proteomics蛋白质组学【参考】.doc

proteomics 1.translational analysis:proteomics 1.1蛋白质组学绪论 1.1.1.什么是蛋白质 蛋白质组 “Proteome”一词源于“PROTEin”与“genOME”的杂合.是指“由一个基因组所表达的全套蛋白质。” 蛋白质组学 Proteomics ：是以蛋白质组为研究对象，从整体水平上分析一个有机体、细胞或组织的蛋白质组成及其活动规律的科学。 1.1.2.蛋白质组学的产生 基因组学的局限性： (1). 一个基因并不止存在一个相应的蛋白质 人类约有2万5千个基因，却有1百万种蛋白分子 .mRNA的表达丰度与蛋白质丰度相关性并不好。 mRNA的表达水平不能完全反映蛋白质的表达水平 . 蛋白质组能动态反映生物系统所处的状态 细胞周期的特定时期；分化的不同阶段；对应的生长和营养状况、温度、应激和病理状态 因此，蛋白质是生理功能的执行者，是生命现象的直接体现着，对蛋白质结构和功能的研究将直接阐明生命在生理或病理条件下的变化机制。 1.1.3.蛋白质组学的主要研究内容 蛋白质表达时空、蛋白质翻译后修饰、蛋白相互作用、蛋白质的分离与鉴定、蛋白质功能、药物靶分子。 1.1.4 蛋白质组学研究的技术方法 表达蛋白质组学、功能蛋白质组学、蛋白质组生物信息学、结构蛋白质组学 1.表达蛋白质组学：1.蛋白质提取技术：一步法、分布提取法 2. 蛋白质分离技术: 一维电泳分离技术（SDS） 双向电泳技术（2-DE） 荧光差异显示凝胶电泳（DIGE） 毛细管电泳 色谱分离技术… 3.蛋白质鉴定技术： 蛋白质N端测序（Edman降解法）、 质谱技术 2功能蛋白质组学：1.生物信息学分析：2. 全基因组的蛋白质标签3.基因敲除或删除 4.酵母双杂交5.蛋白质芯片6.蛋白质翻译后修饰 1.2 双向电泳技术 1.2.1 双向电泳技术的原理 原理：根据蛋白质的两个一级属性：等电点和相对分子量的特异性，将蛋白质混合物在第一个方向上按照等电点高低进行分离（等点聚焦），在第二个方向上按照分子质量大小进行分离(SDS)。 第一向：等电聚焦 第二向：SDS 1.2.2 双向电泳的操作流程 样品制备2.固相预制胶条的水化。3.第一向等电聚焦4.胶条的平衡 5.从第一向转移到第二向6.第二向SDS电泳7.凝胶的染色及检测 8.图像分析 1.2.3 双向电泳存在的问题 低丰度蛋白的检测 检测的蛋白质点数不能包括细胞内所表达的所有蛋白 极酸和极碱性区蛋白的分离 高分子质量区蛋白的分离（100kDa的蛋白很难进入胶条） 膜蛋白的提取和有效分离 需要一种真正高通量的胶上蛋白鉴定技术 1.3 质谱技术 1.3.1 质谱的概念 质谱（ Mass Spectrometry）是将样品分子转化为运动的气态离子并按质荷比(M／Z)大小的差异来分离并检测离子的相对分子质量。 所得结果以图谱表达-质谱图（Mass Spectrum） 质谱能够提供的信息 ⑴ 相对分子质量 ⑵ 分子式(样品的元素组成) ⑶ 鉴定某些官能团 ⑷ 分子结构信息 ⑸ 人机问答，给出可能的化合物 1.3.2 质谱的原理 质谱用于结构分析有点像： 1.3.3 质谱的组成 （1）离子源 将进样系统引入的气态样品分子转化成离子。离子源是质谱仪的心脏。 包括：（1）电喷雾源 ESI （2）基质辅助激光解析 MALDI （2）质量分析器 将离子源中生成的各种正离子按质荷比m／z分离。 质量分析器的主要类型有： （1）磁分析器 （2）飞行时间分析器 （3）四级杆分析器 （4）离子捕获分析器 （5）离子回旋共振分析器 1.3.4 蛋白质的鉴定： 肽质量指纹图谱,PMF 肽质量指纹图谱 (Peptide mass fingerprinting, PMF) 指蛋白质被酶切位点专一的蛋白酶水解后得到的肽片段质量图谱. 根据PMF检索数据库即可进行蛋白质的鉴定 肽序列标签 ，PST 肽序列标签(Peptide sequence tag, PST): 数据库检索鉴定蛋白质时,可读出的部分氨基酸序列结合此段序列前后的离子质量和肽段母离子质量,在数据库中查询的方法,或