蛋白质组学及技术介绍优秀课件

在疾病及药物研究中的应用
• 3.研究膜蛋白及膜相关蛋白 Liu等利用比较膜蛋白组学方法对H5N1病毒分别感染
6,12,14h的人肺腺癌细胞A549进行蛋白分析鉴定，得 到24个差异表达的蛋白质，其中57%为膜蛋白或膜相 关蛋白，通过siRNA技术鉴定出与病毒增殖相关的几 种蛋白质。
在疾病及药物研究中的应用
研究技术
蛋白质分离策略： 1、多维色谱法，包括大小排阻色谱法、离子交换色谱法、反相高效色 谱法、疏水性相互作用色谱法等； 2、多维电泳技术，包括二维凝胶电泳法、自由流动电泳法、毛细管区 带电泳法等； 3、亲合法，包括免疫印迹法、亲和捕获； 4、细胞器，膜的复合体分离。
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二维凝胶电泳法：
二维凝胶电泳的原理是第一向基于蛋白质的等电点不同 用等电聚焦分离，第二向则按分子量的不同用SDS-PAGE分 离，把复杂蛋白混合物中的蛋白质在二维平面上分开。
膀胱癌的潜在尿标志物。
在疾病及药物研究中的应用
• 2.探索疾病的发病机制和治疗途径。 例：Polprasert等应用蛋白质组学方法对遗传性球形红细
胞增多症的红细胞膜蛋白变化进行研究，分离鉴定出56个 差异表达的蛋白质，通过蛋白质网络分析出包括细胞死亡、 细胞循环及遗传性和血液性紊乱3个HS相关的重要网络， 为进一步研究和了解HS相关的发病机制提供了参考。
2-DE有较好的分辨率，SDS-PAGE或单相IEF的最好分 辨率仅为100个蛋白，而2-DE大约为3000个蛋白。
蛋白质肽段的鉴定:
1、氨基和羧基末端分析，如：Edman 2、质谱法，包括肽片段的质谱和串联质谱法、
质谱法：
质谱（mass spectrum）是化合物分子在真空条件下受电子流的 轰击或强电场等其他方法的作用，电离成离子，同时发生某些化学键 有规律的断裂，生成具有不同质量的带电荷的离子，这些离子按质荷 比m/z（离子的质量m与其所带电荷z的比值）的大小被收集并记录程 谱的方法。
• 4、为快速，特异，高通量的药物研究提供了技 术支持。 Lin等应用蛋白质组学技术对阿霉素处理的人 子宫癌细胞的蛋白表达变化进行研究发现，有 37 种差异表达的蛋白质，为阿霉素抗性的子宫 癌细胞的治疗提供了诊断和治疗标志物。
蛋白质组学的研究技术
该方法所研究的蛋白均是在体内经过翻译后修饰的，并且是可 分离的天然状态的相互作用蛋白复合物，能够反映正常生理条件下的 蛋白质间相互作用
蛋白质相互作用
2、酵母双杂交系统：
该系统利用真核细胞调控转录起始过程中，DN A结合结构域(binding domain,BD)识别DNA上的特异序列并使转录激活结构域(activation domain, AD)启动所调节的基因的转录这一原理，将己知蛋白X和待研究蛋白Y的基 因分别与编码AD和BD的序列结合，通过载体质粒转入同一酵母细胞中表 达，生成两个融合蛋白。若蛋白X和Y可以相互作用，则AD和BD在空间上 接近就能形成完整的有活性的转录因子，进而启动转录，表达相应的报告 基因;反之，如果X和Y之间不存在相互作用，报告基因就不会表达。这样， 通过报告基因的表达与否，便可确定是否发生了蛋白质的相互作用。
蛋白质相互作用
3、蛋白质芯片技术 蛋白质芯片是一种新型的生物芯片，能够进行高通量的蛋白功
能分析。该技术实现的基础是蛋白探针在固相支持物(载体)表而的大 规模集成，利用样品中标记或未经标记的靶蛋白分子与探针进行反 应，然后通过荧光法、放射性同位素法或无标记检测法等相应的方法 进行检测，最后由计算机分析结果，获得高丰度表达蛋白。
蛋白质相互作用
1、免疫共沉淀技术： 该技术以抗体和抗原之间的特异性结合为基础，不仅能够确定生
理条件下细胞或组织内2种目标蛋白质是否存在相互作用，还可以探 究与己知相互作用的蛋白。
它的基本原理是在非变性条件下裂解细胞，保留细胞内相互作用 的蛋白质，将目的蛋白的抗体加入细胞裂解液中，使目的蛋白在体内 的相互作用蛋白成电下来。经过洗脱，收集沉淀物并进行分离，最后 对分离所获得蛋白进行鉴定。
蛋白质组学及技术 介绍
概念
蛋白质组是在一个细胞的整个生命过程中由基因组表达的以及表达后修饰 的全部蛋白质。
蛋白质组学是蛋白质组概念的延伸。是蛋白质的规模化研究，从蛋白质 水平和生命本质层次上研究和发现生命活动的规律和重要生理、病理现象的 本质，揭示基因活动的动态表达。
蛋白质水平的分析不仅为生物分子体系提供最有效的实时分析模型而且 也获得了DNA和RNA水平上不易获得的信息。
生物质谱技术是蛋白质组学研究中最重要的鉴定技术，其基本原 理是样品分子离子化后，根据不同离子之间的荷质比（M/E）的差异 来分离并确定分子量。对于经过双向电泳分离的目标蛋白质用胰蛋白 酶酶解（水解Lys或Arg的-C端形成的肽键）成肽段，对这些肽段用质 谱进行鉴定与分析。目前常用的质谱包括两种：基质辅助激光解吸电 离-飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）和电喷雾质谱（ESI- MS）。
蛋白质组学的应用
• 疾病研究 • 药物研究 • 遗传病学
植物学 食品科学 微生物学
在疾病及药物研究中的应用
• 1.发现新的疾病标志物，鉴定疾病相关蛋白质作 为wk.baidu.com期临床诊断标志。 例如：Lei等通过2-DE和基质辅助激光解析电离 飞行时间质谱等蛋白质组学相关技术对膀胱癌患 者的尿蛋白进行分离鉴定，获得14个差异表达的 蛋白质，这些差异表达的蛋白可能是诊断和检测
研究 内容
蛋白质的研究内容主要有两方面：
1、结构蛋白质组学：主要是蛋白质表达模型的研究，包括蛋白质氨基酸序列 分析及空间结构的解析种类分析及数量确定; 2、功能蛋白质组学：主要是蛋白质功能模式的研究，包括蛋白质功能及蛋白 质间的相互作用。
研究 内容
蛋白质组学可分为三个主要领域： 1、蛋白质的微特性以供蛋白质的规模化鉴定和他们的后翻译饰； 2、“差异显示”蛋白质组学供蛋白质水平与疾病在广泛范围的有力应用比 较； 3、应用特定的分析技术如质谱法（包括串联质谱法、生物质谱法）或酵母 双杂交系统以及其他蛋白质组学研究新技术研究蛋白质-蛋白质相互作用。