蛋白質(zhì)組學(xué)簡介張幻燈片

6.蛋白質(zhì)組與蛋白質(zhì)組學(xué)（1）蛋白質(zhì)組：1994年提出，最早見于文獻(xiàn)是在1995年7月的“Electrophoresis”雜志上。指基因組表達(dá)的所有相應(yīng)的蛋白質(zhì)，也可說是指細(xì)胞或機(jī)體全部蛋白質(zhì)的存在及其活動方式。（2）蛋白質(zhì)組學(xué)：研究細(xì)胞內(nèi)全部蛋白質(zhì)的組成及其活動規(guī)律的科學(xué)。2023/3/171當(dāng)前1頁，總共24頁。7.蛋白質(zhì)組具有多樣性和可變性的特點（1）蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量在同一機(jī)體的不同細(xì)胞中是各不相同的。（2）同一細(xì)胞，在不同時期、不同條件下，蛋白質(zhì)組也是在不斷改變的。（3）在病理或治療過程中，細(xì)胞蛋白質(zhì)的組成及其變化與正常生理過程的也不同。2023/3/172當(dāng)前2頁，總共24頁。

細(xì)胞中的基因一般不是全部表達(dá),一個細(xì)胞大約只含有5～6千種不同的蛋白,其中80%的蛋白是維持生命所必需而為所有的細(xì)胞所共有,稱為“看家蛋白”。人體至少有250種不同的細(xì)胞,每一種細(xì)胞可能表達(dá)3～4百種自己特有的蛋白,所以人體擁有的總蛋白數(shù)可能要大于10萬種。2023/3/173當(dāng)前3頁，總共24頁。二、蛋白質(zhì)組學(xué)的研究內(nèi)容1.細(xì)胞或組織內(nèi)蛋白質(zhì)的表達(dá)模式及修飾（表達(dá)蛋白質(zhì)組學(xué)）：關(guān)鍵技術(shù)：2-D電泳2.蛋白質(zhì)的序列和高級結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學(xué)）：X-射線衍射分析（晶體結(jié)構(gòu)分析）、多維核磁共振波譜分析、電鏡二維晶體三維重構(gòu)術(shù)（電子晶體學(xué)）。2023/3/174當(dāng)前4頁，總共24頁。3.蛋白質(zhì)的胞內(nèi)分布及移位（細(xì)胞圖譜蛋白質(zhì)組學(xué)）：確定蛋白質(zhì)在亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的位置，通過純化細(xì)胞器或用質(zhì)譜儀鑒定蛋白復(fù)合物組成等。4.蛋白質(zhì)的功能模式（功能蛋白質(zhì)組學(xué)）：蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)及其與其他分子的相互作用2023/3/175當(dāng)前5頁，總共24頁。三、蛋白質(zhì)組研究的相關(guān)技術(shù)（一）研究細(xì)胞或組織內(nèi)蛋白質(zhì)表達(dá)模式的技術(shù)：

2-D電泳1.1975年，PatrickOˊFarrel發(fā)明了雙向凝膠電泳。2.操作（1）等電聚焦。（2）平衡膠條。（3）第二相SDS。2023/3/176當(dāng)前6頁，總共24頁。2023/3/177當(dāng)前7頁，總共24頁。2023/3/178當(dāng)前8頁，總共24頁。圖3蛋白質(zhì)微型電泳系統(tǒng)蛋白質(zhì)微型電泳系統(tǒng)2023/3/179當(dāng)前9頁，總共24頁。2023/3/1710當(dāng)前10頁，總共24頁。2023/3/1711當(dāng)前11頁，總共24頁。2023/3/1712當(dāng)前12頁，總共24頁。2023/3/1713當(dāng)前13頁，總共24頁。3.2-D膠上蛋白質(zhì)鑒定（1）早期Westernblot鑒定（2）Edman降解法鑒定（3）肽質(zhì)量指紋（peptide-massfingerprinting）技術(shù)鑒定（4）蛋白質(zhì)組信息學(xué)2023/3/1714當(dāng)前14頁，總共24頁。2D電泳→

Mass定序分析2023/3/1715當(dāng)前15頁，總共24頁。*二級結(jié)構(gòu)測定通常采用圓二色光譜(circulardichroism，CD)測定溶液狀態(tài)下的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)含量。-螺旋的CD峰有222nm處的負(fù)峰、208nm處的負(fù)峰和198nm處的正峰三個成分；而-折疊的CD譜不很固定。2023/3/1716當(dāng)前16頁，總共24頁。蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的研究方法(1)X-射線衍射法（X-raydiffractionmethod）(2)核磁共振（NMR）(3)光譜法（紅外光譜、紫外差光譜、熒光光譜）(4)旋光色散法（opticalrotatorydispersion,ORD）(5)園二色性（circulardichroism,CD）(6)氫同位素交換法2023/3/1717當(dāng)前17頁，總共24頁。X-射線衍射法簡單原理2023/3/1718當(dāng)前18頁，總共24頁。2.通過氨基酸序列知識去辨識和推引出其決定的三維結(jié)構(gòu)（1）用分子力學(xué)、分子動力學(xué)的方法，根據(jù)理化的基本原理，從理論上計算蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)。（2）通過對已知空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)進(jìn)行分析，找出一級結(jié)構(gòu)與空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系，總結(jié)出規(guī)律，用于新蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的預(yù)測。

2023/3/1719當(dāng)前19頁，總共24頁。電腦模擬蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能MoleculardynamicssimulationofProteinStructure&Function

2023/3/1720當(dāng)前20頁，總共24頁。（三）蛋白質(zhì)序列測定

1.蛋白質(zhì)直接測序的用途

2.肽序列分析的基本步驟：（1）分析已純化蛋白質(zhì)氨基酸殘基的組成。（2）測定頭尾氨基酸。（3）把肽鏈水解成片段，分別進(jìn)行分析，得到肽圖。（4）Edman降解2023/3/1721當(dāng)前21頁，總共24頁。（四）研究蛋白質(zhì)胞內(nèi)分布及移位的方法1.分別收集細(xì)胞不同區(qū)域內(nèi)蛋白質(zhì)，然后進(jìn)行2-D電泳和蛋白質(zhì)鑒定。不能采用離心的方法獲取各組分蛋白，而用順序抽提亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的方法。2.將胞內(nèi)特定蛋白質(zhì)進(jìn)行熒光標(biāo)記，然后在熒光顯微鏡下進(jìn)行觀察蛋白質(zhì)移位。2023/3/1722當(dāng)前22頁，總共24頁。四、蛋白質(zhì)組學(xué)研究的應(yīng)用1.用于尋找疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)：標(biāo)志物。

理想的腫瘤標(biāo)志物對單個腫瘤應(yīng)該具有高度特異性和靈敏度,與其他的病理狀態(tài)無關(guān),如與白血病相關(guān)的融合蛋白。然而,這樣高度特異性和靈敏度的標(biāo)志物是極少的.2023/3/1723當(dāng)前23頁，總共24頁。

癌胚抗原(ＣＥＡ)和甲胎蛋白(ＡＦＰ)是相對特異的腫瘤標(biāo)志物,其中ＡＦＰ被廣泛用于肝細(xì)胞癌的診斷,但在睪丸癌或卵巢癌的病人血清中ＡＦＰ通