蛋白質組學試題整理 - 副本

1、蛋白質組學相關試題及答案1 Proteome(蛋白質組)：由一個細胞或者組織的基因組所表達的全部相應的蛋白質，稱為蛋白質組。Proteomics(蛋白質組學)：指應用各種技術手段來研究蛋白質組的一門新興學科，即研究細胞在不同生理或病理條件下蛋白質表達的異同，對相關蛋白質進行分類和鑒定。更重要的是蛋白質組學的研究要分析蛋白質間相互作用和蛋白質的功能.2. Mass Spectrometer（質譜儀）：質譜儀是一個用來測量單個分子質量的儀器，但實際上質譜儀提供的是分子的質量與電荷比（m/z or m/e）。分離和檢測不同同位素的儀器。即根據(jù)帶電粒子在電磁場中能夠偏轉的原理，按物質原子、分子或分子碎

2、片的質量差異進行分離和檢測物質組成的一類儀器。質譜儀最重要的應用是分離同位素并測定它們的原子質量及相對豐度。3. Proteome sample holographic preparation（蛋白組樣品的全息制備）：（1）keep protein information（2）adapted to separation and identification methods（3）different samples,different extraction.蛋白質樣品制備是蛋白質組研究的第一步，也是最關鍵的一步。因為這一步會影響蛋白質產(chǎn)量、生物學活性、結構完整性。因此要用最小的力量使細胞達到最大破

3、壞程度同時保持蛋白質的完整性。原則是，保持蛋白質的所有信息；選擇合適的分離和鑒定方法；對于不同的樣品要用不同的提取方法。4.Post translational modification(蛋白質翻譯后修飾)肽鏈合成的結束，并不一定意味著具有正常生理功能的蛋白質分子已經(jīng)生成。已知很多蛋白質在肽鏈合成后還需經(jīng)過一定的加工（processing）或修飾，由幾條肽鏈構成的蛋白質和帶有輔基的蛋白質，其各個亞單位必須互相聚合才能成為完整的蛋白質分子。5.De novo sequencing(從頭測序)unknow peptide從頭測序為蛋白質組研究提供了一種不用借助于任何蛋白質序列數(shù)據(jù)庫信息，直接解讀串

4、聯(lián)質譜數(shù)據(jù)的方法。其基本算法主要由4個部分組成：質譜圖的構建、離子類型的確定、測序算法以及打分算法。6.Tandem mass spectrometry(串聯(lián)質譜)串聯(lián)質譜法是指用質譜作質量分離的質譜方法。它還有幾種名稱，如質譜-質譜法、多級質譜法、二維質譜法和序貫質譜法。作用：1、誘導第一級質譜產(chǎn)生的分子離子裂解，有利于研究子離子和母離子的關系，進而給出該分子離子的結構信息。2、從干擾嚴重的質譜中抽取有用數(shù)據(jù)，大大提高質譜檢測的選擇性，從而能夠測定混合物中的痕量物質。 s7.Peptide mass fingerprint(肽指紋譜)peptide molecular weight肽指紋圖譜

5、，PMF，peptide mapping fingerprint,蛋白酶解后產(chǎn)生多個肽片斷，然后利用質譜（通常用MALDITOF）測量這些肽段的分子量，然后上網(wǎng)進行蛋白譜庫搜索，以確認此蛋白是何種蛋白，此為PMF。這些肽段就像蛋白的指紋一樣，有了這些肽段，就可以確認蛋白了。8. Collision-induced dissociation(CID)(碰撞誘導解離)：離子經(jīng)過電噴霧源在進入質量檢測器前，施加一定的電壓，使離子的運動速度大大提高，當離子與中性分子撞擊時，發(fā)生如下反應：A+N(A+)*B+C+D+9.Peptide sequence tag 肽序列標簽：將蛋白質進行酶切降解 做電噴霧

