蛋白质组学新技术68页PPT
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蛋白质的基本组件(共68张PPT)
对两个四面体配位的碳原子，“交错构象〞(stagged confromation)是能量上最有利的排布，其一个碳原子的取代基 正好处于另一个碳原子的两个取代基之间。侧链中的每一个这种 C原子，都有三种交错构象，它们彼此以120°旋转相关。
对已精确测定的蛋白质结构的分析显示，大多数氨基酸残基的 侧链都有一种或少数几种交错构象作为优势构象最经常出现在天然 蛋白质中，称为旋转异构体(rotamer)。目前，在国际上已经收集 这些优势构象，建立旋转异构体库，作为一种根本工具应用于蛋白 质结构的计算机模型构建中。
（1）根据氨基酸分子中烃基的不同可分为脂肪氨基酸、芳香氨 基酸和杂环氨基酸。
NH2 H3C CH COOH
NH2 COOH
脂肪氨基酸
芳香氨基酸
NH2 CH2 CH COOH
N H
杂环氨基酸
脂肪氨基酸
芳香氨基酸
在反式构型中，相邻C 原子之间有0. His is the only side chain that titrates near physiological pH. 肽键看似单键，但 C-N 键旁的 C=O 双键会与它产生共振，因此具有双键的性质； 因而在顺式肽构型中原子间的推斥力较大，能量上处于不利状态，其稳定性只有反式肽的千分之一。 组成蛋白质的氨基酸除甘氨酸外，其它氨基酸分子中 碳原子均为手性碳原子，因此都具有旋光性。 以肽键平面连接成多肽长链 对两个四面体配位的碳原子，“交错构象〞(stagged confromation)是能量上最有利的排布，其一个碳原子的取代基正好处于另一个碳原子的 两个取代基之间。 因而在顺式肽构型中原子间的推斥力较大，能量上处于不利状态，其稳定性只有反式肽的千分之一。
must approach each other very closely. Gly is more flexible than other
对已精确测定的蛋白质结构的分析显示，大多数氨基酸残基的 侧链都有一种或少数几种交错构象作为优势构象最经常出现在天然 蛋白质中，称为旋转异构体(rotamer)。目前，在国际上已经收集 这些优势构象，建立旋转异构体库，作为一种根本工具应用于蛋白 质结构的计算机模型构建中。
（1）根据氨基酸分子中烃基的不同可分为脂肪氨基酸、芳香氨 基酸和杂环氨基酸。
NH2 H3C CH COOH
NH2 COOH
脂肪氨基酸
芳香氨基酸
NH2 CH2 CH COOH
N H
杂环氨基酸
脂肪氨基酸
芳香氨基酸
在反式构型中，相邻C 原子之间有0. His is the only side chain that titrates near physiological pH. 肽键看似单键，但 C-N 键旁的 C=O 双键会与它产生共振，因此具有双键的性质； 因而在顺式肽构型中原子间的推斥力较大，能量上处于不利状态，其稳定性只有反式肽的千分之一。 组成蛋白质的氨基酸除甘氨酸外，其它氨基酸分子中 碳原子均为手性碳原子，因此都具有旋光性。 以肽键平面连接成多肽长链 对两个四面体配位的碳原子，“交错构象〞(stagged confromation)是能量上最有利的排布，其一个碳原子的取代基正好处于另一个碳原子的 两个取代基之间。 因而在顺式肽构型中原子间的推斥力较大，能量上处于不利状态，其稳定性只有反式肽的千分之一。
must approach each other very closely. Gly is more flexible than other
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。
蛋白质组学概述及其应用 ppt课件
笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
为什么要研究蛋白质？
DNA
mRNA
蛋白质
转录水平调控
翻译水平调控
翻译后水平调控
蛋白质
机体在特定生理或病理状态下所做出的调控不同，相同基因最终表达出 不同的蛋白质。蛋白质是基因功能的实施者，因此对蛋白质结构，定位 和蛋白质-蛋白质相互作用的研究将作为阐明生命现象的本质提供直接的 基础。
ppt课件
9
ppt课件
10
基于质谱的蛋白质组学方法
ppt课件
11
ppt课件
12
ppt课件
13
ppt课件
14
ppt课件
15Leabharlann pt课件16数据和信息生物学分析
ppt课件
17
ppt课件
18
ppt课件
19
多组学分析
ppt课件
20
究目的，用于建立细胞内信号转导的网络图谱并解释某些特定蛋白的表达对细胞的作用。 3、功能蛋白质组学： 研究在不同生理和病理条件下，细胞中各种蛋白质之间的相互作用
关系及其调控网络，以及蛋白质的转录和修饰
ppt课件
6
ppt课件
7
ppt课件
8
修饰蛋白质组学：可以定位修饰位点﹑定量化学修饰蛋白及检测新型结构
