第九章：藥物蛋白質(zhì)組學

1、整理ppt1藥學分子生物學藥學分子生物學整理ppt2第二篇第二篇 藥學分子生物學應用藥學分子生物學應用一、轉(zhuǎn)錄組與轉(zhuǎn)錄組學一、轉(zhuǎn)錄組與轉(zhuǎn)錄組學二、轉(zhuǎn)錄組學在藥學中的應用二、轉(zhuǎn)錄組學在藥學中的應用第八章第八章 藥物轉(zhuǎn)錄組學藥物轉(zhuǎn)錄組學 (pharmacotranscriptomics)整理ppt3轉(zhuǎn)錄組（轉(zhuǎn)錄組（transcriptome） 廣義：指在某一生理條件下、一種細胞、組織廣義：指在某一生理條件下、一種細胞、組織、器官或生物體所能轉(zhuǎn)錄出來的、器官或生物體所能轉(zhuǎn)錄出來的所有所有RNA的的總總和，包括和，包括mRNA和非編碼和非編碼RNA。狹義：指所有狹義：指所有mRNA的集合。的集合。轉(zhuǎn)錄

2、組學（轉(zhuǎn)錄組學（transcriptomics）在整體水平研究細胞中基因轉(zhuǎn)錄情況及其調(diào)控在整體水平研究細胞中基因轉(zhuǎn)錄情況及其調(diào)控規(guī)律的學科。規(guī)律的學科。研究方法：研究方法：基因芯片技術(shù)、基因芯片技術(shù)、SAGE （基因表達系列分析）、基因表達系列分析）、MPSS（大規(guī)模平行信號測序系統(tǒng)）、（大規(guī)模平行信號測序系統(tǒng)）、 RNA測序測序整理ppt4一、藥靶候選基因的鑒定一、藥靶候選基因的鑒定第二節(jié)第二節(jié) 轉(zhuǎn)錄組學在藥學中的應用轉(zhuǎn)錄組學在藥學中的應用二、反義藥物和二、反義藥物和siRNA藥物藥物包括：反義包括：反義DNA、 反義反義RNA、 核酶核酶 反義藥物：反義藥物：通過與靶通過與靶DNA 或或

3、mRNA 互補互補雜交，阻止或抑制靶基因表達，發(fā)揮治療雜交，阻止或抑制靶基因表達，發(fā)揮治療作用的藥物。作用的藥物。整理ppt5反義藥物反義藥物特點特點: 新的化學物質(zhì)（新的化學物質(zhì)（核酸核酸）；）； 新的藥物受體（新的藥物受體（DNA或或mRNA）；）； 新的結(jié)合方式（新的結(jié)合方式（堿基配堿基配對對 ）；新的結(jié)合后反應（）；新的結(jié)合后反應（降解靶降解靶RNA）。）。第一個反義藥物：第一個反義藥物：福米韋生福米韋生 (fomivirsen) 1998年，美國年，美國FDA批準，由批準，由21個硫代脫氧核苷酸個硫代脫氧核苷酸組成。通過抑制人類巨細胞病毒（組成。通過抑制人類巨細胞病毒（CMV）mRN

4、A發(fā)揮抗病毒作用。發(fā)揮抗病毒作用。整理ppt6siRNA藥物藥物 根據(jù)根據(jù)RNA干擾原理設計出來的小干擾干擾原理設計出來的小干擾RNA，通過誘導同源通過誘導同源mRNA降解，有效阻斷基因表達，降解，有效阻斷基因表達，起到治療疾病效果。起到治療疾病效果。 VEGF可促進可促進濕性老年性黃斑變性濕性老年性黃斑變性（wet-AMD）眼中新血管的生長，使血液滲漏進人眼）眼中新血管的生長，使血液滲漏進人眼內(nèi)，從而導致視力喪失。內(nèi)，從而導致視力喪失。 OPKO公司開發(fā)出公司開發(fā)出Bevasiranib（siRNA藥物）藥物），抑制抑制VEGF表達表達，治療治療AMD?；蚴Щ钚灾委熁蚴Щ钚灾委熣韕pt

5、7第二篇第二篇 藥學分子生物學應用藥學分子生物學應用 第九章第九章 藥物蛋白質(zhì)組學藥物蛋白質(zhì)組學(Phamacoproteomics)一、概述（概念、分類、主要技術(shù)）一、概述（概念、分類、主要技術(shù)）二、藥物蛋白質(zhì)組學及應用二、藥物蛋白質(zhì)組學及應用整理ppt8一、蛋白質(zhì)組學一、蛋白質(zhì)組學(proteomics)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)組組 (Proteome)： 一種細胞、某一特一種細胞、某一特定組織或個體所表達的定組織或個體所表達的全部蛋白質(zhì)。全部蛋白質(zhì)。 蛋白質(zhì)組學蛋白質(zhì)組學 (Proteomics)：從整體水平研究蛋白質(zhì)從整體水平研究蛋白質(zhì)組成組成、表達水平、翻譯后修飾、表達水平、翻譯后修飾、相互作用

