,如ribulose 21,52bi sphosphatecarboxylase/oxygenase(1,52二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶),与光合作用中二氧化碳的固定有关;aspart at e aminot ransferase (天冬氨酸转氨酶),此酶有转氨基作用.oxygen evolving prot ein of photosystem Ⅱ(光合系统Ⅱ氧释放蛋白)、glyceraldehyde 32phosphat e dehydrogenase (32磷酸甘油醛脱氢酶)、isocit rate deh ydrogenase (异柠檬酸脱氢酶);ascorbate peroxi dase (抗坏血酸过氧化物酶),谷胱甘肽硫转移酶等.有些蛋白被定义为假定或推定的蛋白,如Hypot hetical nucleosi de diphosphat e ki nase ,这与植物基因组测序未完成及其蛋白数据库不完善有关.212　麦贮藏蛋白的合成与积累本研究主要利用SDS 2PA GE 和反相高效液相色谱对谷蛋白和醇溶蛋白的合成积累情况进行分析.如图4所示.谷蛋白分为高分子量谷蛋白亚基(HMW 2GS)和低分子量谷蛋白亚基(LMW 2GS).由于谷蛋白是重要的贮藏蛋白,因此在小麦发育的初期,谷蛋白的合成量是很少的,从图中也可以看出,第Ⅰ时期所在的SDS 2PA GE 的泳道中几乎没有蛋白合成,第Ⅱ个时期就可以看到清晰的蛋白带了,而第Ⅲ和第Ⅳ时期蛋白含量没有什么明显的变化,到了最后一个时期,蛋白的合成量达到最大,因此第Ⅴ泳道也就最清楚.图4　京411各发育时期谷蛋白的SDS 2PA GE 电泳图Fig 14　SDS 2PAGE o f gluten in subun its fr om 5di f ferent gr a inf 反相高效液相色谱图(R 2L )反映了麦醇溶蛋白的积累状况,如图5所示.从整体情况来看,醇溶蛋白各组分也是逐渐增多的,如b 谱峰.由于醇溶蛋白和谷蛋白同属于小麦中的储藏蛋白,因此它们的积累规律基本上是保持一致的,但醇溶蛋白中还有一些特殊的蛋白存在,如图中所标注的a 谱峰,则是在小麦发育的早期含量最高,随着时间得推移含量逐渐降低,到了成熟期含量达到最低;而c 谱峰所代表蛋白的变化则是先增加后减少.图5　京411各发育时期麦醇溶蛋白的反相高效液相色谱图Fig 15　RP 2HPLC pa tter ns o f gli a dins fr om 5diff er ent gra indevelopmenta l stages of Jing 4113　结　论在小麦籽粒发育成熟的过程中,蛋白质以及碳水化合物的合成与积累不仅是籽粒萌芽以及灌浆的重要指标,同时也是人类和动物的重要食物来源,因此研究小麦蛋白的积累情况和变化规律,特别是对一些与小麦的品质相关蛋白的研究具有重要意义.本研究结果表明,清蛋白和球蛋白是小麦种子的可溶性蛋白[8],它们是细胞质中的酶蛋白,包括α淀粉酶、蛋白酶抑制因子、调控酶、特殊途径的合成酶、代谢酶等,主要作用是调控小麦的各种代谢过程,因此它们在小麦生长发育比较旺盛的时候在籽粒中所占的百分比是比较大的,而且它们自身56第33卷高利艳等　小麦籽粒发育过程中的蛋白质组分析develop men ta l stages o Jin g 411P HP C的合成也较快,到了籽粒发育的后期,尤其是成熟期,小麦的各项生理机能停止运转,此时这些与代谢相关的酶类相对就会减少,所以清球蛋白的合成积累规律是逐渐减少(下调)的.但是也存在一些特殊的蛋白,合成的情况是逐渐增多(上调)的,这些蛋白可以作为研究的重点.麦贮藏蛋白的积累规律则是逐渐增加的,尤其是麦谷蛋白,变化情况比较单一,HMW2GS和LMW2GS都是不断地增加,麦醇溶蛋白虽然总体上与谷蛋白的变化情况保持一致,但是有一些蛋白有着自己的变化规律,或者是不断减少,或者是先增加后减少.随着科学技术的不断进步,以及各种生物软件和生物学数据库的不断完善,以后的研究工作将更加便利,鉴定结果的成功率也会日益提高.同时还可以将蛋白质组技术与分子生物学技术结合起来,使研究结果更加准确可靠.参考文献:[1]　Ram B G,Stef ania M,Domenico L,et al1Accumulation ofprotein subunits and their polymers in developing grains ofhexaploid wheats[J]1Jour nal of Ex perimental Botany, 1996,47(302):1377-13851[2]　William H V,Charlene K T,Nic k Cai,et al1Developmental cha nges in the metab olic protein profiles ofwheat endosper m[J]1Proteomics,2005(5):1594-16111 [3]　Picard P M,Bourg oin2G reneche,Z ivy M1Potential oftwo2dimensional elect rophoresis in routine identification of closelyrelated durum wheat lines[J]1Electrop h oresis, 1997,18:174-1811[4]　Christine Finnie,Sabrina Melchior,Peter Roe pstorff,et al1Proteome a nalysis of grain filling and seed maturation in barley[J]1Plant Physiology,2002,129:1308-13191 [5]　Majoul T,Ba ncel E,Trib oi E,et al1Proteomic analysis ofthe effect of heat stress on hexaploid wheat grain:Characterization of heat2respons ive proteins f rom totalendos perm[J]1Proteomics,2003(3):175-1831[6]　Singh N K,Shepherd K W,Cornish G B1A simplifiedSDS2PAGE procedure for separation LMW subunits of glutenin[J]1Journal of Cereal Science,1991,14:203-2081[7]　G upta R B,MacRitchie F1A rapid one2step one2dimensional SDSPA GE procedure for analysis of subunitcomposition of g lutenin in wheat[J]1Jour nal of CerealScience,1991,14:105-1091[8]　王爱丽,裴玉贺,张　倩,等1小麦非醇溶性蛋白(n on2prolamins)的研究进展[J]1首都师范大学学报:自然科学版,2006,27(5):68-741责任编辑:赵佳荣66湖南农业大学学报(自然科学版)2007年8月。

