蛋白质与癌症
蛋白质与癌症
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膳食与癌症 蛋白质与癌症是朋友还是敌人？
1893年荷兰化学家葛哈德。穆德勒发现蛋白质。蛋白质这个词来自于希腊词汇“proteios”意为“最重要的” 长期以来人们认为蛋白质就是肉类食品，肉类食品就是蛋白质。20世纪初营养科学研究者认为：蛋白质是人类文明的象征，更是社会地位的象征。
蛋白质缺口
20世纪60-70年代发达国家，以及著名的营养学家认为，发展中国家存在“蛋白质缺口”问题。这造成第三国家儿童广泛饥饿和营养不良的问题。联合国及美国政府食品以和平项目署、美国多数大学、众多国际组织都参与了这场旨在用蛋白质产品消除世界饥荒的斗争。
蛋白质的品质问题
蛋白质不断的消耗，必须得到补充。食物中的蛋白质被蛋白酶分解为肽在降解成氨基酸，用于合成新的蛋白质，补充身体消耗的蛋白质。彩珠的例子
蛋白质的真正实质是指某种食物被身体吸收，补充身体所需蛋白质的效率。大量实验证明，植物性蛋白质尽管用于合成新蛋白质的速度比较慢，但很稳定，这种蛋白才是最健康的蛋白质，也是身体最需要的蛋白。 致癌物
氨基三唑，一种用于酸果蔓生产的除草剂；DDT ；丁酰肼；亚硝酸盐；苏丹红；二恶英；黄曲霉毒素。 实验对象
● 大鼠和人对蛋白质的需求是几乎一致的。
● 蛋白质在人体内河大鼠体内的作用方式基本一致。
● 在大鼠体内促进癌生长的蛋白质摄入水平与人体内促进癌生长的蛋白质摄入水平相同
印度实验
● 两组大鼠，饲同等量的黄曲霉毒素，一组饲含20%的蛋白质，一组饲5%蛋白质的饲料。
● 结果饲20%蛋白质的大鼠发生癌症，或癌前病变。而摄5%蛋白质的大鼠没有任何一个发生癌症。 ● 证明蛋白质摄入过少与癌症的发生有很大的关联性。
坎贝尔试验的开始
癌症的三阶段：启动阶段、促进阶段、进展阶段。例子：植草皮。
启动阶段：致癌物；促进阶段：促癌剂；进展阶段：促癌剂。
癌细胞
实验
● 酶的代谢
● 证明：低蛋白质膳食能导致更少的黄曲霉毒素进入细胞。让细胞增殖速度缓慢。减少酶的活性。 癌的促进阶段
● 同计量黄曲霉毒素，不同蛋白质膳食，癌症病灶细胞的不同发展。
● 同计量黄曲霉毒素，让蛋白质摄取量调换，证明低蛋白质膳食可以抑制病灶细胞生长。而原来没有生长
的病灶细胞有复活繁殖。
● 蛋白质摄入的多少对癌症的影响要超过致癌物。 肝细胞
AF 黄曲霉毒素
进入细胞 酶
有害物AF +
DNA
蛋白质多少的问题
●蛋白质摄入超过身体生长速度所需的蛋白质摄入量是，癌症细胞才会增殖。
●日推荐供应量为每天热量的10%（50-60克），但大多数人早已超过。美国人达到15%-16%（70-100克）是所有的蛋白质都是类似的吗？
●以上实验用的都是酪蛋白，占牛奶的87%。但如果采用植物蛋白却完全不会。如小麦蛋白或大豆蛋白。另一项实验
●小鼠乳腺实验，也证明酪蛋白能明显促进乳腺癌的发展。
●酪蛋白通过一系列的反应机制，增强癌症的发病率。
●酪蛋白影响雌性动物荷尔蒙系统，而人体中也存在类似的内分泌系统。
最终结论
●牛奶中的蛋白质是非常强的促癌剂。
癌症与基因
●据1981年为美国国会准备的一份关于膳食与癌症的综述估算，基因在癌症发病危险中发挥2%-3%的作
用。
胆固醇
胆固醇分两类：膳食胆固醇与血液胆固醇。膳食胆固醇只存在于动物性食物中。我们无法衡量食物中胆固醇的多少。
血液胆固醇
●在没有摄入动物性胆固醇的情况下，人体能自身合成一定量的胆固醇。而这种胆固醇对身体是至关重要
的。
●“好的”高密度脂蛋白胆固醇（HDL）
●“坏的”低密度脂蛋白胆固醇（LDL）
血液胆固醇的量
●在80年代中国人的血液胆固醇量平均水平大约为127毫克/分升，美国人平均215毫克/分升。
然而近年来中国人的血胆固醇量正在逐年上升。随着血液胆固醇水平的升高，西方病的发病率也在上升。
●原有的营养学观念认为，血液胆固醇量不可小于150毫克/分升。170毫克/可算正常。
●然而实验结果证明：当血液胆固醇水平从170毫克/分升下降到90毫克/分升的时候，肝癌、直肠癌、结
肠癌、男性肺癌、女性肺癌、乳腺癌、儿童白血病、成年白血病、成年脑癌、儿童脑癌、胃癌以及食管（咽）癌的发病率都显著下降。
血胆固醇与膳食
●血液中的胆固醇水平确定是发病危险的重要指证之一。动物来源的食品与血液胆固醇水平的升高之间存
在正相关关系，而摄入植物性食物的营养素与血液胆固醇水平的下降存在正相关关系。
●一些动物实验和人体实验的研究结果表明，摄入动物来源的蛋白质会导致血液中胆固醇是平升高。饱和
脂肪以及膳食胆固醇也可以增加血液中胆固醇的水平，但是他们的效果梅摄入动物蛋白质那么明显。相反植物来源的食物中几乎不含有胆固醇，而且还能通过不同的方式降低体内的胆固醇水平。
膳食疗法（食疗）
●弗雷明汉研究，小卡德维尔.埃塞尔斯廷医生，迪安.奥尼什医生的膳食疗法取得惊人效果。
●说明膳食疗法，可以降低心脏病的发病率，并缓解治疗的心脏病。癌症发病率也因此降低。
结论
●摄入植物性食品可以降低血液胆固醇水平，起到预防甚至治疗心脏病，癌症的效果。
●食用植物性食物者，或称素食主义者，可以远离当今世界的流行富贵病。
●采取膳食干预治疗的效果已经打破传统治疗富贵病的窘境。并向世界宣布食疗的效果胜于一切。
代谢相关蛋白质修饰在肿瘤发生发展过程中的作用及机制
项目名称：代谢相关蛋白质修饰在肿瘤发生发展过 程中的作用及机制 首席科学家：赵世民复旦大学 起止年限：2012.1至2016.8 依托部门：教育部上海市科委
一、关键科学问题及研究内容 关键科学问题 本课题将以代谢相关的蛋白质翻译后修饰为切入点，系统挖掘参与代谢酶修饰调控的乙酰化和磷酸化等修饰酶及其修饰底物，系统挖掘被代谢物调控的下游被甲基化和羟基化等修饰的蛋白；在此基础上研究其对细胞代谢的作用，作用的分子机理以及在肿瘤发生中的变化规律和生理病理意义；并通过结构生物学方法寻找通过干预修饰进而干预代谢的小分子化合物。具体地，将就如下关键科学问题开展研究： 1. 发展相关技术和研究体系，系统地挖掘代谢相关翻译后修饰的修饰酶及其底物；探索相关蛋白质修饰酶类和底物通过何种网络及分子机制进行调控。 2. 在肿瘤发生、发展过程中，代谢相关翻译后修饰如何变化，以及这些变化对于肿瘤发生发展有何病理意义。 3. 研究能否通过活性小分子化合物干预代谢相关翻译后修饰，进而干预代谢来实现肿瘤的预防与干预。 主要研究内容 我们将以项目组成员前期在代谢相关的蛋白质翻译后修饰研究为基础，从广度与深度上扩展对代谢失调引发肿瘤机理的研究。在广度方面主要系统地发现参与细胞代谢调控的翻译后修饰的修饰酶，以及被代谢物调控的下游底物蛋白和信号通路。在深度方面主要研究各种翻译后修饰调节代谢的分子机理，重点研究乙酰化