蛋白质组学概述及其应用
ppt课件
2017.05.16 1
为什么要研究蛋白质？ 通过DNA或RNA水平的测量不能可靠地预测蛋白质丰度。
ppt课件
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
为什么要研究蛋白质？
DNA
mRNA
蛋白质
转录水平调控
翻译水平调控
翻译后水平调控
蛋白质
机体在特定生理或病理状态下所做出的调控不同，相同基因最终表达出 不同的蛋白质。蛋白质是基因功能的实施者，因此对蛋白质结构，定位 和蛋白质-蛋白质相互作用的研究将作为阐明生命现象的本质提供直接的 基础。
ppt课件
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基于质谱的蛋白质组学方法
ppt课件
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15Leabharlann pt课件16数据和信息生物学分析
ppt课件
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ppt课件
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多组学分析
ppt课件
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究目的，用于建立细胞内信号转导的网络图谱并解释某些特定蛋白的表达对细胞的作用。 3、功能蛋白质组学： 研究在不同生理和病理条件下，细胞中各种蛋白质之间的相互作用
关系及其调控网络，以及蛋白质的转录和修饰
ppt课件
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修饰蛋白质组学：可以定位修饰位点﹑定量化学修饰蛋白及检测新型结构
蛋白质组学概述及其应用
ppt课件
2017.05.16 1
为什么要研究蛋白质？ 通过DNA或RNA水平的测量不能可靠地预测蛋白质丰度。
ppt课件
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精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？
蛋白质分析和蛋白质组学ppt课件
node
edge node
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8
所有这些蛋白质能做什么？
“功能”太有局限性。
生物学家想知道：每个蛋白质能做什么， 属于哪条细胞回路或者为什么细胞需要这 个功能，以及在什么地方发生了这样的过 程。
9
Gene Ontology的发起
芽殖酵母基因组数据库(SGD) 果蝇基因组数据库(drosophila genome database，简称 FlyBase) 小鼠基因组信息数据库；(mouse genome information
mitochondrial Single parent membrane
chloroplast One or more parents membrane
14
How does GO work?
What information might we want to capture about a gene product?
4
What’s in a name?
Glucose synthesis Glucose biosynthesis Glucose formation Glucose anabolism Gluconeogenesis
All refer to the process of making glucose from simpler components
[2] Protein families
2
视角3和4的介绍： Gene Ontology (GO)
Consortium
3
Gene Ontology 成立的背景
Year
Number of records
1982
edge node
node
8
所有这些蛋白质能做什么？
“功能”太有局限性。
生物学家想知道：每个蛋白质能做什么， 属于哪条细胞回路或者为什么细胞需要这 个功能，以及在什么地方发生了这样的过 程。
9
Gene Ontology的发起
芽殖酵母基因组数据库(SGD) 果蝇基因组数据库(drosophila genome database，简称 FlyBase) 小鼠基因组信息数据库；(mouse genome information
mitochondrial Single parent membrane
chloroplast One or more parents membrane
14
How does GO work?
What information might we want to capture about a gene product?
4
What’s in a name?