蛋白质组学研究进展与趋势综述

蛋白质组学研究进展与趋势蛋白质组（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。

1 994 年澳大利亚Macquaie 大学的Wilkins 和Williams 等在意大利的一次科学会议上首次提出了蛋白质组（Proteome）这个概念。

2001 年的Science 杂志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。

本文就蛋白质组学研究相关技术与趋势等方面进行简要综述。

1．蛋白质组学研究的研究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 analysisof 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(Posttranslationalcontrol )。

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。

蛋白质组学方法及其在农业生物科研领域的应用

蛋白质组学方法及其在农业生物科研领域的应用蛋白质组学是研究蛋白质组的组成、结构、功能和相互作用的科学领域。

它通过高通量的蛋白质分离、识别和定量技术，如二维凝胶电泳、质谱分析和蛋白质芯片等，来揭示蛋白质的全面信息，从而深入理解生物体的生物学功能和基因调控网络。

在农业生物科研领域，蛋白质组学提供了许多重要的方法和应用。

以下是一些常见的蛋白质组学方法及其在农业生物科研中的应用：1.二维凝胶电泳（2D-PAGE）：这是一种经典的蛋白质分离技术，可以将复杂的蛋白质混合物按照电荷和分子质量进行分离。

在农业生物科研中，2D-PAGE常用于分析作物品种间或处理条件下蛋白质表达的差异，从而研究作物的生长、应激和发育过程。

2.质谱分析：质谱分析是一种高灵敏度、高分辨率的蛋白质鉴定和定量技术。

在农业生物科研中，质谱分析被广泛应用于分析作物蛋白质组的组成、富集和修饰，以及研究蛋白质相互作用、代谢途径和信号传导等关键过程。

3.蛋白质芯片技术（Protein microarray）：蛋白质芯片是一种高通量的平行分析技术，可以在微型固相载体上同时检测和研究成千上万个蛋白质分子的相互作用、结构和功能。

