分子生物學(xué)——蛋白質(zhì)組學(xué)的研究方法和進(jìn)展

1、2022-5-31第九章第九章 蛋白質(zhì)組學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué) 的研究方法和進(jìn)展的研究方法和進(jìn)展2022-5-32One Genome different ProteomesLife is based on proteins and their interactions前言從基因組學(xué)到蛋白質(zhì)組學(xué)2022-5-332020世紀(jì)生命科學(xué)的輝煌成就世紀(jì)生命科學(xué)的輝煌成就l19531953年年Watson & Crick，DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)提出雙螺旋結(jié)構(gòu)提出l19571957年，年，“中心法則中心法則”的問世的問世l2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代，人類基因組計(jì)劃（年代，人類基因組計(jì)劃（HGP）2022

2、-5-34基因組計(jì)劃的局限基因組計(jì)劃的局限無法解決無法解決“基因精基因精細(xì)調(diào)控細(xì)調(diào)控”問題問題“mRNA” 無法反無法反映蛋白質(zhì)的質(zhì)與量。映蛋白質(zhì)的質(zhì)與量。2022-5-35以往人類對(duì)于蛋白質(zhì)的研究只是針對(duì)生命活以往人類對(duì)于蛋白質(zhì)的研究只是針對(duì)生命活動(dòng)中某一種或某幾種蛋白質(zhì)，難以形成一種整體動(dòng)中某一種或某幾種蛋白質(zhì)，難以形成一種整體觀，難以系統(tǒng)透徹地闡釋生命活動(dòng)的基本機(jī)制。觀，難以系統(tǒng)透徹地闡釋生命活動(dòng)的基本機(jī)制。大規(guī)模、全方位的蛋白質(zhì)研究勢(shì)在必行。大規(guī)模、全方位的蛋白質(zhì)研究勢(shì)在必行。2022-5-36 第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)組學(xué)的概念及其發(fā)展史蛋白質(zhì)組學(xué)的概念及其發(fā)展史2022-5-37蛋白質(zhì)

3、組（proteome） l同一基因組在不同細(xì)胞、不同組織中同一基因組在不同細(xì)胞、不同組織中蛋蛋白質(zhì)白質(zhì)表達(dá)各不相同。表達(dá)各不相同。l空間和時(shí)間上呈動(dòng)態(tài)變化?？臻g和時(shí)間上呈動(dòng)態(tài)變化。 由一個(gè)細(xì)胞或一個(gè)組織的基因組所表由一個(gè)細(xì)胞或一個(gè)組織的基因組所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)。達(dá)的全部蛋白質(zhì)。2022-5-38蛋白質(zhì)組學(xué)(proteomics) 從整體角度分析細(xì)胞內(nèi)動(dòng)態(tài)變化的蛋從整體角度分析細(xì)胞內(nèi)動(dòng)態(tài)變化的蛋白質(zhì)組成、表達(dá)水平與修飾狀態(tài)，了解蛋白質(zhì)組成、表達(dá)水平與修飾狀態(tài)，了解蛋白質(zhì)之間相互作用與聯(lián)系，揭示蛋白質(zhì)功白質(zhì)之間相互作用與聯(lián)系，揭示蛋白質(zhì)功能與細(xì)胞生命活動(dòng)規(guī)律。能與細(xì)胞生命活動(dòng)規(guī)律。2022-5-3