6、質譜產(chǎn)生包括多電荷峰在內的肽質量指紋譜，選擇有一定豐度的雙電荷峰經(jīng)氣體碰撞活化池碰撞后產(chǎn)生碎片，其中包含著結構信息，由這些信息可以推出蛋白質的某一肽段的部分氨基酸序列測定出的部分氨基酸序列和其序列兩段的質量稱為肽序列標簽。10. Post-source decay(源后衰變)：發(fā)生在離子源后的第一個無場區(qū)域，時間跨度為微秒；由于發(fā)生在無場區(qū)域，所以產(chǎn)生的不同片段離子和母離子保持同樣速度，用離子鏡反射，將片段離子和母離子分離，按質量大小排列可形成離子譜，稱為PSD譜11. Phage display technology（噬菌體展示技術）：To allow the presentation of

7、 large peptideand protein libraries on the surface of filamentous phage,which leads to the selection of peptides and proteins。噬菌體展示技術是一種基因表達產(chǎn)物和親和選擇相結合的技術，他以改構的噬菌體為載體，把待選基因片段定向插入噬菌體外殼蛋白質基因區(qū)，使外源多肽或蛋白質表達并展示于噬菌體表面，進而通過親和富集法表達有特異肽或蛋白質的噬菌體12.Neutral loss scan 中性丟失掃描：中性丟失掃描是三重四極桿串聯(lián)質譜儀所獨有的數(shù)據(jù)采集方式之一,它的主要工作原理是

8、一級質譜(MS1)和二級質譜(MS2)同時掃描,而MS2與MS1始終保持質量差m,最終的圖譜將顯示那些來自一級譜圖中通過裂解丟失中性碎片(m)的離子。13. Structural biology（結構生物學）：is a branch of molecular biology, biochemistry, and biophysics concerned with the molecular structure of biological macromolecules, especially proteins and nucleic acids, how they acquire the str

9、uctures they have, and how alterations in their structures affect their function. 以生物大分子的特定空間結構及結構的特定運動與其生物學功能的關系為基礎，闡明生命現(xiàn)象的學科。研究特殊分子的性質以及分子間的相互作用，如膜蛋白的拓撲學、蛋白質的二級結構中殘基的接近和移動以及蛋白質的三級折疊等。14. Protein-protein interaction（蛋白質互作）：（1）Proteins might interact for a long time to form part of a protein complex

10、（2）a protein may be carrying another protein （3）a protein may interact briefly with another protein just to modify it 蛋白質之間的相互作用。蛋白質之間的相互作用是蛋白質發(fā)揮調節(jié)作用的重要方式。15. Yeast Two-Hybrid Assays（酵母雙雜交分析）：a molecular biology technique used to discover protein-protein interactions by testing for physical interact

11、ions (such as binding) between two proteins 酵母雙雜交系統(tǒng)利用雜交基因通過激活報道基因的表達探測蛋白蛋白的相互作用。主要有二類載體: a 含DNA -binding domain的載體; b 含DNA-activating domain的載體。上述二類載體在構建融合基因時， 測試蛋白基因與結構域基因必須在閱讀框內融合。融合基因在報告株中表達， 其表達產(chǎn)物只有定位于核內才能驅動報告基因的轉錄。16. Matrix-assisted laser desorption/ionization基質輔助激光解吸電離技術 (MALDI)  是以激光脈沖照

12、射在固定于平面電極上的蛋白質分子，經(jīng)平行電場加速，再由質譜儀進行分析。以波長337nm的氮氣激光脈沖擊打固定于基質上的蛋白質分子，使得蛋白質從基質上游離并帶上微弱的正電荷。此時再經(jīng)由高能平行電場加速提高核質比，進入質譜儀進行分析，此方式能分析帶電量低的分子，以及含有許多不同種類分子的混合物17. Subproteomics:亞蛋白質組學Proteins located in subcellular structure亞細胞結構, such as membrane proteome 18. ICAT: Isotope-Coded Affinity Tags Determine differenc

13、es in protein expression by measuring relative TOF MS intensities of light vs. heavy MS/MS and sequence tag searching同位素標記的親和標簽（ICATs）是一種免費方法凝膠定量蛋白質組學上依賴化學標記試劑。 1 2這些化學探針元素一般包括三個：一組定義能夠反應標簽的氨基酸側鏈（例如， 碘乙酰胺修改半胱氨酸殘基），一同位素編碼的連接器和一個標簽（例如， 生物素肽）的蛋白質/親和隔離標記。 對于兩個蛋白質組定量比較，一個樣品的同位素標記