修饰参与代谢调控的机制；在代谢物调控下游翻译后修饰和信号通路的分子机理方面，我们将重点研究对组蛋白甲基化和DNA去甲基化酶的调控机理；同时，用结构生物学的策略寻找针对上述具有治疗潜力的靶分子的活性小分子化合物。 1. 代谢相关的蛋白质的修饰谱及其在肿瘤发生发展过程中的变化规律以肝癌和神经胶质瘤等癌症为模型，建立全细胞的与代谢相关的蛋白质乙酰化、磷酸化、羟基化、甲基化修饰鉴定的技术方法与平台。探讨这些肿瘤发病过程中代谢酶的乙酰化、磷酸化修饰的动态变化，以及被代谢中间物调控的下游羟基化、甲基化等蛋白底物与动态变化。 2.肿瘤发生发展过程中代谢组的变化规律及其与代谢相关修饰变化的对应关系与调控机制通过代谢组学、遗传学以及生物化学策略，比较肿瘤细胞与正常细胞中的代谢物组成特点，重点探讨代谢相关修饰改变与代谢组改变的内在联系；建立能反应肿瘤特征的代谢组谱，力争发现肿瘤特异性代谢标志物（群）。 3. 肿瘤发生发展过程中一些代谢产物作用的信号通路及对肿瘤发生发展的意义 系统地研究与肿瘤发生密切相关的糖酵解通路与三羧酸循环通路相关代谢中产物在肿瘤发生发展过程中的作用机理。重点研究 酮戊二酸（ KG）及其结构类似的等代谢中间物影响各种 KG依赖的系列双加氧酶功能的分子生化机理及其对细胞信号通路的影响，包括 KG对PHD、系列组蛋白去甲基化酶以及DNA
细胞周期的划分及各个时期的特点(新)
细胞周期的划分及各期特点 【摘要】本文主要是对细胞周期的划分进行简单描述，对细胞周期各个时期的特点进行归纳整理。 【关键词】细胞周期；蛋白质； DNA； 细胞增殖周期，简称细胞周期(cell cycle)，是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的整个过程。一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期，分裂间期分G1、S和G2期。分裂期又分为分裂前期、分裂中期、分裂后期和分裂末期。细胞在分列前，必须进行一定的物质准备。在细胞分裂期中，不仅要进行DNA复制，还要进行RNA和蛋白质的合成。 1.分裂间期 间期分为DNA合成前期（G1期）、DNA合成期（S期）、DNA合成后期（G2期）三个阶段。 1.1 G1期 是指从有丝分裂完成到DNA复制之前的这段时间，又称DNA合成前期。G1期是一个生长期，在这一时期主要进行RNA和蛋白质的生物合成，并且为下阶段S期的DNA合成做准备。 在这一时期mRNA、rRNA、tRNA的合成加速，导致结构蛋白和酶蛋白的形成。G1期又分为G1早期和G1晚期两个阶段；细胞在G1早期中合成各种在G1期内所特有的RNA和蛋白质，而在G1晚期至S期则转为合成DNA复制所需要的若干前体物和酶分子，包括胸腺嘧啶激酶、胸腺嘧啶核苷酸激酶、脱氧胸腺嘧啶核苷酸合成酶等，特别是DNA聚合酶急剧增高。这些酶活性的增高对于充分利用核酸底物，在S期合成DNA是不可少的条件。 在此期中，细胞要发生一系列生物化学变化，其中最主要的是要合成一定数量的RNA和某些专一性的蛋白质。有些学者把这种蛋白质称为触发蛋白（trigger protein）,触发蛋白的积累有助于细胞通过G1期的限制点进入S期。这种蛋白又称为不稳定蛋白，简称U蛋白。此外，在G1期中还有Hl组蛋白的磷酸化，脱氧核苷的库存增加等变化。Groppi和Coffino发现，G1期也有组蛋白的合成。在G1期中产生了一种称为抑素的物质，与细胞停留在G1期有关。抑素是一种水溶性物质，具有不可透析性、热不稳定性和能为乙醇沉淀等性质，Honk等人为，肿瘤细胞之所以无节制的加速繁殖，是由于对抑素的敏感性降低了。 1.2 S期
蛋白质组学研究方法选择及比较
蛋白质组学研究方法选择及比较 目前研究蛋白组学的主要方法有蛋白质芯片及质谱法，本文将从多方面对两种研究方法进行了解与比较； 蛋白质芯片（Protein Array） 将大量不同的蛋白质有序地排列、固定于固相载体表面，形成微阵列。利用蛋白质分子间特异性结合的原理，实现对生物蛋白质分子精准、快速、高通量的检测。 主要类型： ●夹心法芯片(Sandwich-based Array) ●标记法芯片(Label-based Array) ●定量芯片(Quantitative Array) ●半定量芯片(Semi-Quantitative Array) 质谱（Mass Spectrometry） 用电场和磁场将运动的离子按它们的质荷比分离后进行检测，测出离子准确质量并确定离子的化合物组成，即通过对样品离子质荷比的分析而实现对样品进行定性和定量的一种方法。 主要类型：
●二维电泳+质谱(2D/Mass Spectrometry, MS) ●表面增强激光解吸电离飞行时间质谱(Surface-enhanced laser desorption/ionization- time of flight, SELDI) ●同位素标记相对和绝对定量(Isobaric tags for relative and absolute quantitation, iTRAQ) Protein Array or Mass Spectrometry？ 如何选择合适的研究方法？以下将从六个方面进行比较与推荐： 1.筛查蛋白组学表达差异 建议选择：RayBiotech（1000个因子的芯片）+质谱 a)不同的方法学有不同的特点：对于质谱，可以筛查到未知的蛋白，但是对于分子量大、 低丰度的蛋白质，质谱的灵敏度和准确性有一定的限制。 b)不同的方法能筛查到的目标不同：根据Proteome Analysis of Human Aqueous Humor 一文中报道，质谱筛查到的差异蛋白集中在小分子与代谢物。而用RayBiotech芯片筛查到的结果，多是集中在细胞因子、趋化、血管、生长等等。 c)质谱筛查到355个蛋白，而RayBiotech抗体芯片也筛查到328个蛋白，且用定量芯片 验证25个蛋白有差异，这些蛋白是质谱找不到的。目前RayBiotech夹心法抗体芯片已经可以检测到1000个蛋白，采用双抗夹心法，尤其是对于低丰度蛋白，有很好的灵敏度和特异性，很多的低丰度蛋白是抗体芯片可以检测出来，而质谱检测不到的，且样品不经过变性和前处理，保持天然状态的样品直接检测，对于蛋白的检测准确度高。 d)质谱的重复性一直是质谱工作者纠结的问题，不同操作者的结果，不同样品处理条件， 峰值的偏移等影响因素都会产生大的影响；RayBiotech的夹心法芯片重复性高。