4、9主要研究內(nèi)容主要研究內(nèi)容 l了解特定的細(xì)胞、組織或器官表達(dá)的了解特定的細(xì)胞、組織或器官表達(dá)的 蛋白質(zhì)種類；蛋白質(zhì)種類； l 明確各種蛋白質(zhì)分子相互作用網(wǎng)絡(luò)；明確各種蛋白質(zhì)分子相互作用網(wǎng)絡(luò)； l 描繪蛋白質(zhì)的精確三維結(jié)構(gòu)，揭示其描繪蛋白質(zhì)的精確三維結(jié)構(gòu)，揭示其 結(jié)構(gòu)上的關(guān)鍵部位，如與藥物結(jié)合結(jié)構(gòu)上的關(guān)鍵部位，如與藥物結(jié)合 并且決定其活性的部位。并且決定其活性的部位。 2022-5-310功能蛋白質(zhì)組學(xué)(functional proteomics) 細(xì)胞在一定階段或與某一生理現(xiàn)象細(xì)胞在一定階段或與某一生理現(xiàn)象相關(guān)的全部蛋白質(zhì)。相關(guān)的全部蛋白質(zhì)。2022-5-311國際研究進(jìn)展u19961996年

5、，澳大利亞建立了世界上第一個(gè)蛋白質(zhì)組研年，澳大利亞建立了世界上第一個(gè)蛋白質(zhì)組研究中心（究中心（APAF）u美國美國NCI NCI 肺、直腸、乳腺和卵巢等腫瘤的蛋肺、直腸、乳腺和卵巢等腫瘤的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫uNCI與與FDA 有關(guān)癌癥不同發(fā)病階段和治療階有關(guān)癌癥不同發(fā)病階段和治療階段的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫段的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫u英國、法國、德國、日本等國也分別投入巨資進(jìn)行英國、法國、德國、日本等國也分別投入巨資進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)的研究蛋白質(zhì)組學(xué)的研究 2022-5-312The HUPO WorldCanadaUSAChinaJapanKoreaAsia OceaniaSwedenRussiaUni

6、ted KingdomItalyGermanyFranceLatin AmericaAustraliaThe Human Proteome Organisation2022-5-3131. Human Liver Proteome Project(HLPP) 2. Human Brain Proteome Project(HBPP)3. Proteomic Standards Initiative(PSI)4. Human Antibody Initiative(HAI) 5. Plasma proteome Project(PPP)6. Mouse Models Human Disease(

7、MMHD) 7. Human Disease Glycomics/Proteome Initiative (HGPI)8. HUPO Cardiovascular Initiative(HUPO CVI)2022-5-314國內(nèi)進(jìn)展l國家自然科學(xué)基金委于國家自然科學(xué)基金委于19971997年設(shè)立了重大項(xiàng)年設(shè)立了重大項(xiàng)目目“蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)體系的建立蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)體系的建立”l19981998年啟動(dòng)了蛋白質(zhì)組學(xué)研究年啟動(dòng)了蛋白質(zhì)組學(xué)研究l中國科學(xué)院生物化學(xué)研究所、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)中國科學(xué)院生物化學(xué)研究所、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院等單位啟動(dòng)蛋白質(zhì)組研究院等單位啟動(dòng)蛋白質(zhì)組研究l中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院、軍事醫(yī)

8、學(xué)中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院與復(fù)旦大學(xué)相繼成立了專門的蛋白質(zhì)科學(xué)院與復(fù)旦大學(xué)相繼成立了專門的蛋白質(zhì)組學(xué)研究中心組學(xué)研究中心2022-5-315l 科技部已將疾病蛋白質(zhì)組研究列入我科技部已將疾病蛋白質(zhì)組研究列入我國國“973”973”計(jì)劃項(xiàng)目和計(jì)劃項(xiàng)目和“863”863”計(jì)劃項(xiàng)計(jì)劃項(xiàng)目；國家自然科學(xué)基金委員會(huì)也將目；國家自然科學(xué)基金委員會(huì)也將“蛋蛋白質(zhì)組研究白質(zhì)組研究”列為重點(diǎn)項(xiàng)目。列為重點(diǎn)項(xiàng)目。l 我國在鼻咽癌、白血病、肝癌和肺癌我國在鼻咽癌、白血病、肝癌和肺癌蛋白質(zhì)組研究方面取得了較大進(jìn)展。蛋白質(zhì)組研究方面取得了較大進(jìn)展。2022-5-316 第二節(jié)第二節(jié) 蛋白質(zhì)組學(xué)研究方