Glucose synthesis Glucose biosynthesis Glucose formation Glucose anabolism Gluconeogenesis
All refer to the process of making glucose from simpler components
[2] Protein families
2
视角3和4的介绍： Gene Ontology (GO)
Consortium
3
Gene Ontology 成立的背景
Year
Number of records
1982
蛋白质组学-PPT课件
iTRAQ 结构
iTRAQ包括三部分：报告部分、肽反应部分、平 衡部分。 1、报告部分：有八种，因此iTRAQ可同时标记8 组样品。 2、肽反应部分：能与肽N端及赖氨酸侧链发生共 价连接而标记上肽段，几乎可以标记所有蛋白质。 3、平衡部分：保证iTRAQ标记的同一肽段的质荷 比相同。
辉骏生物：fitgene/
辉骏生物：fitgene/
免费服务热线：400-699-1663
2：蛋白质组学研究内容
2.1：蛋白质的表达模式 （1）生理、病理或不同发育状态下蛋白质组表达差异蛋白质信息库。 （2）蛋白质及其组成质点的分离、分析、鉴定。 2.2：蛋白质的功能模式 （1）蛋白质结构分析。 （2）蛋白之间相互作用，翻译后修饰，细胞定位等。
3: 化学标记法—iTRAQ
简介：
iTRAQ试剂是可与氨基酸末端氨基及赖氨酸侧链氨基连接的胺标记同重元素。在质谱图 中，任何一种iTRAQ试剂标记不同样本中的同一蛋白质表现为相同的质荷比。 在串联质谱 中，信号离子表现为不同质荷比(113-119，121)的峰，因此根据波峰的高度及面积，可以 鉴定出蛋白质和分析出同一蛋白质不同处理的定量信息。
辉骏生物：fitgene/
免费服务热线：400-699-1663
1：双向电泳
基于2D-PAGE 的经典定量分 析方法。 1、样品准备 和定量：抽提 对照组和各种 不同实验组的 蛋白质。 2、蛋白质分 离：蛋白质经 过2D-PAGE分离 后染色（银染、 考染等）。 3、蛋白质的 定性与定量分 析：通过与对 照组相Image Master 7.0分 析出实验组中 差异点，质谱 鉴定差异点蛋 白质,同时应用 软件分析出其 表达量的变化。
辉骏生物：fitgene/
蛋白质组学ppt
电转印到膜上
图像分析
Western blot检测
选择目标蛋白斑点，胶内酶切
质谱分析（MALDI/TOF或ESI/MS/MS）
获得肽质量指纹谱或肽序列标签
数据库检索鉴定蛋白质
Western blot、 免疫组化验证 蛋白质并确定 其定位
根据氨基酸序 列合成寡核苷 酸探针，克隆 基因
蛋白质功能研究，包 括蛋白质生物活性、 抗体制备、蛋白质相 互作用等方面
7
3.2.3 蛋白质组研究技术
一、双向凝胶电泳技术 二、液相色谱技术 三、生物质谱技术与蛋白质鉴定 四、蛋白质相互作用的研究技术
8
一、双向凝胶电泳技术 （一）2-DE的概念 two dimensional gel electrophoresis
• 2-DE是指第一向的固相pH梯度（immobilized pH gradient，IPG）等电聚焦电泳与第二向SDSPAGE组成的分离系统，也称双向聚丙烯酰胺凝 胶电泳，简称2-DE。等电聚焦电泳是基于蛋白质 等电点（pI）的差异进行分离，SDS-PAGE则是 根据蛋白质分子量（Mw）的不同进行分离。
22
（三）双向凝胶电泳图谱的计算机分析 • 细胞或组织样本经2-DE分离后，得到一张含有成
百上千个蛋白质斑点的凝胶电泳图谱。凝胶图谱 分析包括确定蛋白质斑点的位置、大小、染色深 浅、pI和分子量；图谱间的比较、差异蛋白质斑 点的确定；图谱质量的优化、数据的储存管理、 数据库分析等内容。借助先进的计算机技术和生 物信息学工具，能客观、有效地从电泳图谱中提 取到有价值的信息。
记等
19
（一）考马斯亮蓝染色
考马斯亮蓝染色是最常用的蛋白质染色 方法。考马斯亮蓝R-250化学名为三苯基甲 烷，R代表红蓝色。考马斯亮蓝R-250与蛋 白质的碱性基团可逆结合，染色线性范围 可达1～55μg，灵敏度为30～100ng蛋白质 。考马斯亮蓝染色的最大优点是染色重复 性好，操作简便，不影响后续的质谱鉴定 ，灵敏度比常用的氨基黑高100倍，但低于 银染色和荧光染色，不能满足对低丰度蛋 白质的检测要求，样品用量大。
蛋白质组学及技术介绍通用课件
详细描述
