蛋白质组学ppt
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Genomics （基因组学） Post-genomic science （后基因组时代）
Functional genomics （功能基因组学） ▪ Transcriptomics（ 转录组学） ▪ Proteomics （蛋白质组学） ▪ Metabolomics （代谢组学）
Structural genomics （结构基因组学）
1994年由Williams和Wilkins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。
蛋白质组：
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。
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。
蛋白质组学(proteomics)
描绘蛋白质的精确三维结构，揭 示其结构上的关键部位，如与药物结 合并且决定其活性的部位。
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
组织水平上的蛋白质组样品制备
临床样本都是各种细胞或组织混杂， 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。
激光捕获显微切割(laser capture microdissection，LCM)
可直接在显微镜下从组织切片中精 确分离特定的细胞或细胞群。
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。
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，分别 进行研究。
样品预分级的主要方法
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 蛋白质细胞器定位：线粒体、高尔基体、叶绿体等
样品预分级主要作用在于提高 低丰度蛋白质的上样量和检测灵 敏度。
指应用各种技术手段来研究蛋白质组的一门新兴 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，了 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。
主要研究内容
了解某种特定的细胞、组 织或器官制造的蛋白质种类；
明确各种蛋白质分子是如 何形成类似于电路的网络的；
▪ Aim - 3D structures of all protein folds !
主要内容
第一节 蛋白质组学的概念及发展进展 第二节 蛋白质组表达模式的研究方法 第三节 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
蛋白质组和蛋白质组学的概念
蛋白质组（proteome）：PROTEins + genOME，意 思是Proteins expressed by a genome（基因组表达的 所有蛋白质）。
基因组
转录组
源自文库
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
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，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。
发展进展
各国政府支持，国际著名研究和商业机构 加盟： 1996年澳大利亚建立了世界上第一个蛋白 质组研究中心（Australia Proteome Analysis Facility，APAF）
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
1997年召开了第一次国际“蛋白质组学”会议
1998年在美国旧金山召开了第二届国际蛋白质组学会 议
1999年1月在英国伦敦举行了应用蛋白质组会议
我国也于1998年启动了蛋白质组学研究，在 中科院上海生物化学研究所举办了两次全国 性的蛋白质组学研讨会
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2005年8月召开了中国蛋白 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 蛋白质组学会议。
Only 2-5% of proteins in human genome have been identified
功能蛋白质组学 (functional proteomics)的提出
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。
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。
美国国立癌症研究院（NCI）投资1 000万 美元建立肺、直肠、乳腺、卵巢肿瘤的蛋 白质组数据库。
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。
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。
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、细胞和体 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。
科技部已将疾病蛋白质组研究列入我国“973” 计划项目和“863”计划项目；国家自然科学基 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、肝癌和肺癌蛋白质组 研究方面取得了较大的进展。
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
Functional genomics （功能基因组学） ▪ Transcriptomics（ 转录组学） ▪ Proteomics （蛋白质组学） ▪ Metabolomics （代谢组学）
Structural genomics （结构基因组学）
1994年由Williams和Wilkins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。
蛋白质组：
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。
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。
蛋白质组学(proteomics)
描绘蛋白质的精确三维结构，揭 示其结构上的关键部位，如与药物结 合并且决定其活性的部位。
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
组织水平上的蛋白质组样品制备
临床样本都是各种细胞或组织混杂， 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。
激光捕获显微切割(laser capture microdissection，LCM)
可直接在显微镜下从组织切片中精 确分离特定的细胞或细胞群。
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。
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，分别 进行研究。
样品预分级的主要方法
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 蛋白质细胞器定位：线粒体、高尔基体、叶绿体等
样品预分级主要作用在于提高 低丰度蛋白质的上样量和检测灵 敏度。
指应用各种技术手段来研究蛋白质组的一门新兴 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，了 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。
主要研究内容
了解某种特定的细胞、组 织或器官制造的蛋白质种类；
明确各种蛋白质分子是如 何形成类似于电路的网络的；
▪ Aim - 3D structures of all protein folds !
主要内容
第一节 蛋白质组学的概念及发展进展 第二节 蛋白质组表达模式的研究方法 第三节 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
蛋白质组和蛋白质组学的概念
蛋白质组（proteome）：PROTEins + genOME，意 思是Proteins expressed by a genome（基因组表达的 所有蛋白质）。
基因组
转录组
源自文库
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
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，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。
发展进展
各国政府支持，国际著名研究和商业机构 加盟： 1996年澳大利亚建立了世界上第一个蛋白 质组研究中心（Australia Proteome Analysis Facility，APAF）
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
1997年召开了第一次国际“蛋白质组学”会议
1998年在美国旧金山召开了第二届国际蛋白质组学会 议
1999年1月在英国伦敦举行了应用蛋白质组会议
我国也于1998年启动了蛋白质组学研究，在 中科院上海生物化学研究所举办了两次全国 性的蛋白质组学研讨会
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2005年8月召开了中国蛋白 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 蛋白质组学会议。
Only 2-5% of proteins in human genome have been identified
功能蛋白质组学 (functional proteomics)的提出
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。
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。
美国国立癌症研究院（NCI）投资1 000万 美元建立肺、直肠、乳腺、卵巢肿瘤的蛋 白质组数据库。
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。
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。
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、细胞和体 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。
科技部已将疾病蛋白质组研究列入我国“973” 计划项目和“863”计划项目；国家自然科学基 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、肝癌和肺癌蛋白质组 研究方面取得了较大的进展。
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