9、法概述蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法概述2022-5-317一、蛋白質(zhì)組表達(dá)模式研究方法l研究蛋白質(zhì)組的組成成分研究蛋白質(zhì)組的組成成分 l主要技術(shù)有雙向凝膠電泳、以質(zhì)譜為代表的主要技術(shù)有雙向凝膠電泳、以質(zhì)譜為代表的蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)及生物信息學(xué)技術(shù)。蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)及生物信息學(xué)技術(shù)。 2022-5-318（一）蛋白質(zhì)組研究中的樣品制備 l采用細(xì)胞或組織的全蛋白質(zhì)組分進(jìn)行蛋白質(zhì)采用細(xì)胞或組織的全蛋白質(zhì)組分進(jìn)行蛋白質(zhì)組分析。組分析。 l進(jìn)行樣品預(yù)分級(jí)，將細(xì)胞或組織中的全體蛋進(jìn)行樣品預(yù)分級(jí)，將細(xì)胞或組織中的全體蛋白質(zhì)分成不同部分，分別進(jìn)行研究，白質(zhì)分成不同部分，分別進(jìn)行研究，提高低提高低豐度蛋白質(zhì)的上樣量和檢測(cè)靈敏度

10、豐度蛋白質(zhì)的上樣量和檢測(cè)靈敏度。2022-5-319樣品預(yù)分級(jí)的主要依據(jù)樣品預(yù)分級(jí)的主要依據(jù)l蛋白質(zhì)溶解性：可溶性蛋白、非溶性蛋白等蛋白質(zhì)溶解性：可溶性蛋白、非溶性蛋白等l蛋白質(zhì)定位：膜蛋白、核蛋白等蛋白質(zhì)定位：膜蛋白、核蛋白等l蛋白質(zhì)細(xì)胞器定位：線粒體、高爾基體、葉蛋白質(zhì)細(xì)胞器定位：線粒體、高爾基體、葉綠體等綠體等 2022-5-320組織水平蛋白質(zhì)組樣品制備組織水平蛋白質(zhì)組樣品制備 原因：臨床樣本都是各種細(xì)胞或組織混原因：臨床樣本都是各種細(xì)胞或組織混雜，而且狀態(tài)不一，如腫瘤中癌變的上皮類雜，而且狀態(tài)不一，如腫瘤中癌變的上皮類細(xì)胞總是與血管、基質(zhì)細(xì)胞等混雜。細(xì)胞總是與血管、基質(zhì)細(xì)胞等混雜。2

11、022-5-321激光捕獲顯微切割激光捕獲顯微切割( (laser capture microdissection，LCM) ) 可直接可直接在顯微鏡下在顯微鏡下從組織切片從組織切片中精確分離中精確分離特定的細(xì)胞特定的細(xì)胞或細(xì)胞群。或細(xì)胞群。2022-5-322（二）蛋白質(zhì)組研究中的樣品分離l雙向凝膠電泳雙向凝膠電泳( (two-dimensional electrophoresis, 2-DE) ) 利用蛋白質(zhì)等電點(diǎn)和分子量差異，結(jié)合凝利用蛋白質(zhì)等電點(diǎn)和分子量差異，結(jié)合凝膠化學(xué)特性，分離各種蛋白質(zhì)的方法。膠化學(xué)特性，分離各種蛋白質(zhì)的方法。2022-5-323工作原理：工作原理：l根據(jù)蛋白質(zhì)等

