蛋白质组学的应用与发展趋势概述(共 35张PPT)
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蛋白质组学的应用 与发展趋势
小组成员：张维旭 马国军
杨亿 主讲人 ： 马国军
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（一）、蛋白质组学的应用
1 在临床疾病中的应用 2 在微生物蛋白质组学中的应用 3 在植物研究中的应用
4 在肾脏病学领域的应用
（二） 蛋白质组学的发展趋势
1 在基础研究方面 2 在应用研究方面 3 在技术发展方面
现在可利用SELDI技术分析胰腺癌病人同正常人 的血清并鉴定出两个最具有识别能力的蛋白质峰 ，诊断敏感度为78％，特异性为97％，高于现有 的血清标准标记物CA19-9。并且二者联用的诊断 准确率更高。
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8
1.3 在神经系统疾病方面的应用
随着我国人口老龄化的到来，老年病尤其是老年 性神经系统疾病的发病率日趋升高，临床上主要 有阿尔茨海默症（AD）帕金森症等，临床上尚未 找到特效的治疗方法．也很难抓住良好的治疗时 机。
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2.1.1 遗传与变异方面的研究
遗传与变异方面的研究主要是通蛋白质研究结果 与基因组预测的（开放阅读框）ORF相比较来 校 正基因组的研究结果。蛋白质组的研究结果可以 对基因组的研究结果起到补充和修正的作用，而 且通过同一致病菌不同菌株的蛋白质研究，可以 对病株进行分类。
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相关蛋白质含量增加或重新合成,而细胞壁和功能相关的蛋 白质减少。
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3.1 植物生理蛋白质组学
Christian L 等于2005 年为了研究NO 信号分子在植物中
的调节作用, 采用蛋白质组学研究的方法对由NO 处理后
2.1.2 病原菌致病机理及毒力因子的研究
通过在整体水平上比较病原菌和非致病菌的蛋白
质谱，以及在各种环境下致病菌毒力和蛋白质谱的
变化，可以发现致病株的毒力调控机制和毒力因子
。
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2.1.3 研究宿主和微生物的相互关系，寻找免疫 靶点，开发新型疫苗
蛋白质组研究方法与免疫杂交方法相结合的研究
有助于脑部疾病的诊断，而不需要损伤脑组织。
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10
2 在微生物蛋白质组学中的应用
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11
2.1 病毒微生物蛋白质组学
由于病毒微生物与感染性疾病密切相关，研究这些致病微 生物的蛋白质组学对于了解其毒性因子、抗原以及疫苗的 制备非常重要。 在已完成基因组测序的47种致病苏白及其菌株中，有14 种已进行过蛋白质组研究，其中对大肠埃希菌、流感嗜血 杆菌、结合分支杆菌等三种菌还进行过模式菌和临床病菌 的差异蛋白质组比较研究
4.预后判断：
如根据生物标志物在不同疾病中的变化，从而判断疾病的性质和严重程度等
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1.1 在肿瘤方面的应用
恶性肿瘤的发生主要是由于相关基因发生突变，导致蛋白
质的空间构成翻译后被修饰发生改变，造成细胞周期失控
，细胞凋亡机制紊乱，细胞转移能力提高等方面的异常。 蛋白质组学可以分析、鉴定细胞同肿瘤细胞的蛋白差异， 对疾病的诊断、治疗、预后评估提供有用的信息。
3 在植物研究中的应用
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3.1 植物生理蛋白质组学
植物生理蛋白质组学对于更好地了解非生物胁迫的伤害机 制、植物对非生物环境的适应机制、生物之间的相互作用 机制、植物激素的调节作用等有重要意义。Renaut 等
于2004 年对欧洲山杨低温下适应反应的蛋白质研究表明,
低温诱导一系列伴侣蛋白、应激蛋白、解毒酶和信号传导
子，为新药研究提供线索。
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2.1.5 抗菌药物的开发
首先是通过分析细菌对抗菌药物有不同反应的菌
株的蛋白质组可以寻找新的抗菌药物 ， 筛选靶点和
模式。而利用一组作用位点类似的抗菌药物可以筛
选出与该类药物相应的标志物和作用模式，确定的
标志物和作用模式又可用于筛选新的候选药物或用
于确证一些新的化合物的真实作用机制和位点。
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6
1.2 在胰腺癌上的应用
胰腺癌是外科治疗效果最差的肿瘤之一，其５年 生存率不到5％，这与缺乏早期诊断的可靠办法有 关。糖链抗原19-9（CA19-9）作为胰腺癌组织分 泌的黏蛋白抗原，敏感性较高，但特异性不高， 在胰腺癌早期诊断筛查中的应用受到了限制。