细胞周期调控的研究进展(精)
细胞周期调控的研究进展 高燕,林莉萍,丁健 * (中国科学院上海生命科学研究院药物研究所,国家新药研究重点实验室, 中国科学院研究生院,上海 201203 摘要 :细胞周期是一种非常复杂和精细的调节过程,有大量调节蛋白参与其中。此过程的核心是细 胞周期依赖性蛋白激酶 (CDKs。 CDKs 的激活又依赖于另一类呈细胞周期特异性或时相性表达的细胞周期蛋白 (cyclins,而 CDKs 调节的关键步骤是细胞周期检查点。 PLKs 是多种细胞周期检查点的主要调节因子, Aurora 蛋白激酶主要在细胞有丝分裂期起作用。本文就上述因素在细胞周期进程中的作用作一综述。 关键词 :细胞周期;调控;细胞周期检查点中图分类号:Q253文献标识码:A A review: cell cycle regulation GAO Yan, LIN Li-Ping, DING Jian* (State Key Laboratory of Drug Research, Shanghai Institute of Materia Medica, Shanghai Institues for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201203, China
Abstract: The cell cycle is a complex and elaborate process involving numerous regulatory proteins as directors.Central to this process are the cyclin-dependent kinases (CDKs, which are activated in a cyclin-dependentmanner at special points of the cell cycle. Cyclin protein levels rise and fall during the cell cycle and in the waythey periodically activate CDKs. Furthermore, the cell cycle checkpoint is also discussed as a key process inthe regulation of CDKs. PLKs are important mediators for various cell cycle checkpoints, while Aurora kinaseshave emerged as essential regulators of cell division. Here, we reviewed the effects of above factors on cellcycle regulation. Key words: cell cycle; regulation; cell cycle checkpoint 收稿日期 :2005-01-22; 修回日期 :2005-03-09 作者简介 :高燕 (1974— ,女,博士研究生;林莉萍 (1962— ,女,博士,副研究员;丁健 (1953— ,男, 研究员,博士生导师, *通讯作者。 文章编号 :1004-0374(200504-0318-05 1概述 细胞周期是指一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂的结束 , 细胞由一个分裂为两个子细胞。细胞的分裂由两个连续的过程组成, 即 DNA 复制及染色体的分离。一个细胞周期包括准备阶段的间期和有丝分裂期 (图 1 。间期包括 G 1、 S 和 G 2期。 G 1期时,细胞为遗传物质 DNA 的合成作准备,而 DNA 的合成是在 S 期完成。 G 2期主要完成蛋白质的合成,为细胞进入有丝分裂期作准备。有丝分裂期 (M期又分为前期、中期、后期和末期,以完成染色体的凝集,中心粒移至细胞核对立的两极,核仁解体,核膜消失 (前期 ; 纺锤体形成和染色体排列于其间 (中期 ; 姐妹染色单体分开并移向两极 (后期 ; 子核形成和胞质分裂 (末期。另外, G 1期的 319
组蛋白修饰与癌症
摘要：表观遗传调节异常逐渐被认为是癌症的标志。尤其是翻译后的组蛋白修修饰，被认为在癌症发展过程中起到关键作用。后翻译组蛋白修饰参与致癌作用的各个阶段。组蛋白修饰也被探索为疾病发生发展的可能标志物。这篇文章讨论了组蛋白修饰在癌症生物学中扮演的角色以及探索他们预后的可能性。 癌症一直被公认为多效性和多方面的疾病，和发展的起始，是由无数的因素的影响。由于其显著的错综复杂性，癌症的概念作为表观遗传疾病，以及遗传，改变已经获得了相当大的势头，在科学界，[ 1 ]。表观遗传学是研究遗传的表型，这是不是由DNA序列编码[ 2，3 ]。对于癌症，“表观遗传学”通常是指在DNA 甲基化变化微小，组蛋白翻译后修饰，和其他染色质元素，可以改变基因的表达。 组蛋白修饰和癌症 组蛋白是高度保守的碱性蛋白质，可以成为氨基酸残基位于N-末端 C-末端的翻译后修饰。有四个核心组蛋白：蛋白2个（H2A），B组蛋白2（H2B）、组蛋白3（H3），和组蛋白4（H4），和一个连接组蛋白，组蛋白1（H1）。约146个碱基对的DNA缠绕在组蛋白八聚物，组成每个核心组蛋白的两个副本，在左手超螺旋圈。H1，这是不包括在核小体的“珠”，作为一个连接有助于安全的DNA 缠绕在核小体。 组蛋白残基磷酸化，乙酰化，甲基化可以成为，，sumolyated，泛素化和ADP-核糖基化。不像其他的修饰。氨基酸的甲基化，如赖氨酸和精氨酸，可以改变量。赖氨酸残基（K）可以是单，双，或三甲基化，而精氨酸残基（R）可以是单甲基化和对称或不对称的二甲基化。值得注意的是，无论是乙酰化（AC）和精确的（me）的赖氨酸甲基化（即单-，二-，和三甲基化）都可以影响染色质的活性和失活的状态和随后的基因的转录状态。 浓缩的乙酰化组蛋白尾巴是具有代表性的与转录激活有关的基因。而甲基化的功能性结果取决于甲基基团的数目，残基本身，其位置在组蛋白尾部。例如，组蛋白3赖氨酸4二和三甲基化（H3K4me2和H3K4me3）和组蛋白3赖氨酸 9（H3K9me1）化与开放的染色质和活性相关的基因表达，而组蛋白3赖氨酸27二和三甲基化（H3K27me2和H3K27me3）和组蛋白3赖氨酸9二和三甲基化
