蛋白质组学ppt

从局部入手研究蛋白质组的各个功能亚群体。 从局部入手研究蛋白质组的各个功能亚群体。
将多个亚群体组合起来， 将多个亚群体组合起来，逐步描绘出接近于生 命细胞的“全部蛋白质”的蛋白质组图谱。 命细胞的“全部蛋白质”的蛋白质组图谱。
发展进展
各国政府支持， 各国政府支持，国际著名研究和商业机构 加盟： 加盟： 1996年澳大利亚建立了世界上第一个蛋白 1996年澳大利亚建立了世界上第一个蛋白 质组研究中心（ 质组研究中心（Australia Proteome Facility，APAF） Analysis Facility，APAF）
临床样本都是各种细胞或组织混杂， 临床样本都是各种细胞或组织混杂， 而且状态不一， 而且状态不一，如肿瘤中癌变的上皮类 细胞总是与血管、基质细胞等混杂。 细胞总是与血管、基质细胞等混杂。
激光捕获显微切割(laser 激光捕获显微切割(laser capture microdissection， microdissection，LCM)
蛋白质组学(proteomics) 蛋白质组学(proteomics)
指应用各种技术手段来研究蛋白质组的一门新兴 科学， 科学，其目的是从整体的角度分析细胞内动态变 化的蛋白质组成成份、表达水平与修饰状态， 化的蛋白质组成成份、表达水平与修饰状态，了 解蛋白质之间的相互作用与联系， 解蛋白质之间的相互作用与联系，揭示蛋白质功 能与细胞生命活动规律。 能与细胞生命活动规律。
样品预分级的主要方法
蛋白质溶解性：可溶性蛋白、 蛋白质溶解性：可溶性蛋白、非溶性蛋白等 蛋白质定位：膜蛋白、核蛋白等 蛋白质定位：膜蛋白、 蛋白质细胞器定位：线粒体、高尔基体、 蛋白质细胞器定位度蛋白质的上样量和检测灵 敏度。 敏度
组织水平上的蛋白质组样品制备
Celera公司投资上亿美元独自启动了全 Celera公司投资上亿美元独自启动了全 面鉴定和分类汇总人类组织、 面鉴定和分类汇总人类组织、细胞和体 液中的蛋白质及其异构体， 液中的蛋白质及其异构体，构建新一代 的蛋白质表达数据库的工作。 的蛋白质表达数据库的工作。
1997年召开了第一次国际“蛋白质组学”会议 年召开了第一次国际“蛋白质组学” 年召开了第一次国际
负
染
能专门提高PAGE胶上蛋白质的回收率，但不能用于膜 上染色。 结果表现为胶面着色而蛋白质点透明。 速度快（5~15min），蛋白质的生物活性能保持：一旦 用络合剂如EDTA或Tris/甘氨酸转移缓冲液来络合金属 离子就可进行提取来转移蛋白质。 它主要适用于蛋白质显色、完整蛋白质的胶上被动提取 以及质谱分析。 该技术主要包括金属盐染料、锌－咪唑染料等的使用。
Genomics （基因组学） Post-genomic science （后基因组时代）
Functional genomics （功能基因组学）
转录组学） Proteomics （蛋白质组学） Metabolomics （代谢组学） Structural genomics （结构基因组学）
Aim - 3D structures of all protein folds !
2003 成 立 了 中 国 人 类 蛋 白 质 组 组 织 （ CHHUPO ） ， 并 分 别 于 2003 年 9 月 、 2004年 8月以及 月以及2005年 8月召开了中国蛋白 年 月以及 年 月召开了中国蛋白 质组学首届、 第二届及第三届学术大会， 质组学首届 、 第二届及第三届学术大会 ， 2004年 10月在中国北京召开了第三届国际 年 月在中国北京召开了第三届国际 蛋白质组学会议。 蛋白质组学会议。
Transcriptomics（
主要内容
第一节 第二节 第三节
蛋白质组学的概念及发展进展 蛋白质组表达模式的研究方法 蛋白质组功能模式的研究方法
第一节 蛋白质组学的概念及发展进展 蛋白质组学的概念及发展进展
蛋白质组和蛋白质组学的概念
蛋白质组（ ）：PROTEins + genOME，意 蛋白质组（proteome）： ）： ， 思是Proteins expressed by a genome（基因组表达的 思是 （ 所有蛋白质）。 所有蛋白质）。 1994年由 年由Williams和Wilkins提出，是一个动态的概念， 提出， 年由 和 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。 指的是不同细胞在不同时相表达不同的蛋白质。
基因组
转录组
蛋白组
♦ The study of proteins expressed by genomes ♦ Completion of the sequencing of the 1st draft of human genome
indicates there are approximately 250,000 proteins in the human genome ♦ Only 2-5% of proteins in human genome have been identified
新型非凝胶技术