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7
1.2 在胰腺癌上的应用
已广泛应用于宿主对病原菌的体液和细胞免疫应答
研究中，并形成了蛋白质的一个新的分支——免疫
蛋白质组。通过细菌蛋白质组与宿主多克隆血清的
杂交反应，可以发现新的抗原决定因子群，以用于
疫苗开发和诊断分析。
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2.1.4 药物抗性的研究
通过抗性菌株与敏感菌株的差异蛋白质组研究，
可以对细菌耐药机制进行研究，发现抗药性相关因
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1.3 在神经系统疾病方面的应用
应用蛋白质组学技术发现AD的脑脊液和/或血浆蛋白特异
性改变，可为AD的诊断、治疗药物的设计和筛选奠定基
础。通过分析AD病人血浆蛋白后发现，AD相关蛋白载脂 蛋白E、tau-1和早老蛋白２均可在病人血浆中检测到，提 示位于细胞器的tau-1和早老蛋白２外流到血浆中，并且 达到可检测的水平，对这些蛋白在血浆中异构体的分析将
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（一）、蛋白质组学的应用
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1、在临床疾病中的应用
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1.诊断： 如疾病筛查、疾病分期分型等。因为不同病理过程中蛋白质的种类和数量会有不 同的Βιβλιοθήκη Baidu化，有的蛋白质呈现明显的上调，有的则较正常生理过程出现缺失或明显下调 ，把这些疾病特异和疾病相关的蛋白质作为生物标志物(biomarker)。对于特定蛋白质 在特定疾病中的作用的深入研究，为最终找到疾病的病因、发病机制提供了客观依据 ，也是疾病临床分期分型的分子基础。 2.指导治疗： 如病程分析、用药、手术时机的选择等。 3.提供药物开发的临床依据： 如确定药物靶点、新药开发(某些药物本身就是蛋白质)等。
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2.2 模式微生物蛋白质组学
后基因组时代典型的模式生物具有适用于各种遗传学研究 方法、传代时间短、有雄厚的研究基础的特点，可以实现
对于生物学问题的简单化研究，因而模式微生物蛋白质组
研究也是微生物蛋白质组研究的一个重要方面。 工作重点在于建立基础数据库、结构蛋白质组学、蛋白质 表达与调控、蛋白质复合物和蛋白质相互作用研究等方面 。 研究最广泛的模式微生物是原核的大肠杆菌和真核的酵母 菌（包括酿酒酵母和裂殖酵母 ). Page 18
小组成员：张维旭 马国军
杨亿 主讲人 ： 马国军
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（一）、蛋白质组学的应用
1 在临床疾病中的应用 2 在微生物蛋白质组学中的应用 3 在植物研究中的应用
4 在肾脏病学领域的应用
（二） 蛋白质组学的发展趋势
1 在基础研究方面 2 在应用研究方面 3 在技术发展方面
现在可利用SELDI技术分析胰腺癌病人同正常人 的血清并鉴定出两个最具有识别能力的蛋白质峰 ，诊断敏感度为78％，特异性为97％，高于现有 的血清标准标记物CA19-9。并且二者联用的诊断 准确率更高。
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1.3 在神经系统疾病方面的应用
随着我国人口老龄化的到来，老年病尤其是老年 性神经系统疾病的发病率日趋升高，临床上主要 有阿尔茨海默症（AD）帕金森症等，临床上尚未 找到特效的治疗方法．也很难抓住良好的治疗时 机。
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2.1.1 遗传与变异方面的研究
遗传与变异方面的研究主要是通蛋白质研究结果 与基因组预测的（开放阅读框）ORF相比较来 校 正基因组的研究结果。蛋白质组的研究结果可以 对基因组的研究结果起到补充和修正的作用，而 且通过同一致病菌不同菌株的蛋白质研究，可以 对病株进行分类。
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相关蛋白质含量增加或重新合成,而细胞壁和功能相关的蛋 白质减少。
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3.1 植物生理蛋白质组学
Christian L 等于2005 年为了研究NO 信号分子在植物中
的调节作用, 采用蛋白质组学研究的方法对由NO 处理后
2.1.2 病原菌致病机理及毒力因子的研究
通过在整体水平上比较病原菌和非致病菌的蛋白
质谱，以及在各种环境下致病菌毒力和蛋白质谱的
变化，可以发现致病株的毒力调控机制和毒力因子
。
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2.1.3 研究宿主和微生物的相互关系，寻找免疫 靶点，开发新型疫苗
蛋白质组研究方法与免疫杂交方法相结合的研究
有助于脑部疾病的诊断，而不需要损伤脑组织。