14、光（第0）探針和與同位素重（D8的）版本等。 為了盡量減少錯誤，然后合并兩個樣本）消化蛋白酶（如胰蛋白酶，并受到素 親和層析分離試劑標記同位素標記肽編碼。 然后分析這些肽是由液相色譜質譜 （LC - MS法）。 大規(guī)模的差異標記肽對信號強度的比率量化來確定兩個樣本的蛋白質的相對水平。19. iTRAQ TM: Reagent Labeling at Peptide Level iTRAQ TM is an stable isobaric labeling reagent, primarily from ABs (Applied Biosyste

15、ms/MDS Framingham, MA), and popularity used as a quantitative technique compatible with shotgun style proteome profiling experiments.問答題1、Describe the main steps ,principles and disadvantages of two-dimensional gel electroporesis?雙向電泳的主要步驟和原理，缺陷與面臨的挑戰(zhàn)是什么？主要步驟：樣品制備，雙向電泳，著色或印記，圖像分析，切除溶解，質譜分析，生物信息學鑒定原理

16、：雙向電泳的第一向是等電聚焦電泳，根據(jù)蛋白質的PI不同進行分離，第二向為變性聚丙烯酰胺凝膠電泳，根據(jù)分子量不同進行分離，樣品經(jīng)過電荷和質量兩次分離后，得到等電點和分子量的信息。缺陷和挑戰(zhàn)：（1）對低豐度蛋白質的檢測來說靈敏度不夠（2）對勞動密集性的工作/費力和費時的操作程序（3）不同實驗間蛋白質所在位置的漂移（4）不能全面代表膜蛋白或疏水蛋白的真實情況（5）某些蛋白質在等電聚焦緩沖液中低溶解度（6）蛋白質間著色的差異引致定量的誤差（7）堿性蛋白檢測難（8）特大分子量的蛋白質的檢測難（9）特小分子量的蛋白質的檢測難（10）蛋白質從1D電轉移到2D凝膠過程中的損失（11）某些蛋白質帶電荷的微不均一

17、性（12）易受污染（13）要求在變性的條件下進行2. Describe the main parts of biological mass spectrum instrument. Describe the principle and pplication of MALDI. 生物質譜儀主要有哪幾部分組成？基質輔助激光解析電離的主要原理是什么？適用于哪些方面？ 質譜儀有五個主要的系統(tǒng)：進樣系統(tǒng)、離子源系統(tǒng)、質量分析儀、離子探測器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。 MALDI可使熱敏感或不揮發(fā)的化合物由固相直接得到離子。待測物質的溶液與基質的溶液混合后蒸發(fā)，使分析物與基質成為晶體或半晶體，用一定波長的脈沖式激光進

18、行照射時，基質分子能有效的吸收激光的能量，使基質分子和樣品分子進入氣相并得到電離。MALDI適用于生物大分子，如肽類，核酸類化合物。可得到分子分離峰，無明顯碎片峰。此電離方式特別適合于飛行時間質譜計。3 Describe the difference and relationship between proteomics and genomics.論述蛋白質組學與基因組學的區(qū)別和聯(lián)系。 基因組蛋白質組1同一性：同一個體的基因組不論是在不同的發(fā)育階段或不同種類的細胞里都是一樣的；多樣性：對于不同類型的細胞或同一個細胞在不同的生理狀態(tài)下，蛋白質組的構成是不同的；2有限性：基因組無論大小，其核苷酸的

19、數(shù)量和序列是一定的，；對基因組序列的測定是一種“有限”的工作。無限性：由于細胞內大部分蛋白質存在翻譯后修飾，包括磷酸化、糖基化、?；?，很難確定蛋白質組的蛋白質數(shù)量；對蛋白質組的蛋白質種類的確定是一種“無限”的工作。3靜態(tài)：一個個體的基因組自個體誕生到死亡，始終保持不變；動態(tài)：個體的蛋白質組，作為新陳代謝的主要執(zhí)行者，在個體的生命活動中卻總是變動的； 4周期性：基因組通常位于細胞核內，比較穩(wěn)定，序列和功能一般不受空間的影響，但是在發(fā)育的不同階段和不同的細胞周期，mRNA的表達是不一樣的；空間性：不同的蛋白質分布在細胞的不同部位，它們的功能與其空間定位密切相關；許多蛋白質在細胞內不是靜止的，他