蛋白质组学技术可以对蛋白质相互作用进行系统研究，发现新的药物靶点，并对药物作用过程中蛋白 质的应答变化进行监测，从而对新药进行有效的筛选和评价。同时，蛋白质组学还可以用于研究药物 的作用机制，解析药物在体内的生物过程，为新药的研发提供重要的理论支持。
生物进化研究
总结词
蛋白质组学在生物进化研究中的应用主要表 现在对不同物种间蛋白质结构和功能的比较 分析，揭示生物进化的规律和机制。
动物实验伦理
减少动物使用
尽量采用其他替代方法，减少动物的使用数量和痛苦。
优化实验方案
在必须使用动物的情况下，应优化实验方案，尽量减少动物的痛苦 和死亡。
严格遵循法律法规
遵守国家和地区的动物保护法律法规，确保实验的合法性。
数据共享与知识产权保护
数据共享
鼓励在学术领域内共享数据，促进科研合作和知识进步。
详细描述
蛋白质组学通过对不同物种间相似蛋白质的 同源性进行分析，可以发现物种间的亲缘关 系和进化历程。同时，蛋白质组学还可以通 过对蛋白质结构和功能的比较分析，发现物 种间在适应环境变化过程中产生的蛋白质变 异和进化机制。这些研究对于深入理解生物
进化的过程和机制具有重要意义。
04
蛋白质组学研究展望
通过测定蛋白质的氨基酸序列，确定蛋白质的组成和 结构。
质谱分析
通过测量蛋白质离子的质量和电荷比值，推断蛋白质 的分子量和肽链组成。
数据库搜对，确定蛋白质的身份。
蛋白质定量技术
同位素标记技术
01
通过同位素标记目标蛋白质，利用其与未标记蛋白质在质谱中
鉴定蛋白质之间的相互作用关系，了解蛋白 质的功能网络。
蛋白质修饰分析
研究蛋白质的翻译后修饰，如磷酸化、糖基 化、乙酰化等，以揭示其调控机制。
蛋白质组学技术可以对蛋白质相互作用进行系统研究，发现新的药物靶点，并对药物作用过程中蛋白 质的应答变化进行监测，从而对新药进行有效的筛选和评价。同时，蛋白质组学还可以用于研究药物 的作用机制，解析药物在体内的生物过程，为新药的研发提供重要的理论支持。
生物进化研究
总结词
蛋白质组学在生物进化研究中的应用主要表 现在对不同物种间蛋白质结构和功能的比较 分析，揭示生物进化的规律和机制。
动物实验伦理
减少动物使用
尽量采用其他替代方法，减少动物的使用数量和痛苦。
优化实验方案
在必须使用动物的情况下，应优化实验方案，尽量减少动物的痛苦 和死亡。
严格遵循法律法规
遵守国家和地区的动物保护法律法规，确保实验的合法性。
数据共享与知识产权保护
数据共享
鼓励在学术领域内共享数据，促进科研合作和知识进步。
详细描述
蛋白质组学通过对不同物种间相似蛋白质的 同源性进行分析，可以发现物种间的亲缘关 系和进化历程。同时，蛋白质组学还可以通 过对蛋白质结构和功能的比较分析，发现物 种间在适应环境变化过程中产生的蛋白质变 异和进化机制。这些研究对于深入理解生物
进化的过程和机制具有重要意义。
04
蛋白质组学研究展望
通过测定蛋白质的氨基酸序列，确定蛋白质的组成和 结构。
质谱分析
通过测量蛋白质离子的质量和电荷比值，推断蛋白质 的分子量和肽链组成。
数据库搜对，确定蛋白质的身份。
蛋白质定量技术
同位素标记技术
01
通过同位素标记目标蛋白质，利用其与未标记蛋白质在质谱中
鉴定蛋白质之间的相互作用关系，了解蛋白 质的功能网络。
蛋白质修饰分析
研究蛋白质的翻译后修饰，如磷酸化、糖基 化、乙酰化等，以揭示其调控机制。
蛋白质组学PPT课件
蛋白质组定义
1，基因组表达的全部蛋白质。 2，在一种细胞/组织内存在的全部蛋白 质。
Proteome
• 1994 M.Wilkins and K.W.Williams
•
Macquarie University in Sydney
• Total Proteins Complement of a Genome
环境
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
REAL COMPLEXITY…
IS IN CELLULAR ROTEOMES • BEYOND THE GENOME… • Tissue Specific Expression • Alternate Splicing, (1/3 of all genes) • Post-Translational Modifications
Functional
Proteomics
• During human development, cell express different proteins
• Normal and cancer cells express different proteins
• Cell treated with and without drug express different proteins