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2 在微生物蛋白质组学中的应用
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2.1 病毒微生物蛋白质组学
由于病毒微生物与感染性疾病密切相关，研究这些致病微 生物的蛋白质组学对于了解其毒性因子、抗原以及疫苗的 制备非常重要。 在已完成基因组测序的47种致病苏白及其菌株中，有14 种已进行过蛋白质组研究，其中对大肠埃希菌、流感嗜血 杆菌、结合分支杆菌等三种菌还进行过模式菌和临床病菌 的差异蛋白质组比较研究
4.预后判断：
如根据生物标志物在不同疾病中的变化，从而判断疾病的性质和严重程度等
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1.1 在肿瘤方面的应用
恶性肿瘤的发生主要是由于相关基因发生突变，导致蛋白
质的空间构成翻译后被修饰发生改变，造成细胞周期失控
，细胞凋亡机制紊乱，细胞转移能力提高等方面的异常。 蛋白质组学可以分析、鉴定细胞同肿瘤细胞的蛋白差异， 对疾病的诊断、治疗、预后评估提供有用的信息。
3 在植物研究中的应用
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3.1 植物生理蛋白质组学
植物生理蛋白质组学对于更好地了解非生物胁迫的伤害机 制、植物对非生物环境的适应机制、生物之间的相互作用 机制、植物激素的调节作用等有重要意义。Renaut 等
于2004 年对欧洲山杨低温下适应反应的蛋白质研究表明,
低温诱导一系列伴侣蛋白、应激蛋白、解毒酶和信号传导
子，为新药研究提供线索。
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2.1.5 抗菌药物的开发
首先是通过分析细菌对抗菌药物有不同反应的菌
株的蛋白质组可以寻找新的抗菌药物 ， 筛选靶点和
模式。而利用一组作用位点类似的抗菌药物可以筛
选出与该类药物相应的标志物和作用模式，确定的
标志物和作用模式又可用于筛选新的候选药物或用
于确证一些新的化合物的真实作用机制和位点。
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1.2 在胰腺癌上的应用
胰腺癌是外科治疗效果最差的肿瘤之一，其５年 生存率不到5％，这与缺乏早期诊断的可靠办法有 关。糖链抗原19-9（CA19-9）作为胰腺癌组织分 泌的黏蛋白抗原，敏感性较高，但特异性不高， 在胰腺癌早期诊断筛查中的应用受到了限制。
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1.2 在胰腺癌上的应用
已广泛应用于宿主对病原菌的体液和细胞免疫应答
研究中，并形成了蛋白质的一个新的分支——免疫
蛋白质组。通过细菌蛋白质组与宿主多克隆血清的
杂交反应，可以发现新的抗原决定因子群，以用于
疫苗开发和诊断分析。
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2.1.4 药物抗性的研究
通过抗性菌株与敏感菌株的差异蛋白质组研究，
可以对细菌耐药机制进行研究，发现抗药性相关因
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1.3 在神经系统疾病方面的应用
应用蛋白质组学技术发现AD的脑脊液和/或血浆蛋白特异
性改变，可为AD的诊断、治疗药物的设计和筛选奠定基
础。通过分析AD病人血浆蛋白后发现，AD相关蛋白载脂 蛋白E、tau-1和早老蛋白２均可在病人血浆中检测到，提 示位于细胞器的tau-1和早老蛋白２外流到血浆中，并且 达到可检测的水平，对这些蛋白在血浆中异构体的分析将
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（一）、蛋白质组学的应用
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1、在临床疾病中的应用
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1.诊断： 如疾病筛查、疾病分期分型等。因为不同病理过程中蛋白质的种类和数量会有不 同的Βιβλιοθήκη Baidu化，有的蛋白质呈现明显的上调，有的则较正常生理过程出现缺失或明显下调 ，把这些疾病特异和疾病相关的蛋白质作为生物标志物(biomarker)。对于特定蛋白质 在特定疾病中的作用的深入研究，为最终找到疾病的病因、发病机制提供了客观依据 ，也是疾病临床分期分型的分子基础。 2.指导治疗： 如病程分析、用药、手术时机的选择等。 3.提供药物开发的临床依据： 如确定药物靶点、新药开发(某些药物本身就是蛋白质)等。
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2.2 模式微生物蛋白质组学
后基因组时代典型的模式生物具有适用于各种遗传学研究 方法、传代时间短、有雄厚的研究基础的特点，可以实现
对于生物学问题的简单化研究，因而模式微生物蛋白质组
研究也是微生物蛋白质组研究的一个重要方面。 工作重点在于建立基础数据库、结构蛋白质组学、蛋白质 表达与调控、蛋白质复合物和蛋白质相互作用研究等方面 。 研究最广泛的模式微生物是原核的大肠杆菌和真核的酵母 菌（包括酿酒酵母和裂殖酵母 ). Page 18