蛋白质组学PPT课件
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根据一定的配方计算后，将适宜的IPG试剂添加至混 合物中用于凝胶聚合，在聚合中缓冲基团通过乙烯键共 价聚合至聚丙烯酰胺骨架中而形成pH梯度。通过这种方 式生成的IPG不会发生电渗作用，因而可以进行特别稳 定的IEF分离达到真正的平衡状态。
结构基因组学时代
.
3
蛋白质组学研究背景
2.“后基因组时代”（postgenome era）
功能基因组学（functional genomics)成为研
究的重心，蛋白质组学（proteomics）则是其
“中流砥柱”。
转录组学
蛋白质组学
功能基因组学
代谢组学 表型组学
相互作用组学
.
4
蛋白质组学是后基因组学时代研究的中心， 而以阐明生物体内蛋白质表达模式与功能模式 为目标的蛋白质组学成为功能基因组学研究的 重要内容之一。
.
5
第一节 蛋白质组及蛋白质组学基本概念
.
6
什么是蛋白质组？
蛋白质组(proteome)：
PROTEOME = PROTE in +genOME Proteins expressed by a genome.
是指“特定细胞、组织乃至机体作为一个 生命单元中所有蛋白质的集合，即生命体中携 带的基因信息在某一时段所表达的全部蛋白质。
Protein Prefractionation
蛋白质的分离 蛋白质的鉴定 生物信息学研究
Protein Separation Protein Identification Database utilization
.
16
1、蛋白质的分离
大规模蛋白质的分离技术—二维凝胶电泳 （Two-Dimensional Gel Electrophoresis， 2-DE）
1.蛋白质分离技术
凝胶二维电泳、HPLC；
2.蛋白质鉴定技术
Edman测序、质谱技术；
3.图像分析与生物信息
图像分析软件，数据库；
4.相互作用研究技术
酵母双杂交技术、免疫共沉淀、蛋白质芯片等。
.
15
二、蛋白质组表达模式研究流程图
蛋Hale Waihona Puke Baidu质样品制备 (sample preparation)
Protein Extraction
.
10
蛋白质组学的分类与研究内容学组成蛋白质组
比较蛋白质组 学 表达蛋白质组学（expression proteomics)： 即把细胞、 组织中的蛋白，建立蛋白定量表达图谱，观察某种细胞或组织 中蛋白质的整体表达, 并分析不同情况下表达图谱的变化。
细胞图谱蛋白质组学（cell－map proteomics）：即确 定蛋白质在亚细胞结构中的位置；通过纯化细胞器或用质谱仪 鉴定蛋白复合物组成等，来确定蛋白质-蛋白质的相互作用。
是将不同种类的蛋白质以电荷差异和相对分子量差 异为基础进行的高分辨率分离分析方法。 工作原理：
(1)1st dimension: 等电聚焦凝胶电泳 (IEF)
根据蛋白质的净电荷或等电点的不同进行分离 (2)2nd dimension: SDS-PAGE 根据蛋白质相对分子质量大小不同进行分离
.
17
第一向电 泳：等电 聚焦电泳
功能蛋白质组学 结构蛋白质组学
.
11
人类蛋白质组学研究进展
2001年成立国际人类蛋白质组组织（HUPO）， 2003.12.15启动两个首批行动计划 1.人类肝脏蛋白质组计划（HLPP）由中国军事医学科学
院副院长贺福初院士领导，16国80多个实验室参加。 中国第一次领导重大国际协作计划。 2. 人类血浆蛋白质组计划（HPPP）由美国科学家牵头， 13国47个实验室参加。
.
7
蛋白质组
1.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。
2.同一基因组在不同细胞、不同组织中的表 达情况各不相同 。
3.在空间和时间上动态变化着的整体。
.
8
蛋白质组与基因组的联系与区别
Identical Genome – but different looks....?
.
12
第二节 蛋白质组学研究的内容及所采用的主要技术
.
13
蛋白质组学的研究内容与技术
二维电泳
表达模式研究 高效液相色谱HPLC
蛋
质谱技术
白
生物信息学
质
组
噬菌体展示技术
学
功能模式研究
酵母双杂交系统 蛋白芯片技术
.