– Types and Level:
– Signal Sequence cleavage – Glycosylation
– Phosphorylation – Farnylation – Isoprenylation – Acetylation
• All combine > 100-1000 fold increase in complexity
蛋白质组学新技术 共68页PPT资料
蛋白质研究技术的革命：蛋白质组学
第三部分:荧光差异双向电泳
蛋白质组学常用的两大技术平台
IPGphor IEF Unit
DALT Six Unit
双向电泳原理
双向电泳法是O′Farrall和Klose分别在1975年根 据不同组份之间的等电点差异和分子量差异建立的。 1. 第一向等电聚焦：IEF是根据蛋白质的等电点 （pI）的不同而将他们分离的一种电泳技术。蛋白 质在环境pH 值低于pI 时带正电，高于pI 值时带负 电。在加上电压的情况下，蛋白质会向其最稳定的 状态即等电点位置移动。
蛋白质研究的复杂性
细胞周期信号转导图
传统的蛋白质研究方法中存在的问题
1.生命现象的发生往往是多因素的，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，并不像基因组那样基本固定不变。
随着人类基因组计划重点由结构基因组 到功能基因组的转移，生命科学开始进入后 基因组时代。
2019年 Gharbis 等巧妙的将所有实 验组的样品等 量混合为内标用在每块胶上。不久，Amresham公司 便将内标作为DIGE实验设计核心原则之一 ， 从而使 DIGE 发展成为更加趋于成熟的体系。
EttanTM DIGE 工作流程
混合内标样品 用 Cy2标记
Cy2
样品1
用Cy3标记
Cy3
疾病蛋白质组学：蛋白质组学用于研究疾 病发病机制便发展为疾病蛋白质组学。
“如果说人类基因组计划是把人类 送上了月球，那么蛋白质组计划将促使 人类成功返回地球；如果说人类基因组 计划是写满人类生命奥秘的天书，那么 蛋白质组计划便是解读这本天书的方 法”。贺福初院士用形象的比喻，是蛋 白质组学变得浅显易懂。
【推荐PPT】蛋白质组学及技术介绍文档
分离并确定1分、子多量。维色谱法，包括大小排阻色谱法、离子交换色谱法、反相高效色
发现新的疾病标志物，鉴定疾病相关蛋白质作为早期临床诊断标志。
该系统利用谱真法核细、胞疏调控水转性录起相始互过程作中用，D色N A谱结法合结等构；域(binding domain,BD)识别DNA上的特异序列并使转录激活结构域
生物质谱技术是蛋白质组学研究中最重要的鉴定技术，其基本原 理是样品分子离子化后，根据不同离子之间的荷质比（M/E）的差异 来分离并确定分子量。对于经过双向电泳分离的目标蛋白质用胰蛋白 酶酶解（水解Lys或Arg的-C端形成的肽键）成肽段，对这些肽段用质 谱进行鉴定与分析。目前常用的质谱包括两种：基质辅助激光解吸电 离-飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）和电喷雾质谱（ESI- MS）。
蛋白质组学及技术 介绍
概念
蛋白质组是在一个细胞的整个生命过程中由基因组表达的以及表达后修饰 的全部蛋白质。
蛋白质组学是蛋白质组概念的延伸。是蛋白质的规模化研究，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。
蛋白质水平的分析不仅为生物分子体系提供最有效的实时分析模型而且 也获得了DNA和RNA水平上不易获得的信息。
二维凝胶电泳法：
二维凝胶电泳的原理是第一向基于蛋白质的等电点不同 用等电聚焦分离，第二向则按分子量的不同用SDS-PAGE分 离，把复杂蛋白混合物中的蛋白质在二维平面上分开。
2-DE有较好的分辨率，E或单相IEF的最好分 辨率仅为100个蛋白，而2-DE大约为3000个蛋白。
蛋白质肽段的鉴定:
研究技术
它的基本原理是在非变性条件下裂解细胞，保留细胞内相互作用的蛋白质，将目的蛋白的抗体加入细胞裂解液中，使目的蛋白在体内 的相互作用蛋白成电下来。
发现新的疾病标志物，鉴定疾病相关蛋白质作为早期临床诊断标志。
该系统利用谱真法核细、胞疏调控水转性录起相始互过程作中用，D色N A谱结法合结等构；域(binding domain,BD)识别DNA上的特异序列并使转录激活结构域
