蛋白質(zhì)研究歷史和方法

1、關(guān)于蛋白質(zhì)的研究歷史與方法第一張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 蛋白質(zhì)研究的歷史回顧 蛋白質(zhì)是一類重要的生物大分子，protein字源出自希臘文，是“最原初的”，“第一重要的” 意思 19世紀(jì)30年代中期以前，認(rèn)識(shí)其化學(xué)元素組成情況及原子之間結(jié)合比例，即確定經(jīng)驗(yàn)性的分子式 第二張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月 1937年，A. W. k. Tiselius 建立了研究蛋白質(zhì)的移動(dòng)界面電泳(electrophoresis )方法, 于1948年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 1941年，A. J. P. Martin和R. L. M. Synge建立了分配層析(partition ch

2、romatography)技術(shù)，被授予1952年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 第三張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月The Nobel Prize in Chemistry 1948for his research on electrophoresis and adsorption analysis, especially for his discoveries concerning the complex nature of the serum proteinsArne W. K. Tiselius Uppsala University Uppsala, Sweden 1902 - 1971第四張

3、，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月The Nobel Prize in Chemistry 1952for their invention of partition chromatographyArcher J. P. MartinRichard L. M. Synge 1/2 of the prize1/2 of the prizeNational Institute for Medical Research London, United Kingdom Rowett Research Institute Bucksburn (Scotland), United Kingdom1910

4、 - 20021914 - 1994第五張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第六張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第七張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第八張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第九張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第十張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月 1953年，F(xiàn). Sanger利用紙層析和紙電泳技術(shù)第一次揭示出牛胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)了以后數(shù)千種蛋白質(zhì)序列分析的先聲，被授予1958年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 第十一張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月The Nobel Prize in Chemistry 1958for his wo

5、rk on the structure of proteins, especially that of insulinFrederick Sanger University of Cambridge Cambridge, United Kingdom 1918 - 第十二張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月The Nobel Prize in Chemistry 1980for his fundamental studies of the biochemistry of nucleic acids, with particular regard to recombinant-DNAfor

6、 their contributions concerning the determination of base sequences in nucleic acidsPaul Berg1/2 of the prizeStanford University Stanford, CA, USA1926 - Walter Gilbert Frederick Sanger1/4 of the prize 1/4 of the prize Harvard University, Biological Laboratories Cambridge, MA, USAMRC Laboratory of Mo

7、lecular Biology Cambridge, United Kingdom1932 - 1918 - 第十三張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月 J. C. Kendrew (1958)及M. F. Perutz (1960) 利用X射線技術(shù)解析了肌紅蛋白(myoglobin)和血紅蛋白(hemoglobin)的三維結(jié)構(gòu)，使人們第一次能夠洞察生物大分子的空間結(jié)構(gòu)，共同贏得了1962年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 第十四張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月The Nobel Prize in Chemistry 1962for their studies of the structures

8、 of globular proteins Max Ferdinand Perutz1/2 of the prizeMRC Laboratory of Molecular Biology Cambridge, United Kingdom1914 - 2002 John Cowdery Kendrew 1/2 of the prizeMRC Laboratory of Molecular Biology Cambridge, United Kingdom1917 - 1997 第十五張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月 20世紀(jì)70年代中后期，Gunter Blobel利用體外蛋白質(zhì)翻譯

9、系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞中很多分泌蛋白的跨膜方式，提出“信號(hào)假說”(signal hypothesis)，獲得了1998年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng) 第十六張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月 20世紀(jì)50年代后期，E. W.Sutherland發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)cAMP的存在，1971年被授予諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng) 70年代末80年代初， A. G. Gilman和M. Rodbell獨(dú)立發(fā)現(xiàn)G蛋白的存在，因此二人在1994年獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)“信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)”(signal transduction)第十七張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月The Nobel Prize in Physiology or Me

10、dicine 1994for their discovery of G-proteins and the role of these proteins in signal transduction in cellsAlfred G. GilmanMartin Rodbell1941 -1925 - 1998University of Texas, Southwestern Medical Center Dallas, TX, USA National Institute of Environmental Health Sciences Research Triangle Park, NC, U

11、SA 第十八張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月 60年代，P. Mitchell提出“化學(xué)滲透學(xué)說”，獲1978年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 70年代，P. D. Boyer提出“結(jié)合改變機(jī)制”；90年代，J. E. Walker測(cè)定ATP合酶的晶體結(jié)構(gòu)，他們共享了1997年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 揭示能量轉(zhuǎn)化機(jī)制第十九張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1993for contributions to the developments of methods within DNA-based chemistry Mi