14
一、蛋白质组学主要研究技术 （Technology of Proteomics）
Genome=static composition
Proteome = highly flexible composition
proteome comparison
.
9
什么是蛋白质组学？
• 蛋白质组学（proteomics）： 以蛋白质组为研究对象，分析细胞内动态 变化的蛋白质组成成分、表达水平与修 饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与 联系，在整体水平上揭示蛋白质功能与 细胞生命活动规律。
第五章
蛋白质组学
(Proteomics)
医学检验系临床生化教研室 周琳
.
1
重点 蛋白质与蛋白质组学的概念 难点 二维凝胶电泳、酵母双杂交等技术的原理与方法 了解 蛋白质组学在医学中的应用
.
2
蛋白质组学研究背景
1.基因研究是20世纪生命科学的主线 1953年，DNA双螺旋结构的提出 1954年，“中心法则”的问世 20世纪90年代，全球性基因组计划尤其是人类基因组计 划（HGP）的大力推进 2000年6月，HGP计划完成
双向电泳后的凝胶
经染色后蛋白呈现二维
分布图： 水平方向反映出蛋
白在pI上的差异， 垂直方向反映出它
聚焦后凝 胶放置在 SDS凝胶 上，进行 第二向电 泳
们在分子量上的差别。
第二向电泳： SDS-PAGE
pH9
.
pH9
pH3
分子量大 分子 量小
pH3
18
(1)等电聚焦 凝胶电泳 （ IFE）
利用载体两 性电解质在电场 作用下沿电场方 向在凝胶内形成 一个连续而稳定 的pH梯度。
每种蛋白质 都将迁移至与它 的pI 相一致的 pH处。
凝胶中加 有两性电 解质溶液 （pH9-3）
加电场后
在凝胶内形 成一个稳定 pH梯度
加样品， 凝胶染色表明
然后继续 样品按照各自
电泳
pI值沿着pH
梯度分布
.
19
等电聚焦凝胶电泳（ IFE）
固相pH梯度等电聚焦（IPG-IEF）
所用介质为拥有CH2=CH-CO-NH-R结构的8种丙烯酰 胺衍生物系列，其中R为弱酸性或弱碱性基团，它们构 成了分布在pH3-9不同值的缓冲体系。
结构基因组学时代
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3
蛋白质组学研究背景
2.“后基因组时代”（postgenome era）
功能基因组学（functional genomics)成为研
究的重心，蛋白质组学（proteomics）则是其
“中流砥柱”。
转录组学
蛋白质组学
功能基因组学
代谢组学 表型组学
相互作用组学
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蛋白质组学是后基因组学时代研究的中心， 而以阐明生物体内蛋白质表达模式与功能模式 为目标的蛋白质组学成为功能基因组学研究的 重要内容之一。
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第一节 蛋白质组及蛋白质组学基本概念
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什么是蛋白质组？
蛋白质组(proteome)：
PROTEOME = PROTE in +genOME Proteins expressed by a genome.