帮助癌细胞的蛋白质的结构(精)
帮助癌细胞的蛋白质的结构 当癌细胞快速增生时，它们好象需要一种名为survivin的蛋白质的帮助。这种蛋白质在癌细胞中含量很丰富，但在正常细胞中却几乎不存在。癌细胞与survivin蛋白的这种依赖性使得survivin自然成为制造新抗癌药物的靶标，但是在怎样对付survivin蛋白这个问题上却仍有一些未解之谜。最近据一些研究人员报道，survivin蛋白出人意料地以成双配对的形式结合在一起——这一发现很有可能为抗癌药物的设计提供了新的锲机。 Survivin蛋白属于一类防止细胞自我破坏(即凋亡)的蛋白质。这类蛋白质主要通过抑制凋亡酶(caspases)的作用来阻碍其把细胞送上自杀的道路。以前一直没有科学家观察到survivin蛋白与凋亡酶之间的相互作用。也有其它迹象表明survivin蛋白扮演着另一个不同的角色——在细胞分裂后帮助把细胞拉开。 为了搞清survivin蛋白到底起什么作用，美国加利福尼亚州的结构生物学家Joseph Noel和同事们率先认真观察了它的三维结构。他们将X射线照射在该蛋白质的晶体上，并测量了X射线的偏转角度，这可以让研究人员计算出蛋白质中每个原子所处的位置。他们得到的结果指出，survivin蛋白形成一种结和，这是其它凋亡抑制物不形成的。这几位研究人员在7月份出版的《自然结构生物学》杂志中报告，survivin分子的一部分出人意料地与另一个survivin 分子的相应部分连结在一起，形成了一个被称为二聚物(dimer)的蛋白质对。研究人员推测这些survivin蛋白的二聚物可能在细胞分裂时维持关键的分子结构。如果这种蛋白质必须成双配对后才能发挥作用，那么用一种小分子把它们分开也许能对付癌症。 生物化学家Guy Salvesen说，掌握了survivin蛋白的结构“并没有澄清它是怎样防止细胞自杀的疑点”。但是他说，这些蛋白质配对的事实确实让人惊奇，“你几乎很难找到不重要的二聚作用区域”。他也同意两个蛋白质的接
正确理解定量蛋白质组学
正确理解定量蛋白质组学 上期分享的蛋白组学内容，是不是有些小伙伴还绕在云里雾里呀？这次，小编用实例说话，帮您梳理清楚。 Label-free定量 Label-free定量，顾名思义就是不需要对比较样本做特定标记处理，只需要比较特定肽段/蛋白在不同样品间的色谱质谱响应信号便可得到样品间蛋白表达量的变化，通常用于分析大规模蛋白鉴定和定量时所产生的质谱数据。 Label-free技术又可分为基于谱图数（Spectra Count，简称SC）和基于肽段母离子强度（或色谱离子流的峰面积即XIC）两种方法，后者更准确，使用更广泛。 技术特点 无需标记，操作简单； 不受比较样品数限制； 对实验操作稳定性、重复性要求高； 准确性较标记定量差； 要求至少做三次技术重复或生物重复。 适用范围 适合大样本量的定量比较； 对无法用标记定量实现的实验设计，易用label-free技术； 经典案例 题目：Label-free global serumproteomic profiling reveals novel celecoxib-modulated proteins infamilial adenomatous polyposis patients（利用Label-free定量技术进行家族性腺瘤息肉病患者血清的全蛋白质组分析，寻找Celecoxib调控蛋白） 期刊：Cancer genomics proteomics 主要技术：Label-free定量 文章摘要：Celecoxib是一种环氧合酶选择性抑制剂，能够对患有预防家族性腺瘤性息肉病（FAP)和散发性大肠癌的病人进行防治。为了识别其具体的作用机制，本文采用多维色谱分离方法结合电喷雾串联质谱，使用Label-free定量技术，比较经Celecoxib 处理前、后血清样品的蛋白质组表达量差异。发现了83个可能为Celecoxib响应的表达量显著差异蛋白。通过Western blotting方法，在FAP病人和结肠直肠癌细胞系中进一步确认了一些Celecoxib调控蛋白，为进一步进行Celecoxib作用机制的大规模临床试验奠定了基础。
细胞周期蛋白依赖性激酶
细胞周期蛋白依赖性激酶 周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)在调控纺锤体聚合检查点中起重要作用,其功能是启动、促进和完成细胞周期事件 细胞周期蛋白Β1与CDK1形成复合物并磷酸化有丝分裂过程所必需的酶,引发有丝分裂的开始。细胞一旦进入有丝分裂期,促分裂后期复合物(an2aphase-promoting complex,APC)对细胞周期蛋白Β1进行酶解,阻止细胞周期蛋白Β1与CDK1形成复合物,灭活已形成的CDK1-细胞周期蛋白Β1复合物,促使有丝分裂结束诱导细胞进入分裂后期。纺锤体聚合检查点激活后使APC的活性受到抑制,致使细胞周期蛋白Β1不间断地表达,阻滞细胞在分裂中期。在紫杉醇处理的细胞中,因细胞周期蛋白Β1连续表达引起的CDK1-细胞周期蛋白Β1活性增强与紫杉醇诱导的有丝分裂阻滞和细胞凋亡同时存在,而且CDK1显性负突变导致对紫杉醇诱导凋亡的抗性[8]。Zhao JS, Kim JE, Reed E, et al·Molecular mechanism of antitumor activity of taxanes in lung cancer (Review)·International Journal of Oncology, 2005, 27:247~256·细胞分裂周期的调控由内在和外在的2类途径通过细胞周期关卡进行控制。通过关卡实现时相的过渡受到细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-depend-entkinases, CDKs)的激活、CDKs 的失活、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制蛋白(cyclin-dependent kinase inhibitors, CKIs)的激活以及泛蛋白介导的蛋白水解等因素的影响。