农业生物科研中的应用包括筛选和阐明作物蛋白质与病原体、逆境响应和抗性相关的相互作用。

4.蛋白质组数据分析：处理蛋白质组数据需要大量的计算和统计分析。

生物信息学和计算生物学中的数据挖掘、基因功能注释和系统生物学方法被应用于蛋白质组学数据的解读和整合，以发现潜在的生物学信息和关键的调控网络。

蛋白质组学方法的发展和应用在农业生物科研中提供了新的视角和机会，可以促进作物生产和对抗病虫害的进展，改善作物品质和增加抗逆性。

它为农业生物科研领域提供了深度分析和全面了解作物蛋白质组的能力，有助于推动农业领域的科技创新和可持续发展。

小麦生物信息研究报告总结

小麦生物信息研究报告总结近年来，随着生物信息学的快速发展，其在农业领域的应用也越来越广泛。

小麦作为世界上最重要的粮食作物之一，其基因组信息的研究对于提高小麦的产量和质量具有重要意义。

本报告总结了小麦生物信息研究的最新进展和重要发现。

首先，我们对小麦基因组进行了全面测序和分析。

通过测序技术的不断完善，我们成功地测序了小麦的基因组，并对其进行了详细的注释。

这为我们深入了解小麦的基因组结构和功能提供了重要的基础。

同时，我们发现小麦基因组中存在许多重要的基因家族，如抗病基因和抗逆基因家族，这为我们培育抗病抗逆的小麦品种提供了借鉴。

其次，我们利用生物信息学方法对小麦的转录组进行了研究。

通过RNA测序技术，我们获得了小麦在不同生长阶段和环境条件下的转录组数据。

通过对这些数据的分析，我们发现了许多与小麦生长发育和抗逆能力密切相关的基因。

这些基因的发现为我们深入了解小麦的生长发育机制和提高小麦的抗逆能力提供了重要线索。

此外，我们还对小麦的蛋白质组进行了研究。

通过质谱技术，我们鉴定了大量小麦蛋白质，并对其进行了功能注释。

我们发现了许多与小麦产量和品质密切相关的蛋白质，这为我们培育高产高质的小麦品种提供了重要的指导。

最后，我们利用生物信息学方法对小麦的代谢组进行了研究。

通过代谢组分析，我们发现了许多与小麦的营养价值和品质相关的代谢产物。

这些发现为我们提高小麦的营养价值和品质提供了重要的依据。

综上所述，小麦生物信息研究为我们深入了解小麦的基因组结构和功能、生长发育机制、抗逆能力以及提高小麦的产量和品质提供了重要的信息和方法。

随着生物信息学技术的不断发展，相信在不久的将来，我们将能够更好地利用生物信息学方法来解决小麦产业面临的挑战，为小麦产业的可持续发展做出更大的贡献。

蛋白质组学研究相关技术及其在生物医学研究中的应用

蛋白质组学研究相关技术及其在生物医学研究中的应用蛋白质组学是研究生物体内所有蛋白质的种类、结构、功能及其相互关系的科学领域，也是继基因组学之后的重要研究方向。

在生物医学研究中，蛋白质组学提供了许多重要的技术和应用。

1. 蛋白质分离和纯化技术：包括凝胶电泳、液相色谱等。

这些技术能够将复杂的蛋白质混合物分离为不同的组分，为后续的分析和研究提供样品。

2. 质谱技术：质谱是蛋白质组学中最重要的分析工具，包括质谱仪、蛋白质鉴定和定量等。

通过质谱技术，可以对蛋白质进行鉴定和定量分析，揭示其氨基酸序列和修饰状态。

3. 蛋白质组分析技术：包括蛋白质组干扰检测（Protein-protein interaction）、蛋白质组功能注释（Protein function annotation）、蛋白质组结构预测（Protein structure prediction）等技术，用于研究蛋白质的相互作用、功能和结构。

4. 蛋白质组学数据分析和生物信息学：生物医学研究涉及大量的数据分析和处理，蛋白质组学数据分析和生物信息学提供了分析工具和方法，帮助研究人员解释和解读蛋白质组学数据，发现潜在的生物学信息。

在生物医学研究中，蛋白质组学的应用非常广泛，具有以下几个方面的重要作用：1. 临床诊断：通过蛋白质组学技术可以发现新的生物标志物，用于早期诊断和治疗监测，例如肿瘤标志物的筛查和临床预后评估。