12、電點(diǎn)的不同進(jìn)行第一向等電聚焦根據(jù)蛋白質(zhì)等電點(diǎn)的不同進(jìn)行第一向等電聚焦電泳分離電泳分離l轉(zhuǎn)移到第二向轉(zhuǎn)移到第二向SDS-SDS-聚丙烯酰胺凝膠上，再根據(jù)聚丙烯酰胺凝膠上，再根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量大小不同進(jìn)行分離相對(duì)分子質(zhì)量大小不同進(jìn)行分離2022-5-324等等電電聚聚焦焦電電泳泳進(jìn)進(jìn)行行過過程程中中等等電電聚聚焦焦電電泳泳結(jié)結(jié)束束后后（）（）（）（）（）（）（）（）低低pH低低pH高高pH高高pH第一向等電聚焦電泳第一向等電聚焦電泳（isoelectrophoresis focusing, IEF） 聚丙烯酰胺凝膠聚丙烯酰胺凝膠內(nèi)的緩沖液在電場(chǎng)作內(nèi)的緩沖液在電場(chǎng)作用下沿電場(chǎng)方向在凝用下沿電場(chǎng)方向在凝

13、膠內(nèi)制造一個(gè)膠內(nèi)制造一個(gè)pHpH梯度。梯度。每種蛋白質(zhì)都將遷移每種蛋白質(zhì)都將遷移至與它的至與它的pI pI 相一致相一致的的pHpH處。處。2022-5-325固相固相pHpH梯度等電聚焦的優(yōu)點(diǎn)梯度等電聚焦的優(yōu)點(diǎn)u克服了載體兩性電解質(zhì)陰極漂移等缺點(diǎn)克服了載體兩性電解質(zhì)陰極漂移等缺點(diǎn)。u可以精確設(shè)定可以精確設(shè)定pHpH梯度。梯度。 尤其可在較窄的尤其可在較窄的pHpH范圍內(nèi)進(jìn)行第二輪分范圍內(nèi)進(jìn)行第二輪分析，大大提高了分辨率及重復(fù)性。析，大大提高了分辨率及重復(fù)性。 2022-5-326雙向凝膠垂直雙向凝膠垂直 雙向電泳后的凝膠經(jīng)染色后蛋白呈現(xiàn)雙向電泳后的凝膠經(jīng)染色后蛋白呈現(xiàn)二維分布圖：水平方向反映

14、出蛋白在二維分布圖：水平方向反映出蛋白在pIpI上上的差異，垂直方向反映分子量上的差別的差異，垂直方向反映分子量上的差別。第二向第二向SDS-PAGE電泳電泳2022-5-3273-4 mm70 - 240 mmgelPlastic backing固相pH梯度等電聚焦電泳（第一向）示意圖2022-5-328SDS-PAGESDS-PAGE電泳（第二向）示意圖2022-5-329 二維電泳的主要步驟二維電泳的主要步驟： 1. 樣品準(zhǔn)備樣品準(zhǔn)備2. 第一維：固相第一維：固相pH梯度等電聚焦梯度等電聚焦3. 第二維：第二維：SDS-PAGE電泳電泳4. 染染 色：考馬氏亮蘭或銀染色：考馬氏亮蘭或銀染

15、5. 圖像分析：肉眼或自動(dòng)掃描圖像分析：肉眼或自動(dòng)掃描 2022-5-330Gel staining1st dimension IEF2nd dimension SDS-PAGEImaging and data evaluationSpot excision and mass spectrometrySamplepreparation2-DE流程圖流程圖2022-5-331蛋白質(zhì)二維電泳圖譜3010kDapH 10pH 3pI2022-5-332低分化星形膠質(zhì)細(xì)胞瘤中表達(dá)明顯上調(diào)蛋白cAMP-dependent protein kinase (L4) 1212L4L4Low-gradeHigh

16、-gradeTCP-1- epsilon (L2)Protein disulfide isomerase A3 (L3)6659L2L3L2L36659Low-gradeHigh-gradeDihydropteridine reductase (L5)3636L5L5Low-gradeHigh-grade3944L13944L1Low-gradeHigh-gradeGlial fibrillary acidic protein, astrocyte (L1) 2022-5-333Low-gradeHigh-gradePeroxiredoxin 6 (H5)Apoliprotein A-I (H