是指“特定细胞、组织乃至机体作为一个 生命单元中所有蛋白质的集合，即生命体中携 带的基因信息在某一时段所表达的全部蛋白质。
Protein Prefractionation
蛋白质的分离 蛋白质的鉴定 生物信息学研究
Protein Separation Protein Identification Database utilization
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1、蛋白质的分离
大规模蛋白质的分离技术—二维凝胶电泳 （Two-Dimensional Gel Electrophoresis， 2-DE）
1.蛋白质分离技术
凝胶二维电泳、HPLC；
2.蛋白质鉴定技术
Edman测序、质谱技术；
3.图像分析与生物信息
图像分析软件，数据库；
4.相互作用研究技术
酵母双杂交技术、免疫共沉淀、蛋白质芯片等。
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二、蛋白质组表达模式研究流程图
蛋Hale Waihona Puke Baidu质样品制备 (sample preparation)
Protein Extraction
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10
蛋白质组学的分类与研究内容学组成蛋白质组
比较蛋白质组 学 表达蛋白质组学（expression proteomics)： 即把细胞、 组织中的蛋白，建立蛋白定量表达图谱，观察某种细胞或组织 中蛋白质的整体表达, 并分析不同情况下表达图谱的变化。
细胞图谱蛋白质组学（cell－map proteomics）：即确 定蛋白质在亚细胞结构中的位置；通过纯化细胞器或用质谱仪 鉴定蛋白复合物组成等，来确定蛋白质-蛋白质的相互作用。
是将不同种类的蛋白质以电荷差异和相对分子量差 异为基础进行的高分辨率分离分析方法。 工作原理：
(1)1st dimension: 等电聚焦凝胶电泳 (IEF)
根据蛋白质的净电荷或等电点的不同进行分离 (2)2nd dimension: SDS-PAGE 根据蛋白质相对分子质量大小不同进行分离
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第一向电 泳：等电 聚焦电泳
功能蛋白质组学 结构蛋白质组学
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11
人类蛋白质组学研究进展
2001年成立国际人类蛋白质组组织（HUPO）， 2003.12.15启动两个首批行动计划 1.人类肝脏蛋白质组计划（HLPP）由中国军事医学科学
院副院长贺福初院士领导，16国80多个实验室参加。 中国第一次领导重大国际协作计划。 2. 人类血浆蛋白质组计划（HPPP）由美国科学家牵头， 13国47个实验室参加。
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蛋白质组
1.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。
2.同一基因组在不同细胞、不同组织中的表 达情况各不相同 。
3.在空间和时间上动态变化着的整体。
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蛋白质组与基因组的联系与区别
Identical Genome – but different looks....?
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第二节 蛋白质组学研究的内容及所采用的主要技术
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蛋白质组学的研究内容与技术
二维电泳
表达模式研究 高效液相色谱HPLC
蛋
质谱技术
白
生物信息学
质
组
噬菌体展示技术
学
功能模式研究
酵母双杂交系统 蛋白芯片技术
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一、蛋白质组学主要研究技术 （Technology of Proteomics）
Genome=static composition
Proteome = highly flexible composition
proteome comparison
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什么是蛋白质组学？
• 蛋白质组学（proteomics）： 以蛋白质组为研究对象，分析细胞内动态 变化的蛋白质组成成分、表达水平与修 饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与 联系，在整体水平上揭示蛋白质功能与 细胞生命活动规律。
第五章
蛋白质组学
(Proteomics)
医学检验系临床生化教研室 周琳
.
1
重点 蛋白质与蛋白质组学的概念 难点 二维凝胶电泳、酵母双杂交等技术的原理与方法 了解 蛋白质组学在医学中的应用
.
2
蛋白质组学研究背景
1.基因研究是20世纪生命科学的主线 1953年，DNA双螺旋结构的提出 1954年，“中心法则”的问世 20世纪90年代，全球性基因组计划尤其是人类基因组计 划（HGP）的大力推进 2000年6月，HGP计划完成
双向电泳后的凝胶
经染色后蛋白呈现二维
分布图： 水平方向反映出蛋
白在pI上的差异， 垂直方向反映出它
聚焦后凝 胶放置在 SDS凝胶 上，进行 第二向电 泳
们在分子量上的差别。
第二向电泳： SDS-PAGE
pH9
.
pH9
pH3
分子量大 分子 量小
pH3
18
(1)等电聚焦 凝胶电泳 （ IFE）
利用载体两 性电解质在电场 作用下沿电场方 向在凝胶内形成 一个连续而稳定 的pH梯度。
每种蛋白质 都将迁移至与它 的pI 相一致的 pH处。
凝胶中加 有两性电 解质溶液 （pH9-3）
加电场后
在凝胶内形 成一个稳定 pH梯度
加样品， 凝胶染色表明
然后继续 样品按照各自
电泳
pI值沿着pH
梯度分布
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19
等电聚焦凝胶电泳（ IFE）
固相pH梯度等电聚焦（IPG-IEF）
所用介质为拥有CH2=CH-CO-NH-R结构的8种丙烯酰 胺衍生物系列，其中R为弱酸性或弱碱性基团，它们构 成了分布在pH3-9不同值的缓冲体系。