肿瘤细胞生长表现为细胞增殖失控、细胞周期和关卡调控失控。因此, CDK可作为抗肿瘤药物的靶点。 Bcl-2Bcl-2、Bax均为Βcl-2家族的成员,前者是从小鼠B细胞淋巴瘤中分离出来的一种由239个氨基酸组成的细胞凋亡抑制因子,可抑制射线、药物、癌基因等多种原因诱导的细胞凋亡;后者是细胞凋亡促进因子。Bcl-2蛋白通常与Bax蛋白形成异二聚体,阻止具有促凋亡活性的Bax蛋白同二聚体的形成,从而达到抑制细胞凋亡的作用 JNK/SAPK有丝分裂原激活蛋白激酶(mitogen-acti2vated protein kinases,MAPKs)超家族亚科的JNK/SAPK(c-Jun N- terminal kinases/stress - activated protein ki2nase),是与细胞凋亡密切相关的细胞内信号转导酶,通过一系列磷酸化级联放大反应将细胞外各种刺激性信号传入细胞内,调节着细胞分裂周期及细胞凋亡。JNK活性提高不是微管蛋白抑制剂引起肿瘤细胞凋亡所必需的,但JNK的激活有利于细胞的凋亡[6]。Sudo T, Nitta M, Saya H, et al·Dependence of paclitaxel sensitivity on a functional spindle assembly checkpoint·Cancer Res, 2004, 64(7):2502~2508· caspase caspase家族涉及凋亡启动,是哺乳动物中的一类半胱氨酸蛋白酶家族。caspase 家族现有caspase-1~11个成员,某一个成员的激活将引起家族中其他成员一系列酶的级联反应[6]。紫杉醇通过激活caspase-3诱导U-2OS细胞死亡,进而引起细胞周期阻滞[13] p53p53是研究最为广泛的抑癌基因,被认为是基因组的守护者,有野生型和突变型。野生型p53的过表达往往能够激活一系列基因的表达从而产生两个结果:细胞分裂周期阻滞和细胞凋亡。p53是遗传毒性压力的紧急制动器,阻止基因组中过多突变的蓄积。Yang等发现微管相关蛋白as2trin的沉默可以诱导p53依赖的细胞凋亡,同时伴随着促凋亡bax蛋白表达的提高和caspase-3活性的增加[15][15]Yang YC, Hsu YT, Wu CC, et al·Silencing of astrin induces the p53-dependent apoptosis by suppression of HPV18 E6 expression and sensitizes cells to paclitaxel treatment in HeLa cells·Biochem Biophys Res Commun,2006, 343(2):428~434· 微管由α和β两种微管蛋白的异二聚体组成,其聚合和解聚的动力学特性,在细胞有丝分裂过程中发挥着重要作用。药物结合到微管或者微管蛋白的特定位点,干扰微管的聚合和解
化学与生物学新的前沿交叉领域——化学蛋白质组学
化学与生物学新的前沿交叉领域——化学蛋白质组学A New Intersectional Frontier Of chemistry and Biology ——Chemical Proteomics 摘要：在过去的十年里，许多种生物的DNA序列测定使我们开始有机会看到从一个完整基因组表达的所有蛋白质产物。蛋白质组学正面临着阐明这些蛋白质在正常和病理过程中的细胞功能的任务。然而，我们却面临着基因表达的多样性和复杂性的带来的困难。因此，需要可以直接对蛋白质活动进行直接定量检测的方法来揭示蛋白质在生理和病理事件中的功能。一个被称作化学蛋白质组学（Chemical proteomics）的新的研究领域就是在这种情况下产生的，化学反应组合的选择性可以对特定的蛋白质或蛋白质集合进行标记、纯化和分析。因此，这种技术有助于发现新的具有酶活性的蛋白质，还可能加速新药靶点的发现。我将在这篇文章中简要综述化学蛋白质组学的研究进展。 关键词：化学蛋白质组学；化学探针；研究进展； Abstract:In the past decade, DNA sequencing of multiple organisms has provided us with oppurtunities to look at complete lists of protein products expressed from a whole genome. The field of proteomics is now challenged with the task of elucidating the cellular functions of these proteins in both normal and pathological pro-cesses.However,we are stucked with the variations and complications of the gene expression. Thus, methods that allow direct quantification of protein activities rather than simple abundance are required to uncover distinct protein functions in physiological and pathological events.A new research field called Chemicaol proteomics(or activity-based proteomics)has been created in this situation.The selectivity of the chemically reactive group allows specific proteins or protein subsets to be tagged, purified, and analyzed. As a result, this technique is able to identify novel enzymatic proteins and has the potential to accelerate the discovery of new drug targets.I will briefly summerize some advances in the research of Chemistry promeotics in this paper. Key words:chemical proteomics;chemical probep;research advances 众所周之，化学是一门基础的自然科学，应用十分广泛，目前，化学正在不断地与其它学科领域发生交叉，产生一些新的研究方向，而生物学，作为研究生物的结构、功能、发生和发展的规律，与化学有着密不可分的关系。