17、4)4040H4H413134848H5H5Fibrinogen fragment D (H3)-Internexin (H1)H1H168686868H2H2H3H3Actin, cytoplasmic 1 (H2)Low-gradeHigh-gradeLow-gradeLow-gradeHigh-gradeHigh-grade高分化星形膠質(zhì)細(xì)胞瘤中表達(dá)明顯上調(diào)蛋白2022-5-334二維電泳優(yōu)點(diǎn)l 可分離可分離10100 kD 范圍內(nèi)蛋白質(zhì)范圍內(nèi)蛋白質(zhì)l 高靈敏度和高分辨率高靈敏度和高分辨率l 便于計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像分析處理便于計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像分析處理 l 與質(zhì)譜分析匹配與質(zhì)譜分析匹配 2022

18、-5-335二維電泳缺點(diǎn) l 極酸、極堿性蛋白質(zhì)，疏水性蛋白質(zhì)，極極酸、極堿性蛋白質(zhì)，疏水性蛋白質(zhì)，極大蛋白質(zhì)、極小蛋白質(zhì)及低豐度蛋白質(zhì)用大蛋白質(zhì)、極小蛋白質(zhì)及低豐度蛋白質(zhì)用此種技術(shù)難于有效分離。此種技術(shù)難于有效分離。l 膠內(nèi)酶解過程費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，難于與質(zhì)膠內(nèi)酶解過程費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，難于與質(zhì) l 譜聯(lián)用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。譜聯(lián)用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 2022-5-336新型非凝膠技術(shù) l液相色譜法液相色譜法 分配色譜法分配色譜法 吸附色譜法吸附色譜法 離子交換色譜法離子交換色譜法 排阻色譜法排阻色譜法l毛細(xì)管電泳毛細(xì)管電泳LabAlliance Model 2000二元高壓半制備梯度系統(tǒng)二元高壓半制備梯度系統(tǒng)202

19、2-5-337（三）蛋白質(zhì)組研究的樣品鑒定 基本原理：樣基本原理：樣品分子離子化品分子離子化后，根據(jù)離子后，根據(jù)離子間質(zhì)荷比間質(zhì)荷比(m/z)的差異來分離的差異來分離并確定樣品的并確定樣品的分子量。分子量。 2022-5-338Spot identificationSpot PickingDigestionMS Analysis and Database searchSpot cutterSpots of interestMass (m/z)01000020000300004000050000 1000 2000 3000 4000 2022-5-339 生物質(zhì)譜技術(shù)生物質(zhì)譜技術(shù)( (Mass

20、 Spectrometry) 通過測(cè)定樣品離子的質(zhì)荷（通過測(cè)定樣品離子的質(zhì)荷（m/z）來進(jìn)行成分和結(jié)構(gòu)分析。來進(jìn)行成分和結(jié)構(gòu)分析。MolecularsIonsDetectorSuccessful ion path Quadrupole Ion Analyzer Electron Impact Ionizer2022-5-340“軟電離軟電離”的特點(diǎn)的特點(diǎn)l分子電離時(shí)保留整個(gè)分子的完整性，不會(huì)形成分子電離時(shí)保留整個(gè)分子的完整性，不會(huì)形成碎片離子。碎片離子。l靈敏度高、快速、能同時(shí)提供樣品的精確分子靈敏度高、快速、能同時(shí)提供樣品的精確分子量和結(jié)構(gòu)信息、既可定性又可定量、并能有效量和結(jié)構(gòu)信息、既可定

21、性又可定量、并能有效地與各種色譜聯(lián)用來分析復(fù)雜體系。地與各種色譜聯(lián)用來分析復(fù)雜體系。 2022-5-341u基質(zhì)輔助激光解吸基質(zhì)輔助激光解吸/ /電離飛行時(shí)間質(zhì)譜電離飛行時(shí)間質(zhì)譜（matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry，MALDI-TOF MS） u電噴霧質(zhì)譜電噴霧質(zhì)譜（electrospray ionization mass spectrometry， ESI-MS） 主要質(zhì)譜類型主要質(zhì)譜類型2022-5-342鑒定和注釋蛋白質(zhì)的路線鑒定和注釋蛋白質(zhì)的路線 u通過肽質(zhì)譜指紋圖通過