20、們常常在不同的亞細胞環(huán)境里運動而發(fā)揮作用5孤立行為：基因組表達的各種mRNA是彼此孤立的，互不干擾；相互作用：蛋白質組中的各種蛋白質卻是彼此間有著廣泛的相互作用。6單一手段：在基因組研究中，DNA測序技術是最基本和最主要的工具，因為基因組的均一性和簡單性使得一種單一的技術就能勝任基因組的研究任務；多種技術：在蛋白質組研究中，需要的研究技術遠遠不止一種，并且技術的難度也遠遠大于基因組的研究技術；蛋白質組研究技術可以簡單地分為兩大類：蛋白質組分離技術，蛋白質組的鑒定技術，其核心是質譜技術。 7在后基因組時代，蛋白質組研究和基因組研究依然是形影相隨的兩個重要領域，它們之間既為互相補充又能互相幫助，蛋

21、白質組的許多工作也離不開對基因組的研究。4. Describe the advantages of PF-2D over traditional protein separation technology.簡述與傳統(tǒng)的分離技術相比較，PF-2D的優(yōu)點。2-D GelPF-2D Tech.靈敏度低豐度蛋白質的檢測靈敏度不夠低豐度蛋白質的檢測靈敏度高進樣量微克級毫克級回收率40-45%90-95%時間/勞動強度勞動密集的工作/費力的操作程序快速/簡單/時間短自動化難/自動化設備昂貴容易自動化也可直接接MS分辨率較好，但重現(xiàn)性較差，一些蛋白分成幾點較差/但微小差異的分離較好/蛋白較完整分離的重現(xiàn)性較

22、差較好蛋白質的覆蓋面較窄/膜蛋白/疏水性蛋白/堿性蛋白難/特別大/特別小蛋白難較寬/極性/酸性/堿性等各種蛋白質分離/回收效果均較好定量的準確性差較好經(jīng)驗/污染更依靠經(jīng)驗/易污染簡單方便/不易污染蛋白質的狀態(tài)在凝膠中在溶液中/無SDS蛋白質的完整性變性/單亞基最完整/Intact Proteins5. What are the principles for protein sample preparation in 2-PE?please outline the interfering substances in the sample preparation.雙向電泳分析中的蛋白質樣品的制備原

23、則？影響樣品制備的主要干擾物質有哪些？制備原則：（1）要使用新鮮的樣品或者速凍（液氮或-70）保存的新鮮樣品（2）注意防止污染（3）在合適的鹽濃度下溶解所有的蛋白質，實驗具有重復性；（4）避免低溶解度蛋白（膜蛋白）在第一維等電聚焦時沉淀；（5）避免蛋白化學修飾（蛋白降解酶，尿素熱分解）（6）去除核酸，多糖，脂類和其它干擾物質；（7）目標蛋白在檢測限內，有時需要去除高豐度蛋白（8）處理步驟盡量少，操作過程要在低溫中進行，避免蛋白質的降解、修飾。制備原則：（1）保留蛋白質的信息（2）適用于分離和鑒定的方法（3）不同的樣品，不同的提取方法。（細胞、動物組織、植物組織、體液、質蛋白、膜蛋白、核蛋白、低豐度蛋白、目標蛋白）主要干擾物質：（1）鹽：（增加導電性，使得等點聚焦所需時間延長，出現(xiàn)電內滲現(xiàn)象（EEO），導致膠內不均勻的水分布（失水區(qū)和水過飽和區(qū)）（2）離子去污劑（SDS）：（影響第一維等點聚焦）（3）核酸：（通過靜電作用與蛋白結合，妨礙聚焦過程；可阻礙丙烯酰胺基質孔道）（4）脂類：（通過疏水作用與蛋白結合，影響等電點及分子量，蛋白-脂類復合物在水溶性溶液中不溶解）（5）多聚糖：（會阻礙丙烯酰胺基質孔道）（6）酚類復合物（植物）：通過氫鍵與蛋白結合6. describe the application value and prosped