化学与生物学交叉产生的生物化学因其研究生命化学本质的内容，至今仍是生物学研究的基础分支科学之一。 近年来，随着人类基因组测序的完成，人们发现基因的表达方式错综复杂，同样的一个基因在不同条件、不同时期可能会起到完全不同的作用。人们越来越发现基因组学不能回答人类关于生命活动的许多问题，而蛋白质才是基因功能的实施者，了解蛋白质的结构、定位和蛋白质与蛋白质相互作用和蛋白质的功能则明显更有利于我们了解生命现象的本质。这便是蛋白质组学（promeotics）。
蛋白激酶与癌症
蛋白激酶 1、按底物蛋白被磷酸化的氨基酸残基种类（5类） ①.丝氨酸/苏氨酸（Ser/Thr）蛋白激酶 ②.酪氨酸（Tyr）蛋白激酶： 1.EGFR（EGFR、HER2/ErbB2、ErbB3、ErbB4）：表皮生长因子受体 2.PDGFR（PDGFRα、PDGFRβ）：血小板衍生生长因子受体 CSF1R: 集落刺激因子1受体 c-Kit：干细胞生长因子受体 Flk2：胎肝激酶2 3.InsR：胰岛素受体 IGF-1R：类胰岛素生长因子受体 IRR：胰岛素相关受体 4.NGFR：神经生长因子受体 5.FGFR（FGFR1、FGFR2、FGFR3、FGFR4）：成纤维细胞生长因子受体 6.VEGFR（VEGFR1、VEGFR2/FLK-1、VEGFR3/FLT4）：血管内皮生长因子受体 7.HGFR：肝细胞生长因子受体 8.c-Met Ron sea 9.Ltk Alk 10.c-RET 11.Ros 12.Eph、Eck、Eek、Erk、Elk 13.Tie、Tie-2 Src家族 Tec家族（Btk、Itk/Tsk/Emt、Tec、Txk和Bmx等） ZAP70家族 、TYK1）等 Abl Wee等 ③.组氨酸蛋白激酶（组氨酸、精氨酸或赖氨酸的碱性残基被磷酸化，见于双组分信号系统） ④.色氨酸蛋白激酶 ⑤.天冬氨酰基/谷氨酰基蛋白激酶 2、按序列相似性及功能（7类） ①.AGC组：核苷酸依赖家族（PKA、PKG、PKC家族） ②.CaMK组：Ca2+/钙调素调节的蛋白激酶家族、snfl/AMPK家族 ③.CMGC组：CDK、MAPK、GSK3、CLK家族
④.CKI：酪氨酸激酶家族I ⑤.TK：酪氨酸蛋白激酶 ⑥.TKL：类似酪氨酸激酶 ⑦.STE 癌症 1、癌症主要有四种： 1、癌瘤：影响皮肤、粘膜、腺体及其他器官； 2、血癌：即血液方面的癌； 3、肉瘤：影响肌肉、结缔组织及骨头； 4、淋巴瘤：影响淋巴系统。 常见的癌症有血癌（白血病）、骨癌、淋巴癌（包括淋巴细胞瘤）、肠癌、肝癌、胃癌、盆腔癌（包括子宫癌,宫颈癌）、肺癌（包括纵隔癌）、脑癌、神经癌、乳腺癌、食道癌、肾癌等。
蛋白质化学部分名词解释
生物化学：主要利用化学的理论和方法研究生物体的化学组成及其化学变化规律的科学。主要内容:研究生命现象的化学基础——活细胞和有机体中存在的各种化学成分及其所参与的化学反应。 ㈠准备和酝酿阶段 （18c中期-20c初） 研究生物体的化学组成,主要工作为: ?对脂类、糖类和氨基酸的性质进行了较为系统的研究 ?发现了核酸 ?化学合成了简单的多肽 ?酵母发酵过程中“可溶性催化剂(酶)”的发现 ㈡建立与发展阶段 (20c初-20c中叶) 重要分子的发现和物质代谢途径的确定 ?营养学方面:发现了人类必需氨基酸,必需脂肪酸和多种维生素 ?内分泌学方面:发现了多种激素 ?酶学方面:酶结晶获得成功 ?物质代谢方面:确定了生物体内主要的物质代谢途径 ㈢深入发展阶段(20c中叶-20c末 分子生物学时期 ?DNA双螺旋结构模型的建立 ?遗传信息传递中心法则的建立 ?重组DNA技术的兴起 ?人类基因组研究 ?单克隆抗体及基因工程抗体的研制成功 ?基因表达调控机理的研究 ?细胞信号转导机理的研究 ? ㈣黄金时期（本世纪初—） 后基因组时期包括：功能基因组学、蛋白组学、药物基因组学、结构基因组学、临床基因组学等 ——生物化学发展的阶段： 静态生化、动态生化和机能生化 名词解释 氨基酸（amino acid）：含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称。生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。是含有一个碱性氨基和一个酸性羧基的有机化合物。氨基连在α-碳上的为α-氨基酸。天然氨基酸均为α-氨基酸。 稀有氨基酸(Rare amino acid) 存在于蛋白质中的20种常见氨基酸以外的其它罕见氨基酸，它们没有对应的遗传密码，都是在肽链合成后由相应的常见的氨基酸经过化学修饰衍生而来的氨基酸. 必需氨基酸 是人体自身不能合成或合成速度不能满足人体需要，必须从食物中摄取的氨基酸。它是人体
蛋白质与癌症
蛋白质与癌症
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膳食与癌症 蛋白质与癌症是朋友还是敌人？ 1893年荷兰化学家葛哈德。穆德勒发现蛋白质。蛋白质这个词来自于希腊词汇“proteios”意为“最重要的” 长期以来人们认为蛋白质就是肉类食品，肉类食品就是蛋白质。20世纪初营养科学研究者认为：蛋白质是人类文明的象征，更是社会地位的象征。 蛋白质缺口 20世纪60-70年代发达国家，以及著名的营养学家认为，发展中国家存在“蛋白质缺口”问题。这造成第三国家儿童广泛饥饿和营养不良的问题。联合国及美国政府食品以和平项目署、美国多数大学、众多国际组织都参与了这场旨在用蛋白质产品消除世界饥荒的斗争。 蛋白质的品质问题 蛋白质不断的消耗，必须得到补充。食物中的蛋白质被蛋白酶分解为肽在降解成氨基酸，用于合成新的蛋白质，补充身体消耗的蛋白质。彩珠的例子 蛋白质的真正实质是指某种食物被身体吸收，补充身体所需蛋白质的效率。大量实验证明，植物性蛋白质尽管用于合成新蛋白质的速度比较慢，但很稳定，这种蛋白才是最健康的蛋白质，也是身体最需要的蛋白。 