22、肽質(zhì)譜指紋圖(peptide mass finger-printing,PMF)和數(shù)據(jù)庫搜尋匹配和數(shù)據(jù)庫搜尋匹配u通過測(cè)出樣品中部分肽段二級(jí)質(zhì)譜信息或通過測(cè)出樣品中部分肽段二級(jí)質(zhì)譜信息或氨基酸序列標(biāo)簽和數(shù)據(jù)庫搜尋匹配氨基酸序列標(biāo)簽和數(shù)據(jù)庫搜尋匹配2022-5-343Sample MS Spectrum2022-5-344典型二級(jí)質(zhì)譜圖2022-5-345肽質(zhì)譜指紋圖在數(shù)據(jù)庫中匹配不成功肽質(zhì)譜指紋圖在數(shù)據(jù)庫中匹配不成功的可能原因的可能原因l樣品量太少，樣品量太少，PMFPMF圖信噪比太低圖信噪比太低l2-DE2-DE膠上所取的一個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)并非單一蛋白質(zhì)膠上所取的一個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)并非單一蛋白質(zhì)l角蛋白

23、或其他蛋白質(zhì)的污染角蛋白或其他蛋白質(zhì)的污染l蛋白質(zhì)發(fā)生較多的轉(zhuǎn)譯后修飾，數(shù)據(jù)庫中未有記載蛋白質(zhì)發(fā)生較多的轉(zhuǎn)譯后修飾，數(shù)據(jù)庫中未有記載l所用胰蛋白酶質(zhì)量不夠好，蛋白酶自酶解片段多所用胰蛋白酶質(zhì)量不夠好，蛋白酶自酶解片段多 l未知的新蛋白質(zhì)未知的新蛋白質(zhì) l數(shù)據(jù)庫規(guī)模太小數(shù)據(jù)庫規(guī)模太小 2022-5-346l 組織切片或印片原位質(zhì)譜分析技術(shù)組織切片或印片原位質(zhì)譜分析技術(shù)l 兩級(jí)飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜（兩級(jí)飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜（MALDI-TOF/TOF）l 傅里葉轉(zhuǎn)換回旋共振質(zhì)譜（傅里葉轉(zhuǎn)換回旋共振質(zhì)譜（FTMS）l 表面增強(qiáng)激光解吸表面增強(qiáng)激光解吸/ /電離飛行時(shí)間質(zhì)譜電離飛行時(shí)間質(zhì)譜 （SELDI-TO

24、F-MS） 聯(lián)合技術(shù)精確鑒定蛋白質(zhì)聯(lián)合技術(shù)精確鑒定蛋白質(zhì) 2022-5-347 液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)（液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)（LC-MS/MS） 蛋白質(zhì)混合物通蛋白質(zhì)混合物通過液相色譜分離以代過液相色譜分離以代替替2-DE2-DE的分離的分離, ,然后然后進(jìn)入進(jìn)入MSMS系統(tǒng)獲得肽段系統(tǒng)獲得肽段分子量分子量, ,再通過串聯(lián)再通過串聯(lián)MSMS技術(shù)技術(shù), ,得到部分序得到部分序列信息列信息, ,最后通過計(jì)最后通過計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)查詢、鑒定。算機(jī)聯(lián)網(wǎng)查詢、鑒定。2022-5-348 根據(jù)蛋白質(zhì)帶電性及疏水性不同，根據(jù)蛋白質(zhì)帶電性及疏水性不同，用用MSMS分離多肽復(fù)合物。分離多肽復(fù)合物。 l多維色譜技術(shù)（多維色譜技術(shù)（LC/