生物质谱技术是蛋白质组学研究中最重要的鉴定技术，其基本原 理是样品分子离子化后，根据不同离子之间的荷质比（M/E）的差异 来分离并确定分子量。对于经过双向电泳分离的目标蛋白质用胰蛋白 酶酶解（水解Lys或Arg的-C端形成的肽键）成肽段，对这些肽段用质 谱进行鉴定与分析。目前常用的质谱包括两种：基质辅助激光解吸电 离-飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）和电喷雾质谱（ESI- MS）。
蛋白质组学及技术 介绍
概念
蛋白质组是在一个细胞的整个生命过程中由基因组表达的以及表达后修饰 的全部蛋白质。
蛋白质组学是蛋白质组概念的延伸。是蛋白质的规模化研究，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。
蛋白质水平的分析不仅为生物分子体系提供最有效的实时分析模型而且 也获得了DNA和RNA水平上不易获得的信息。
二维凝胶电泳法：
二维凝胶电泳的原理是第一向基于蛋白质的等电点不同 用等电聚焦分离，第二向则按分子量的不同用SDS-PAGE分 离，把复杂蛋白混合物中的蛋白质在二维平面上分开。
2-DE有较好的分辨率，E或单相IEF的最好分 辨率仅为100个蛋白，而2-DE大约为3000个蛋白。
蛋白质肽段的鉴定:
研究技术
它的基本原理是在非变性条件下裂解细胞，保留细胞内相互作用的蛋白质，将目的蛋白的抗体加入细胞裂解液中，使目的蛋白在体内 的相互作用蛋白成电下来。
蛋白质组学介绍-PPT精选文档67页
• PTMs involving addition include:
• Acetylation - the addition of an acetyl group, usually at the N-terminus of the protein
• Alkylation - the addition of an alkyl group (e.g. methyl, ethyl)
• Or - A complete description of proteins expressed in any given cell at any given time
Proteomics
• A cellular proteome is the collection of proteins found in a particular cell type under a particular set of environmental conditions such as exposure to hormone stimulation
• This is due to:
• alternative splicing of genes
• post-translational modifications like glycosylation or Phosphorylation.
alternative splicing of genes
• PTMs involving addition include:
• Phosphopantetheinylation - the addition of a 4'phosphopantetheinyl moiety from coenzyme A, as in fatty acid, polyketide, non-ribosomal peptide and leucine biosynthesis
• Acetylation - the addition of an acetyl group, usually at the N-terminus of the protein
• Alkylation - the addition of an alkyl group (e.g. methyl, ethyl)
• Or - A complete description of proteins expressed in any given cell at any given time
Proteomics
• A cellular proteome is the collection of proteins found in a particular cell type under a particular set of environmental conditions such as exposure to hormone stimulation
• This is due to:
• alternative splicing of genes
• post-translational modifications like glycosylation or Phosphorylation.