2. 药物研发和靶点发现：蛋白质质谱技术可以用于药物相互作用的研究，寻找新的药物靶点和开发药物，为个体化药物治疗提供依据。

3. 疾病机制研究：通过蛋白质组学技术，可以揭示疾病发生和发展的分子机制，例如癌症细胞的蛋白质表达变化，为疾病诊断和治疗提供新的思路和靶点。

4. 蛋白质相互作用网络分析：通过蛋白质组学技术，可以构建蛋白质相互作用网络，揭示蛋白质相互作用的复杂关系，为疾病发生的调控机制研究提供重要线索。

蛋白质组学技术和应用在生物医学研究中发挥着重要作用，对于揭示生命活动的分子机制、疾病发生发展的规律以及新药开发都具有重要意义。

蛋白质组学的发展及其在农作物中的应用

能更好的了解植物对环境信号应答和适应的机制。
口］
，
对农作物的遗传多样性、胁迫生理研究有重抗
要的理论研究意义和实际应用价值。
１蛋白质组学的起源与发展
蛋白质组学就是对基因组所表达的全部蛋白质
随着生命科学研究的发展，现在已进入了后基
了研发机构。２００１年４月，国成立了国际人类蛋美白质组研究组织，和欧洲、太地区的区域性蛋白质亚
因组时代，主要研究对象是功能基因组，括结构其包
基因组和蛋白质组等。蛋白质是生理功能的执行
学研究方面也取得重大进展。现已通过双向电泳技
胶电泳等技术分离蛋白质，再用质谱等技术进行蛋
白鉴定，而研究植物生长发育的各个过程中蛋白从的表达。蛋白质组学研究技术主要包括三大核心实验技术：以双向电泳为主的蛋白质分离技术、以质谱分析为核心的蛋白鉴定技术、算机图像数据处理计与蛋白质组数据库构建。
白质组数据库，国际互联网站也层出不穷。１９９６年
在澳大利亚创建了世界上第一个蛋白质组研究中心：ＡＦＡＰ。随后，麦、拿大、丹加日本、士也成立瑞
的研究。蛋白质组学的研究方法主要是通过双向凝

蛋白质组学及其研究进展

正在丹麦进行的一项研究计划分别作出野生型和将基因系统缺失的缺陷型酵母的双向蛋白质图谱. 初步的研究表明,缺失单一基因将导致的结果并不只是缺乏此基因编码的蛋白质,而是能导致其他一系列蛋白质量的改变.一些蛋白质减少而另一些蛋白质增多,当然还有一些蛋白质被加工修饰而导致性状改变.单一基因缺失的结果总是引起蛋白质组全局性的变化.大约20%的酵母基因缺失是致死性的, 另外80%则不然,这时机体能通过调节蛋白质的表达来对抗这种内源性的变化.这种基因缺失的研究可能会告诉我们一些关于细胞内蛋白质分子间相互 “对话”和“作用”的重要信息,如蛋白质间的物理联系(这些蛋白质可能会组成蛋白质复合物)、信号传递途径,以帮助我们了解细胞是如何构成的以及是如何协同工作的。
蛋白质组学及其研究进展
• 蛋白质组学的含义
• 蛋白质组学研究的内容
• 蛋白质组学研究的手段
• 蛋白质组信息学 • 差异蛋白质组学 • 蛋白质组研究意义及前景
讲授内容
一、蛋白质组学及其研究进展（晏本菊）二、核酶、抗体酶（陈惠）
三、蛋白质定向进化—DNA Shuffling 技术（陈惠）
四、细胞信号传导、肽核酸（杨婉身）
基因组计划无疑为医疗、医药领域带来一场革命,但也应该看到,单纯的遗传分析很难诊断多因素的疾病.复杂的基因间相互作用,细胞内活动和环境的影响都会影响基因的表达及蛋白质的翻译后加工.因此,可靠的诊断和治疗应基于机体渐进发展过程的调控及失调,并且必须考虑到环境因素的影响.蛋白质组的研究正是探索这一领域的有力武器.人们不难预期,基因组计划的不断推进会给蛋白质组研究提供更多更全的数据库;生物信息学的发展会给蛋白质组计划提供更方便有效的计算机分析软件;国际互联网会使各国各领域科学家有关蛋白质组研究的成果出现新的集成;新的技术会不断涌现,蛋白质组研究方法会象ＰＣＲ技术一样易于操作,并渗透到人类活动的方方面面,对工业、农业、医疗卫生各行各业带来新的革命