25、LC-MS/MS）l多維蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)多維蛋白質(zhì)鑒定技術(shù) ( (multidimensional protein identification technology) ) 2022-5-349（四）蛋白質(zhì)組學(xué)研究的生物信息學(xué) 生物信息學(xué)是蛋白質(zhì)組學(xué)研究的一個(gè)不生物信息學(xué)是蛋白質(zhì)組學(xué)研究的一個(gè)不可缺少的部分?？扇鄙俚牟糠帧?l構(gòu)建和分析雙向凝膠電泳圖譜構(gòu)建和分析雙向凝膠電泳圖譜 l數(shù)據(jù)庫的搜索與構(gòu)建數(shù)據(jù)庫的搜索與構(gòu)建 2022-5-350蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫lSWISS-PROT: http:/www.expasy.ch/sprot/ 擁有目前世界上最大、種類最多的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫。擁有目

26、前世界上最大、種類最多的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫。lNRDB:http:/www.nrdb.co.uk/ldbEST:/lNCBI:/Genomes/lEMBL:/ lProsite：/prosite/lPDB：/pdb/目前應(yīng)用最普遍數(shù)據(jù)庫目前應(yīng)用最普遍數(shù)據(jù)庫2022-5-351secondary structure local spatial arrangementb-sheeta-helixp

27、rimary structure amino acid sequenceDRLEFIVTALLKPWN-terminusC-terminustertiary structure protein foldingquaternary structure multimeric complexes二、蛋白質(zhì)功能模式的研究方法2022-5-352結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學(xué)（結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學(xué)（Structural Proteomics）2022-5-353（一）蛋白質(zhì)翻譯后修飾的研究l糖基化、乙酰化、甲基化、羧基化糖基化、乙酰化、甲基化、羧基化 l二硫鍵配對(duì)、焦谷氨酸化二硫鍵配對(duì)、焦谷氨酸化 l蛋白質(zhì)降解蛋白質(zhì)降解20

28、22-5-354（二）蛋白質(zhì)相互作用研究技術(shù)l生命的基本過程是不同功能蛋白質(zhì)在時(shí)空上生命的基本過程是不同功能蛋白質(zhì)在時(shí)空上有序和協(xié)同作用有序和協(xié)同作用 l新陳代謝以蛋白質(zhì)復(fù)合體或多蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)新陳代謝以蛋白質(zhì)復(fù)合體或多蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)同作用實(shí)現(xiàn) l細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及病原體感染和免疫反應(yīng)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及病原體感染和免疫反應(yīng) 2022-5-355l19891989年年Field 和和Song等人在酵母細(xì)胞中設(shè)計(jì)的分析等人在酵母細(xì)胞中設(shè)計(jì)的分析蛋白質(zhì)相互作用的方法。蛋白質(zhì)相互作用的方法。l真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄激活因子真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄激活因子( (GAL4) )的結(jié)構(gòu)和活性特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和活性特點(diǎn)為基礎(chǔ)的。為基礎(chǔ)的。

29、lN端含端含NLS和與酵母和與酵母GAL1基因啟動(dòng)子上游激活序列基因啟動(dòng)子上游激活序列( (UASG) )結(jié)結(jié)合的結(jié)構(gòu)域。合的結(jié)構(gòu)域。lC端含端含GAL1轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域1.1.酵母雙雜交系統(tǒng)酵母雙雜交系統(tǒng)（yeast two-hybrid system） 2022-5-356系統(tǒng)構(gòu)建系統(tǒng)構(gòu)建l分別構(gòu)建含分別構(gòu)建含GAL4 BD 和和AD 的兩個(gè)酵母融的兩個(gè)酵母融合蛋白表達(dá)載體；合蛋白表達(dá)載體；l建立含特殊基因型、適用于雙雜交體分析建立含特殊基因型、適用于雙雜交體分析的酵母菌株。的酵母菌株。 2022-5-357酵母雙雜交（酵母雙雜交（Yeast Two-Hybrid）2022-5-358主要特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)主要特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)l使蛋白質(zhì)表現(xiàn)型和基因型相聯(lián)系使蛋白質(zhì)表現(xiàn)型