6、的學科。相互作用的學科。整理ppt9整理ppt10二、蛋白質(zhì)組學分類二、蛋白質(zhì)組學分類 1. 表達蛋白質(zhì)組學：表達蛋白質(zhì)組學：比較比較正常樣品正常樣品與與病理樣品病理樣品、藥物治療、藥物治療前前后后樣品的蛋白樣品的蛋白質(zhì)表達或修飾差異。質(zhì)表達或修飾差異。2. 結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學：結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學：分析蛋白質(zhì)或復分析蛋白質(zhì)或復合體結(jié)構(gòu)、定位合體結(jié)構(gòu)、定位3. 功能蛋白質(zhì)組學：功能蛋白質(zhì)組學：研究蛋白質(zhì)功能研究蛋白質(zhì)功能整理ppt11基因組基因組-轉(zhuǎn)錄組轉(zhuǎn)錄組-蛋白質(zhì)組蛋白質(zhì)組DNA(Genome)RNA(Transcriptome)Proteins(Proteome)DNA sequencingWho

7、le genomeMicroarray2D-PAGEMS/MS?整理ppt12四、蛋白質(zhì)組學主要研究技術(shù)四、蛋白質(zhì)組學主要研究技術(shù)1、蛋白質(zhì)分離、蛋白質(zhì)分離雙向凝膠電泳技術(shù)雙向凝膠電泳技術(shù)2、蛋白質(zhì)鑒定、蛋白質(zhì)鑒定生物質(zhì)譜生物質(zhì)譜3、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用蛋白質(zhì)相互作用蛋白質(zhì)芯片、酵母雙雜交蛋白質(zhì)芯片、酵母雙雜交整理ppt13雙向凝膠電泳技術(shù)雙向凝膠電泳技術(shù)整理ppt14雙向凝膠電泳技術(shù)雙向凝膠電泳技術(shù)整理ppt15雙向凝膠電泳技術(shù)雙向凝膠電泳技術(shù)整理ppt16Sample (a)Sample (b)Sample (c)Present in (a) and (c) not (b)Pre

8、sent only in (a)Stronger in (b) than (a) or (c)雙向凝膠電泳圖像分析雙向凝膠電泳圖像分析整理ppt17熒光差異顯示雙向電泳熒光差異顯示雙向電泳 (2D-DIGE)整理ppt18關(guān)關(guān) 鍵鍵 問問 題：題：如何鑒定雙向電泳分離出來的蛋白質(zhì)？如何鑒定雙向電泳分離出來的蛋白質(zhì)？整理ppt19質(zhì)質(zhì) 譜譜 分分 析析質(zhì)譜：質(zhì)譜：是將被測物用一定的方法是將被測物用一定的方法離子化離子化，然后，然后按產(chǎn)生的帶電離子的按產(chǎn)生的帶電離子的質(zhì)荷比質(zhì)荷比（質(zhì)量（質(zhì)量/電荷，電荷，m/z）進行）進行分離分離并并檢測檢測，最后根據(jù)各離子譜峰的強，最后根據(jù)各離子譜峰的強度度解析

9、解析被測物的被測物的相對分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)相對分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)信息的一信息的一種分析技術(shù)。用于測量分析生物樣本（蛋白質(zhì)種分析技術(shù)。用于測量分析生物樣本（蛋白質(zhì)、核酸）稱為、核酸）稱為生物質(zhì)譜生物質(zhì)譜。8 9 10 11 12 13 14 15 1612 units12 units整理ppt20質(zhì)譜分析技術(shù)路線：質(zhì)譜分析技術(shù)路線：樣品樣品離子源離子源 質(zhì)量分析器質(zhì)量分析器離子檢測器離子檢測器 固體固體 液體液體 蒸汽蒸汽形成帶電離子形成帶電離子電離電離質(zhì)量分選質(zhì)量分選根據(jù)根據(jù)m/z分選離子分選離子數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理質(zhì)譜質(zhì)譜檢測離子檢測離子質(zhì)譜分析的基本步驟質(zhì)譜分析的基本步驟:1. 樣品離子化樣品離子化

10、2. 根據(jù)質(zhì)荷比根據(jù)質(zhì)荷比(m/z)不同分離離不同分離離子子3. 檢測每種質(zhì)量離子的數(shù)目檢測每種質(zhì)量離子的數(shù)目 4. 收集、處理數(shù)據(jù)得到質(zhì)譜圖收集、處理數(shù)據(jù)得到質(zhì)譜圖 整理ppt21離子源離子源基質(zhì)輔助激光解析電離基質(zhì)輔助激光解析電離 (MALDI)整理ppt22質(zhì)量分析器質(zhì)量分析器飛行時間飛行時間 (TOF)整理ppt23MALDI-TOF MS（基質(zhì)輔助激光解析電離（基質(zhì)輔助激光解析電離-飛行時間質(zhì)譜）飛行時間質(zhì)譜）整理ppt24圖圖1. 一個典型的質(zhì)譜圖一個典型的質(zhì)譜圖（橫坐標為質(zhì)荷比，即相對分子質(zhì)量，縱坐標（橫坐標為質(zhì)荷比，即相對分子質(zhì)量，縱坐標為各個肽段的相對含量，每個峰的數(shù)字代表了