12、chael Smith1944 -1932 - 2000La Jolla, CA, USA Kary B. Mullis University of British Columbia Vancouver, Canada for his invention of the polymerase chain reaction (PCR) methodfor his fundamental contributions to the establishment of oligonucleotide-based, site-directed mutagenesis and its development

13、for protein studies第二十張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月Nature 1998; 391: 806-811. Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans. 第二十一張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月What Roger Kornberg himself has now done is to describe how the genetic information is copied from DNA into what i

14、s called messenger-RNA 第二十二張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月Kornberg had described how genetic information is transferred from a mother cell to its daughters. 第二十三張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2007for their discoveries of principles for introducing specific gene modifications in

15、 mice by the use of embryonic stem cellsMario R. Capecchi Sir Martin J. Evans Oliver Smithies USA United Kingdom USA University of Utah Salt Lake City, UT, USA; Howard Hughes Medical Institute b. 1937(in Italy) Cardiff University Cardiff, United Kingdom b. 1941 University of North Carolina at Chapel

16、 Hill Chapel Hill, NC, USA b. 1925(in United Kingdom) 第二十四張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月The Nobel Prize in Chemistry 2008for the discovery and development of the green fluorescent protein, GFPOsamu Shimomura Martin Chalfie Roger Y. Tsien 1/3 of the prize 1/3 of the prize 1/3 of the prize USA USA USAMarine Bi

17、ological Laboratory (MBL) Woods Hole, MA, USA; Boston University Medical School Massachusetts, MA, USAb. 1928(in Kyoto, Japan)Columbia University New York, NY, USA b. 1947University of California San Diego, CA, USA; Howard Hughes Medical Instituteb. 1952 第二十五張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月The Nobel Prize in P

18、hysiology or Medicine 2008for his discovery of human papilloma viruses causing cervical cancerfor their discovery of human immunodeficiency virusHarald zur Hausen Franoise Barr-Sinoussi Luc Montagnier 1/2 of the prize 1/4 of the prize 1/4 of the prizeGermanyFranceFranceGerman Cancer Research Centre

19、Heidelberg, Germany b. 1936 Regulation of Retroviral Infections Unit, Virology Department, Institut PasteurParis, Franceb. 1947World Foundation for AIDS Research and PreventionParis, Franceb. 1932第二十六張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月化學(xué)獎(jiǎng)：/nobel/chemistry/chemistry.html /nobel_prize/chemistry/ 生理/醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)： /nobel/medi

20、cine/medicine.html /nobel_prizes/medicine/第二十七張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月Summary (1) 分離純化蛋白質(zhì) 測(cè)定蛋白質(zhì)分子質(zhì)量蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析蛋白質(zhì)生物學(xué)活性分析探索結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第二十八張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月Summary (2) 學(xué)科交叉分子生物學(xué)是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的學(xué)科 生化方法學(xué)是在不斷發(fā)展的 第二十九張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 蛋白質(zhì)樣品的提取目的蛋白的獲取直接從生物體內(nèi)獲取基因工程表達(dá)重組蛋白采用免疫學(xué)方法獲取相關(guān)抗體獲取蛋白質(zhì)的編碼序列 (cDNA)基因組測(cè)序基因組測(cè)序

21、進(jìn)行推導(dǎo)獲取部分肽段氨基酸序列捕獲相應(yīng)蛋白質(zhì)第三十張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月經(jīng)典的細(xì)胞蛋白質(zhì)分離純化流程由下述主要步驟組成：清洗組織或細(xì)胞裂解細(xì)胞離心除去膜組分等獲得可溶性蛋白質(zhì)離心、層析、電泳等進(jìn)一步純化獲取產(chǎn)物蛋白第三十一張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月一、細(xì)胞的破碎各種組織和細(xì)胞的常用破碎方法細(xì)胞破碎方法 組織種類 旋刀式勻漿 大多數(shù)動(dòng)、植物組織手動(dòng)式勻漿 柔軟的動(dòng)物組織高壓勻漿 細(xì)菌、酵母、植物細(xì)胞研磨 細(xì)菌、植物細(xì)胞高速珠磨 細(xì)胞混懸液酶溶 細(xì)菌、酵母去垢劑滲透 組織培養(yǎng)細(xì)胞有機(jī)溶劑滲透 細(xì)菌、酵母超聲破碎 細(xì)胞混懸液低滲裂解 紅細(xì)胞、細(xì)菌凍融裂解 培養(yǎng)細(xì)胞 第三十二張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月二、去污劑處理溶解膜蛋白 去污劑為雙極性(amphipathic)脂類分子，可在水中溶解。通常由