液相色谱法 liquid chromatography，LC ， 毛细管电泳 capillary electrophoresis，CE ，
（三）常见蛋白质显色技术
考马斯亮蓝染色
常见显色方法比较
考染和银染的比较 考染和银染的比较
有机染料和银染
考染灵敏度为30~100ng，线性范围是20倍；银染 的线性范围是40倍，灵敏度是考染的100倍。 胶体考马斯亮蓝染色技术可实现PAGE的无背景 染色，其极限灵敏度为8~10ng，但这种染液会对 8~10ng 蛋白质进行修饰而影响质谱分析的结果。 胺基黑常用于转印至聚偏二氟乙烯（PVDF）和/ 或硝酸纤维素膜上的蛋白质的染色。 银染的缺点是：对某些种类的蛋白质染色效果差， 对其后的蛋白质测序和质谱分析造成影响。 这两种染色技术都可减少胶内蛋白质产量。
科技部已将疾病蛋白质组研究列入我国“ 科技部已将疾病蛋白质组研究列入我国“973” 计划项目和“ 计划项目； 计划项目和“863”计划项目；国家自然科学基 计划项目 金委员会也将“蛋白质组研究”列为重点项目。 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、 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。 研究方面取得了较大的进展。
蛋白质组： 蛋白质组：
对应于基因组的所有蛋白质构成的整体， 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。 局限于一个或几个蛋白质。 同一基因组在不同细胞、 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。 在空间和时间上动态变化着的整体。
第二节 蛋白质组表达模式的研究方法
主要研究目标
研究蛋白质组组成成分、差异和功能
（一）蛋白质组研究中的样品制备
通常可采用细胞或组织中的全蛋白质组 分进行蛋白质组分析。 分进行蛋白质组分析。 也可以进行样品预分级， 也可以进行样品预分级，即将细胞或组 织中的全体蛋白质分成不同部分， 织中的全体蛋白质分成不同部分，分别 进行研究。 进行研究。
胶体扩散染料
主要用于高灵敏度检出电转印至硝酸纤维素和 PVDF膜上的蛋白质，不用于胶内染色。 最好的胶体金染色的灵敏度与PAGE胶内的银 染类似。 这种技术主要包括印度墨水染料、胶体金属染 料等。
有机荧光团染料
包括共价结合和非共价结合的荧光团染料两类。后者最为常 用，其典型代表是已经商品化的SYPRO Red、 Orange、 Ruby等荧光染料。 这三种染料可对SDS-PAGE胶内蛋白质进行一步染色，约 30~60min完成，灵敏度为2~10ng。染色后的凝胶用标准的 实验室300nm紫外透射仪进行照像保存，其线性范围为3个 数量级。 这三种染料的电泳染色结果与在酵母中通过SAGE所获得的 基因表达水平的动态范围相匹配。 在Tris/甘氨酸转印缓冲液中染色后，蛋白质可被转印至膜上 并进行免疫染色或Edman测序来鉴定蛋白质。
金属螯合染料
这是一类与现代蛋白质组学研究相兼容的、相对较新 的蛋白质显色试剂，其设计专门与常用微量化学表征 过程兼容。它们不包含戊二醛、甲醛或Tween-20等， 很容易和集成化蛋白质组学平台（包括自动化凝胶染 色仪、图像分析工作站、机器人剪切仪器、蛋白质酶 解工作站和质谱仪等）相结合。 其中SYPRO Ruby也是一种基于钌的金属发光染料。
功能蛋白质组学 (functional proteomics)的提出 的提出
功能蛋白质组： 功能蛋白质组：细胞在一定阶段或与某一生理 现象相关的所有蛋白质。 现象相关的所有蛋白质。 介于对个别蛋白质的传统蛋白质化学研究和以 全部蛋白质为研究对象的蛋白质组学之间。 全部蛋白质为研究对象的蛋白质组学之间。
美国国立癌症研究院（NCI）投资1 000万 美国国立癌症研究院（NCI）投资1 000万 美元建立肺、直肠、乳腺、 美元建立肺、直肠、乳腺、卵巢肿瘤的蛋 白质组数据库。 白质组数据库。 NCI和FDA共同投资 NCI和FDA共同投资数百万美元建立癌症不同 阶段的蛋白质组数据库。 阶段的蛋白质组数据库。 英国建立三个蛋白质组研究中心对已完成 或即将完成全基因组测序的生物体进行蛋 白质组研究。 白质组研究。
蛋白质组学
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
对蛋白质的数量、结构、性质、相互关系和生 物学功能进行全面深入的研究已成为生命科学 研究的迫切需要和重要任务。
The era of ‘omics’-based science
蛋白质组研究包括两个方面： 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
蛋白质组功能模式
The systematic study of proteinprotein interactions through the isolation of protein complexes