alternative splicing of genes
• PTMs involving addition include:
• Phosphopantetheinylation - the addition of a 4'phosphopantetheinyl moiety from coenzyme A, as in fatty acid, polyketide, non-ribosomal peptide and leucine biosynthesis
课件：第六章 蛋白质组学技术
（尼龙膜： 480µg/cm2 ；硝酸纤维素膜：80µg/cm2 ）
特殊要求下的选择 目的蛋白与硝酸纤维膜的结合能力弱
需要更大的机械强度
的免疫学检测
• 封闭 • 靶蛋白与一抗反应 • 与二抗反应 • 显色
2021/11/16
14
二抗与底物反应显色
•辣根过氧化物酶法（HRP） •碱性磷酸酶法（AP） •化学发光显色法
2-DE 分离的可溶性 E. coli 蛋白
2021/11/16
26
双向电泳特点
• 优点：高分辨率 • 缺点：
– 低丰度蛋白质 – 极酸或极碱蛋白质 – 极大或极小的蛋白质 – 难溶蛋白质
2021/11/16
27
生物质谱技术
2021/11/16
28
质谱分析（mass spectrometry,MS）
2021/11/16
9
2021/11/16
10
2021/11/16
11
转膜：负极到正极，依次放海绵，滤纸，凝 胶，硝酸纤维膜， 滤纸，海绵
380mA 30分钟
2021/11/16
12
转膜
硝酸纤 维素膜
价格便宜
简单快速封闭非特异性抗体结合
膜的选择
封闭非特异性抗体结合麻烦
尼龙膜
价格昂贵
需要更高的蛋白结合率
现、同源蛋白质比较、蛋白质加工修饰分析。 2、蛋白质组功能模式（作用）的研究 • 基因产物识别、基因功能鉴定、基因调控机制分析。 • 重要生命活动的分子机制（如细胞周期、分化与发
育、环境反应与调节等）。
• 医药靶分子的寻找和分析（包括新药靶分子、肿瘤 分子标记、人体病理介导分子等）。
2021/11/16
特殊要求下的选择 目的蛋白与硝酸纤维膜的结合能力弱
需要更大的机械强度
的免疫学检测
• 封闭 • 靶蛋白与一抗反应 • 与二抗反应 • 显色
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14
二抗与底物反应显色
•辣根过氧化物酶法（HRP） •碱性磷酸酶法（AP） •化学发光显色法
2-DE 分离的可溶性 E. coli 蛋白
2021/11/16
26
双向电泳特点
• 优点：高分辨率 • 缺点：
– 低丰度蛋白质 – 极酸或极碱蛋白质 – 极大或极小的蛋白质 – 难溶蛋白质
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27
生物质谱技术
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质谱分析（mass spectrometry,MS）
2021/11/16
9
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10
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11
转膜：负极到正极，依次放海绵，滤纸，凝 胶，硝酸纤维膜， 滤纸，海绵
380mA 30分钟
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12
转膜
硝酸纤 维素膜
价格便宜
简单快速封闭非特异性抗体结合
膜的选择
封闭非特异性抗体结合麻烦
尼龙膜
价格昂贵
需要更高的蛋白结合率
现、同源蛋白质比较、蛋白质加工修饰分析。 2、蛋白质组功能模式（作用）的研究 • 基因产物识别、基因功能鉴定、基因调控机制分析。 • 重要生命活动的分子机制（如细胞周期、分化与发
育、环境反应与调节等）。
• 医药靶分子的寻找和分析（包括新药靶分子、肿瘤 分子标记、人体病理介导分子等）。
2021/11/16
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蛋白质组学新技术
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等Байду номын сангаас才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等Байду номын сангаас才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利