蛋白质组学研究进展

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改变花色的转基因Baidu Nhomakorabea牵牛花
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转 入 荧 发光 荧素 光酶 烟蛋 草白 基 因 的
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蓝色玫瑰一直是人类美丽的梦想 基因工程正在将它变为现实
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但到2000年6月26日人类基因组 草图基本绘制完成，发现人类仅有4 万个基因，并且发现人和果蝇的基 因区别不大，而水稻的基因比人的 基因多2倍（中国科学家在《Nature》 4月号发表）。
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蛋白质组是：
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。
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蛋白质组学(proteomics)
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。
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蛋白质组表达模式（expression profile）：
研究蛋白质组的组成成分
支撑技术主要有双向凝胶电泳、以 质谱为代表的蛋白质鉴定技术及生 物信息学分析。
蛋白质组学研究进展
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一、蛋白质组学的产生与发展
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背景
人类基因组计划（HGP）
1986年，达尔贝科提出
1990年，美国国会批准“HGP”，9月，中
国获准加入，负责测定人类基因组序列的
1%
2000年6月26日，草图绘制成功
2003年4月14日，人类基因组序列图绘制成
功
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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）
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。
The study of global changes in protein expression
Cell-map proteomics （细胞图谱蛋白组学）
The systematic study of proteinprotein interactions through the isolation of protein complexes
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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；
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。
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Proteomics
Expression proteomics (表达蛋白组学)
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三、蛋白质组学研究方法概述
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蛋白质组研究更为复杂和困难：
蛋白质数目大大超过基因数目。 蛋白质随时间和空间而变化。
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当前主要任务
发展高通量、高灵敏度、高准 确性的研究技术平台是现在乃至相 当一段时间内蛋白质组学研究中的 主要任务。
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一、蛋白质组表达模式的 研究方法
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蛋白质组学
1994年，首次提出蛋白质组概念 1996年，澳大利亚建立了第1个蛋白质组研究中心
（APAF） 2001年4月，美国成立了国际人类蛋白质组研究组
织（HUPO） 20世纪90年代中期 蛋白质组学
以细胞内全部蛋白质的存在及其活动方式
为研究对象
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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
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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。
1000余个“蛋白质-蛋白质”相互作用
的网络图；建立了2000余株蛋白质抗
体。
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二、蛋白质组学的相关概念
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（一）、蛋白质组学的概念
蛋白质组是澳大利亚学者Williams和 Wilkins于1994年首先提出，源于蛋白 质（protein）与基因组（genome）两 个词的杂合,意指proteins expressed by a genome，即“一个细胞或一个组 织基因组所表达的全部蛋白质”。
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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。
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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。
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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。
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2003年12月15日，
国际人类蛋白质组组织负责人在 北京宣布，国际人类蛋白质组计划正 式启动，“人类肝脏蛋白质组计划” 和“人类血浆蛋白质组计划”两大项 目首先开始执行，其中“人类肝脏蛋 白质组计划”由中国科学家领导执行， 这是我国科学家第一次领导执行重大 国际科技协作计划。
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首次由我国科学家领导的国际重大科 研合作项目——人类肝脏蛋白质组计
划，被宣告取得阶段性新进展。几年
来围绕人类肝脏蛋白质组的表达谱、
修饰谱及其相互作用的连锁图等九大
科研任务，我国科学家已经成功测定
出6788个高可信度的中国成人肝脏蛋
白质，系统构建了国际上第一张人类
器官蛋白质组“蓝图”；发现了包含