蛋白质组学研究方法

蛋白质组学研究方法
蛋白质组学是研究生物体内蛋白质的全套表达、结构和功能的科学，是继基因组学之后的又一门重要的生物学研究领域。

蛋白质组学的研究方法主要包括蛋白质的分离与富集、质谱分析、蛋白质组数据分析等几个方面。

首先，蛋白质的分离与富集是蛋白质组学研究的第一步。

蛋白质在生物体内分布广泛，种类繁多，含量不等，要想全面了解蛋白质组的情况，就需要对蛋白质进行分离和富集。

目前常用的蛋白质富集方法有凝胶电泳、液相色谱、免疫沉淀等，这些方法可以根据蛋白质的特性和研究的目的来选择合适的方式进行富集。

其次，质谱分析是蛋白质组学研究的核心技术之一。

质谱技术可以对蛋白质进行高效、灵敏的检测和定量分析，目前主要包括质谱仪器的发展和质谱数据的分析两个方面。

质谱仪器的发展使得蛋白质的鉴定和定量分析变得更加精准和高效，而质谱数据的分析则需要借助生物信息学等多学科知识进行综合分析，以获得更加准确和全面的蛋白质组数据。

最后，蛋白质组数据的分析是蛋白质组学研究的最终目的。

通过对蛋白质组数据的分析，可以揭示生物体内蛋白质的表达规律、结构特征和功能作用，为生命科学研究提供重要的信息和数据支持。

蛋白质组数据的分析需要借助生物统计学、生物信息学等多学科的知识和方法，以实现对大规模蛋白质组数据的挖掘和解读。

综上所述，蛋白质组学研究方法包括蛋白质的分离与富集、质谱分析和蛋白质组数据分析三个方面，这些方法的综合应用可以为我们深入了解生物体内蛋白质的表达、结构和功能提供重要的技术支持，推动生命科学领域的发展和进步。

蛋白质组学研究进展概要介绍

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pH 10
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PROTEAN IEF Cell等电聚焦电泳仪
• 是Bio-Rad公司1999年推出的一维高电压等电聚焦电泳，这款电泳的设计主要体现了蛋白质组工作系统对一维电泳高容量，高分辨率，重现性好等的要求。
• 电压范围：25~10,000 V • 电流范围：2.4mA • 温控范围：10-25℃，内置Peltier 半导体制冷，精确控温。 • 胶条容量：容纳24个7cm胶条，12个11、17、18、24cm胶
1.样品制备
• 样品的制备是实验成败的关键，需根据不同的研究目的来决定具体的实验方法。
• 蛋白样品的有效溶解是成功分离蛋白质的最关键的因素之一。可以根据样品性质的不同，选用具有单一的增溶作用的溶液，还可用含多种变性剂、去垢剂、还原剂的复杂混合溶液，以使样品中非共价结合的蛋白质复合物和聚集体完全破坏。
的组成及其活动规律的新兴学科。
基因组和蛋白质组到底有什么联系？
人类基因组计划完成之后，生物学被重新划分为前基因组和后基因组两部分。
* 科学研究已开始进入“后基因组时代”。主要是开展蛋白质组的研究。
* 有科学家形象地说道：即使基因测序全部完成，也只好像是一本没有姓名、只有号码的电话簿。“后基因组时代”的最终目标，是要把深奥的DNA语言变成一本基因大百科全书。
双向凝胶电泳（2－DE）原理:
先根据蛋白质的等电点不同在pH梯度介质中进行第一次分离，即等电聚焦（isoelectric focusing, IEF），然后根据蛋白质分子量的不同进行第二次分离，即SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳
完整的实验步骤包括：样品分离、等电聚焦、平衡、第二向分离、染色、成像、软件分析、蛋白质鉴定