致癌物 氨基三唑，一种用于酸果蔓生产的除草剂；DDT ；丁酰肼；亚硝酸盐；苏丹红；二恶英；黄曲霉毒素。 实验对象 ● 大鼠和人对蛋白质的需求是几乎一致的。 ● 蛋白质在人体内河大鼠体内的作用方式基本一致。 ● 在大鼠体内促进癌生长的蛋白质摄入水平与人体内促进癌生长的蛋白质摄入水平相同 印度实验 ● 两组大鼠，饲同等量的黄曲霉毒素，一组饲含20%的蛋白质，一组饲5%蛋白质的饲料。 ● 结果饲20%蛋白质的大鼠发生癌症，或癌前病变。而摄5%蛋白质的大鼠没有任何一个发生癌症。 ● 证明蛋白质摄入过少与癌症的发生有很大的关联性。 坎贝尔试验的开始 癌症的三阶段：启动阶段、促进阶段、进展阶段。例子：植草皮。 启动阶段：致癌物；促进阶段：促癌剂；进展阶段：促癌剂。 癌细胞 实验 ● 酶的代谢 ● 证明：低蛋白质膳食能导致更少的黄曲霉毒素进入细胞。让细胞增殖速度缓慢。减少酶的活性。 癌的促进阶段 ● 同计量黄曲霉毒素，不同蛋白质膳食，癌症病灶细胞的不同发展。 ● 同计量黄曲霉毒素，让蛋白质摄取量调换，证明低蛋白质膳食可以抑制病灶细胞生长。而原来没有生长 的病灶细胞有复活繁殖。 ● 蛋白质摄入的多少对癌症的影响要超过致癌物。 肝细胞 AF 黄曲霉毒素 进入细胞 酶 有害物AF + DNA
蛋白质组学及其主要技术
蛋白质组学及其主要技术 朱红1 周海涛2 (综述) 何春涤1, (审校) (1.中国医科大学附属第一医院皮肤科,辽宁沈阳110001； 2.北京大学深圳医院核医学 科，广东深圳518036) 【摘要】蛋白质组是指一种细胞、组织或有机体所表达的全部蛋白质。蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象的新兴学科，近年来发展迅速，已成为后基因组时代的研究热点。目前，蛋白质组学研究技术主要包括：样品的制备和蛋白质的分离、蛋白质检测与图像分析、蛋白质鉴定及信息查询。本文就蛋白质组学概念及主要技术进行综述。 【关键词】蛋白质组，蛋白质组学 1蛋白质组学的概念 随着人类基因组测序计划的完成，人们对生命科学的研究重点由结构基因组转向功能基因组，1994年Wilkins和Williams首先提出蛋白质组一词[1]，蛋白质组是指一种细胞、组织或有机体所表达的全部蛋白质。从基因到蛋白质存在转录水平、翻译水平及翻译后水平的调控，组织中mRNA丰度与蛋白质丰度不完全符合[2]。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-蛋白质相互作用等也无法从DNA／mRNA水平来判断。因此，只有将功能基因组学与蛋白质组学相结合，才能精确阐明生命的生理及病理机制。 蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象，对组织、细胞的整体蛋白进行检测，包括蛋白质表达水平、氨基酸序列、翻译后加工和蛋白质的相互作用,在蛋白质水平上了解细胞各项功能、各种生理、生化过程及疾病的病理过程等[3,4]。蛋白质组学有两种研究策略。一种是高通量研究技术，把生物体内所有的蛋白质作为对象进行研究，并建立蛋白质数据库，从大规模、系统性的角度来看待蛋白质组学，更符合蛋白质组学的本质。但是，由于剪切变异和翻译后修饰，蛋白质数量极其庞大，且表达随空间和时间不断变化，所以分析生物体内所有的蛋白质是一个耗时费力，难以实现的理想目标。另一种策略是研究不同状态或不同时期细胞或组织蛋白质组成的变化，主要目标是研究有差异蛋白质及其功能，如正常组织与肿瘤组织间的差异蛋白质，寻找肿瘤等疾病标记物并为其诊断治疗提供依据。 2蛋白质组学的常用技术 2.1样品的制备和蛋白质的分离技术 2.1.1样品的制备样品制备包括细胞裂解与蛋白质溶解，以及去除核酸等非蛋白质成分。 激光捕获显微切割(Laser-captured microdissection, LCM)[5]技术可大量获得足够用于蛋白质组学研究的单一细胞成分，避免其他蛋白成分对电泳结果的干扰。尤其是肿瘤的蛋白质组学研究常用LCM技术来获取单一的肿瘤细胞。 2.1.2蛋白质的分离技术 ①双向凝胶电泳(Two-dimensional electrophoresis, 2-DE)：双向电泳方法于 l975年由O'Farrell[6]首先提出，根据蛋白质等电点和分子量的差异，连续进行成垂直方向的两次电泳将其分离。 第一向为等电聚焦(Isoelectric focusing,IEF)电泳，其基本原理是利用蛋白质分子的等电点不同进行蛋白质的分离。较早出现的IEF是载体两性电解质pH梯度，即在电场中通过两性缓冲离子建立pH梯度；20世纪80年代初建立起来的固相pH梯度(Immobilized pH gradients，IPG)IEF，是利用一系列具有弱酸或弱碱性质的丙烯酰胺衍生物形成pH梯度并参与丙烯酰胺的共价聚合，形成固定的、不随环境电场条件变化的pH梯度。IPG胶实验的重复
第一章 蛋白质化学(含答案)
第一章蛋白质化学 问答题 1. 色蛋白 (chromoprotein) 2. 金属蛋白 (metalloprotein) 3. 磷蛋白 (phosphoprotein) 4. 核蛋白 (nucleoprotein) 5. 脂蛋白 (lipoprotein) 6. 糖蛋白 (glycoprotein) 7. 组蛋白 (histones) 8. 蛋白质的互补作用 9. 蛋白质系数 10. a 一氨基酸 11.必需氨基酸 12. 非必需氨基酸 13. 半必需氨基酸 14. 两性离子 15. 氨基酸的等电点（ isoelectric point, pl ） 17. 构型 (configuration) 18. 氨基酸残基 19. 蛋白质的二级结构 20. 肽单位 21. 肽平面 22. α螺旋结构 23. β折叠结构 24. β转角结构 25. Rossmann 卷曲 26. 超二级结构 27. 结构域 28. 蛋白质的四级结构 29. 蛋白质的三级结构 30. 亚单位（亚基） 31. 分级盐析 32. 蛋白质的变性作用 33. 蛋白质的沉淀作用 34. 生物碱试剂 35. 单纯蛋白质（简单蛋白质）和结合 36. 同功能蛋白质 37. 免疫球蛋白（ Immunoglobulin ,Ig) 38. 蛋白质的等电点 39. 等离子点（ isoionic point ）
