蛋白组学PPT课件

为主要目标。这种观点更倾向于把蛋白质组学
作为研究生命现象的手段和方法。（差异表达
的蛋白质组）
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蛋白质组学研究的范围
蛋白质的表达模式 蛋白质翻译后修饰研究 蛋白质-蛋白质相互作用的研究
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二、蛋白质组学的研究方法
差异蛋白组学
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生物学问题 的提出
实验模型 的设计
实验组和对照组 样品的制备
优点: 易获得 缺点: 这些细胞系从组织中分离出来并经体 外培养后蛋白质会发生许多变化
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（2） 外科手术切除的肿瘤组织
优点: 来源较为方便 缺点: 整个组织包括基质，纤维原细胞，免疫 细胞等，组织匀浆困难，不易分离总蛋白而蛋 白质组研究需要的通常是单一的细胞类型。
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（3）以激光捕获显微切割（ LCM）肿瘤 细胞
感兴趣 蛋白点 的切取
蛋白样品的IEF和PAGE电泳分离 图像扫描和初步分析
胰酶对脱色后蛋白质的消化 质谱的多肽指纹图、微测序分析
蛋白信息的 初步获得
质谱结果的生物信息学分析和比对 新蛋白质的发现
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其它实验
的进一步
验证
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第一步 、蛋白质分离 蛋白质组分析的首要要求
将来自于全细胞、组织或生物体中所包含 的多达几千种混合蛋白质进行分离、检测 和分析 。
LCM是直接从冰冻或石蜡包埋肿瘤组织切片中 获取细胞。它是用乙烯醋酸盐聚合体膜覆盖在被 选择的细胞上，然后用红外激光熔化膜，这时膜 与组织在目标位置牢固结合，当膜被提起时，仅 目的细胞留在膜上。
优点：能准确切取肿瘤细胞
缺点：需昂贵的仪器
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第二步、蛋白质的分离
二维色谱 毛细管电泳 双向电泳(2DE)
的组成、结构、性质、表达水平与修饰状态 了解蛋白质之间、蛋白质与大分子之间的相互作用
与联系,揭示蛋白质的功能与细胞生命活动的规律
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蛋白质组学研究意义和背景
目前功能基因组中所采用的策略，如基因芯片、基 因表达序列分析等，都是从细胞中mRNA的角度来 考虑的，其前提是细胞中mRNA的水平反映了蛋白 质表达的水平。但事实并不完全如此，
泳
DIGE
Pooled internal standard
Label with Cy2
Protein extract 1 Label with Cy3
Protein extract 2 Label with Cy5
Mix labelled samples Separate by 2D-PAGE
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DeCyder software
Designed to detect and match fluorescent 2D images Load up to 18 image pairs. DeCyder software automatically:
Ettan™ IPGphor I等电聚焦是利用蛋白质分子的等电点不同，
在一个稳定的、连续的、线形pH梯度中进行 蛋白质的分离和分析。
pH3
+
+ +
+
++ --
++ ++
--
-
+
--
+
+ ++
-
--
++
+++
---
+
--
+ +++
-+
+
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pH10
Time0
第三章 蛋白质组与蛋白质组学
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第一节 蛋白质组与蛋白质组学的定义
蛋白质组
protein + genome
proteome
一种基因组所表达的全部蛋白质
一个细胞或一个机体的基因所表达的全部蛋白质
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2
一、蛋白质组与蛋白质组学的定义
蛋白质组学 阐明生物体全部蛋白质的表达模式与功能模式 从整体的角度分析、鉴定细胞内动态变化的蛋白质
Ettan™ IPGphor IEF unit
Ettan DALTsix
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2-DE技术依然是大多数蛋白质组研究中分 离复杂蛋白质混合物的首选技术 。
大鼠肝线粒体蛋. 白质组图谱
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1、双向凝胶电泳(2DE) 第一向: 等电聚焦（IEF） 第二向:SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）
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蛋白质组学的研究意义和背景
蛋白质的亚细胞定位蛋白质之间的互相作用
DNA
mRNA
蛋白质
转录水平调控
翻译水平调控
翻译后修饰
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细胞特 异性基 因表达
生理状态 蛋白质相互作用
温度
DNA 转录
mRNA 翻译
蛋白质
基因
数量有限 结构相对稳定
复 杂 的 调 控
复杂性
蛋白质
培养条件
多变性
直接 反应 生命 现象
Sonicate in
Pellet and extract
lysis buffer .
supernatant
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样品制备 要求：重复性好
蛋白质损失少
无核酸 去除高丰度或无关蛋白 浓度
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以肿瘤蛋白质组学研究为例说明 肿瘤蛋白质的来源
（1） 以肿瘤细胞为研究材料 不同的肿瘤细胞； 正常细胞与癌变细胞
- Time1 - Time2
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SDS-PAGE电泳是根据SDS和还原试剂
将蛋白质分子解聚后亚基的大小，在恒定 的pH缓冲系统中的分离。
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2、2D DIGE
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2D-DIGE
差异凝胶电泳技术(difference gel electrophoresis, DIGE), 其可以将三个样品 用Cy2、Cy3、Cy5染料染色后，等量混合， 在同一块胶上进行双向电泳分离，这样可以 降低胶条和操作带来的误差。
Reconstitute the dyes
Add dye to protein
400 pmol dye 30 min, 4 C
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per 50 mg protein in the dark
Quench with lysine
15 min, 4 C in th2e3 dark
凝
胶
内
差
异流
显 示 电
程 图
应激 状态
药物作用
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蛋白质组学研究的策略
蛋白质组学一经出现，就有两种研究策略。
一种可称为“竭泽法”，即采用高通量的蛋白 质组研究技术分析生物体内尽可能多乃至接近 所有的蛋白质。（全蛋白组的研究）
另一种策略可称为“功能法”，即研究不同时
期细胞蛋白质组成的变化，如蛋白质在不同环
境下的差异表达，以发现有差异的蛋白质种类
Volumes expressed as ratios relative to pooled internal standard
第三步、凝胶内蛋白质差异分析
Cy2-labeled internal standard Cy3-labeled control
Cy5-labeled disease
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