11、這為各個肽段的相對含量，每個峰的數(shù)字代表了這個峰對應的肽段的質(zhì)量）個峰對應的肽段的質(zhì)量）整理ppt25 1234.5396 783.9147 375.2561肽質(zhì)量指紋譜肽質(zhì)量指紋譜（PMF）胰酶消化胰酶消化凝膠凝膠蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫?123比較比較:是否相同是否相同 ?質(zhì)譜質(zhì)譜3235.2256多肽多肽 已測得質(zhì)已測得質(zhì) 譜數(shù)據(jù)或理論譜數(shù)據(jù)或理論 質(zhì)譜質(zhì)譜 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)整理ppt26整理ppt27蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)芯芯片片整理ppt28酵母雙雜交酵母雙雜交整理ppt29二、藥物蛋白質(zhì)組學及應用二、藥物蛋白質(zhì)組學及應用構(gòu)建分子藥理篩選模型構(gòu)建分子藥理篩選模型：分子細胞分子細胞、組織器官、組織器官、

12、整體動物水平、整體動物水平藥物靶點的發(fā)現(xiàn)、藥物靶點的發(fā)現(xiàn)、 驗證和優(yōu)化驗證和優(yōu)化藥物作用機制研究藥物作用機制研究藥物毒理機制研究藥物毒理機制研究耐藥機制研究耐藥機制研究整理ppt30整理ppt31藥物作用靶點藥物作用靶點（drug target）：具有重要生理或病理功能，能夠與藥物分子相結(jié)合并產(chǎn)生藥理作用的(生物大)分子及其特有的結(jié)構(gòu)位點。Enzymes28%Receptors45%Nuclear receptors2%DNA2%Hormones & factors 11%Unknown7%Ion channels5%Proteins/peptides 95%Current numbe

13、r of drug targets 500整理ppt32新的藥物作用靶點新的藥物作用靶點Number of Drug Targets12,00006,0004,0002,00010,0008,000Approx. 5005,00010,000Cumulative Number of Targets Known TodayNew Targets Expected from Human Genome Project整理ppt33藥物作用靶點發(fā)現(xiàn)的方法藥物作用靶點發(fā)現(xiàn)的方法整理ppt34考試題型考試題型1 1、名詞解釋：、名詞解釋：3 3分分/ /題，題，1010題題2 2、填空題：、填空題：1 1

14、分分/ /空，空，2020空空3 3、論述題：、論述題：1010分分/ /題，題，3 3題題4 4、案例分析題：、案例分析題：2020分分/ /題，題，1 1題題整理ppt35基因、基因組、基因組學基因、基因組、基因組學病毒、原核生物、真核生物基因組特點病毒、原核生物、真核生物基因組特點重疊基因、操縱子、斷裂基因、基因家重疊基因、操縱子、斷裂基因、基因家族；順式作用元件、反式作用因子、啟族；順式作用元件、反式作用因子、啟動子動子人類基因組計劃人類基因組計劃第一章第一章 基因與基因組基因與基因組整理ppt36第六章第六章 常用分子生物學技術(shù)常用分子生物學技術(shù)核酸分子雜交：核酸分子雜交：核酸探針核

15、酸探針印跡雜交：印跡雜交：Southern blot、Northern blot、Western blot；原位雜交（熒光原位雜交（熒光原位雜交）；生物芯片（原位雜交）；生物芯片（基因芯片基因芯片、蛋白質(zhì)芯片）蛋白質(zhì)芯片）整理ppt37RNA干擾技術(shù)：干擾技術(shù)：siRNA、RNA干擾、干擾、 機制、應用機制、應用基因敲除技術(shù)：基因敲除技術(shù)：基因敲除基因敲除第六章第六章 常用分子生物學技術(shù)常用分子生物學技術(shù)聚合酶鏈式反應聚合酶鏈式反應 (PCR)(PCR)：PCRPCR原理、體系、步驟；原理、體系、步驟；RT-PCRRT-PCR、多重、多重PCRPCR、實時熒光定量、實時熒光定量PCRPCR；PCRPCR技術(shù)應用技術(shù)應用整理ppt38基因工程（基因工程（DNADNA重組、分子克?。┘夹g(shù)重組、分子克?。┘夹g(shù)分子克隆程序：分、切、連、轉(zhuǎn)、篩、表分子克隆程序：分、切、連、轉(zhuǎn)、篩、表目的基因獲取途徑目的基因獲取途徑載體（種類、特征）、質(zhì)粒、多克隆位點、載體（種類、特征）、質(zhì)粒、多克隆位點、工具酶、感受態(tài)細胞、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導工具酶、感受態(tài)細胞、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導陽性重組體篩選陽性重組體篩選基因工程生產(chǎn)重組藥物一般流程基因工程生產(chǎn)重組藥物一般流程第十章第十章 外源基因表達與基因工程藥物外源基因表達與基因工程藥物整理ppt39第七章第七章 藥物基因組學藥物