40. 盐溶作用 (salting in) 41. 盐析作用（ salting out) 42. Bohr 效应（波尔效应） 43. α - 碳原子的二面角 44. 氨基末端（ N- 端）和 C- 末端 45. 半透膜 填空题 1. 蛋白质按其分子外形的对称程度可分为_____和_____蛋白质两种。 2. 根据组成可将蛋白质分为_____和_____蛋白质两种。 3. 组蛋白是真核细胞染色体的_____，含_____氨酸多，所以呈碱性。 4. 醇溶蛋白溶于_____ ，而不溶于_____ 。 5. 蛋白质元素组成的特点是_____ ，平均为_____ 。 6. 蛋白质分子中的氨基酸均为_____ ，而自由存在的氨基酸中，也有_____氨基酸。 7. D- 和 L- 氨基酸在_____ 等方面没有区别，但 _____完全不同。 8. 组成蛋白质的 20 种氨基酸中侧链 pK 值接近中性的氨基酸是_____ 。无游离（自由）氨基的氨基酸是_____ 。 9. 在生理 pH 条件下，组氨酸既可_____ ，又可充当_____ 。 10. 必需氨基酸指_____ 内不能合成的、_____ 的氨基酸。 11. 在近紫外区，_____ 氨基酸都有吸收，由于三者结构上的差异，它们的_____不完全相同。 12. 组成蛋白质的氨基酸，除 _____外，均含有不对称碳原子，故具有 _____。 13. 不同氨基酸由于分子中所含的可解离基团不同， _____不同。在等电点时，氨基酸最显著的特性是 _____ 。 14. 两性化合物如_____ 和_____ 之间的反应称为离子交换反应。 15. 氨基酸与亚硝酸反应放出氮，其中一个 N 来自_____ ，另一个来自_____ 。 16. 一般把小于 10 个氨基酸组成的肽称为_____ ，而大于 10 个氨基酸组成的肽称为_____ 。 17. 环状肽的结构特征是 _____和 _____。 18. 蛋白质的二级结构不涉及_____ 的构象，维持二级结构稳定的化学键主要是_____ 。 19. 肽单位所包含的六个原子同_____ ，这个平面又称为_____ 。 20. 肽平面是肽链盘绕折叠的_____ ，也是蛋白质之所以会形成各种立体构象的_____ 。 21. 蛋白质分子中的多肽链在三维折叠中往往形成有规则的_____ 聚集体，如 a 螺旋聚集体等。常见的是_____聚集体。 22. 在球状蛋白质中，亲水的基团多位于_____ ，而疏水基团多位于_____ 。 23. 亚单位一般只有_____ 肽链组成，亚单位单独存在时_____ 活性。 24. 二级结构指_____ ，如 _____结构等。 25. 蛋白质分子中由若干相邻的二级结构单元组合在一起形成有规律的二级结构的_____ 结构，称为 _____ 。 26. 蛋白质主链构象单元有_____ 和_____ 等结构类型。 27. 在 SDS-PAGE 电泳中，蛋白质的迁移率与其 _____无关，只与其 _____有关。 28. 生物大分子如蛋白质等的沉降系数用_____ 表示，其单位是_____ 。
分子生物前沿技术之蛋白质组学
分子生物学前沿技术之蛋白质组学 蛋白质是体现生命体生理功能最重要的物质，它作为生命体的一种表型存在。生物体在不同的发育阶段会合成类型数量不同的蛋白质，而这些动态变化的蛋白质构成了细胞某一时刻的特征性生命活动的基础，是认识生命活动本质的一个恰当而直接的途径。随着研究蛋白质组学研究技术的发展，蛋白质组逐渐成为分子生物学前沿课题之一。 1蛋白质组学的概念 蛋白质组( Proteom e)的概念是澳大利亚Macquaire大学的一个博士后MarcWilkins于1994年首先提出, 蛋白质组一词来源于蛋白质与基因组2个词的组合，定义为一个基因组所表达的蛋白质。即生物物种、个体、器官、组织、细胞乃至体液等在特定的环境条件下，特定时刻的全部蛋白质的表达图谱。这一概念很快得到国际生物学界的一致认可，同时他们也提出了蛋白质组学的概念，即在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识。蛋白质组是一个动态的概念，它不仅在同一个有机体的不同组织和不同细胞内不同；在同一个生物体的不同发育阶段，直至最后消亡的全部过程也在不断变化。生物体处于不同生理状态下不同，在不同外界环境下也是不同的。也正是通过这种复杂的基因表达模式体现了各种复杂的生命活动。事实上每一种生命活动都是特定的蛋白质群体在不同时间和空间发挥功能的结果。蛋白质组学研究的开展是生命科学进入后基因组学时代的重要的里程碑。 近年来，随着拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryzasativa)和杨树(Populus trichocarpa)等植物全基因组序列测定的完成和基因组学研究的深入，植物蛋白质组学研究已成为时代的热点之一。目前一些新方法和实验技术体系如cDNA微阵列、DNA芯片、基因表达系统分析和基因敲除均能有效分析大量基因的表达和功能模式，并取得了很大进展。但是基因功能的实现最终是以蛋白质的形式体现的，而蛋白质有其自身特有的活动规律，在转录水平上所获取的基因表达信息并不足以揭示在细胞内的确切功能。因此，需要对蛋白质的表达模式和功能模式进行直接分析。在此背景下，植物蛋白质组学应运而生，成为生物学领域研究的热点。 虽然与人类和酵母蛋白质组学相比，植物蛋白质组学起步较晚，但是植物蛋白质组学发展迅速。近年来，以水稻和拟南芥等模式植物为代表的多种植物组织(器官)的蛋白质表达谱分析相继完成，并且植物发育和生殖过程中不同阶段的蛋白质组变化，以及此过程中植物响应各种环境因子的差异表达蛋白质组也被大量报道。 2 蛋白质组学的相关技术 由于基因表达的选择性剪切, 翻译后修饰和蛋白剪接，遗传信息的表达模式不再是一个基因对应一个蛋白的经典模式，大多数基因可以编码的蛋白数大于1。因此，与基因组计划相比，蛋白质组研究的高度复杂性使其面临更多的挑战，研究的工作量和投入将更大，也更需要高通量、高精确度和高分辨率的大规模研究方法的支持。到目前为止，蛋白质组的研究仍然主要依托于以双向凝胶电泳为主的蛋白质分离技术、以质谱为基础的蛋白质鉴定技术和生物信息学及蛋白质组信息学的迅速发展。 2.1双向凝胶电泳技术 双向电泳技术是蛋白质组学研究工作中最为有效的工具之一。双向电泳是指利用蛋白质的带电性和分子量大小的差异，通过两次凝胶电泳达到分离蛋白质群的技术。双向电泳技术