蛋白質(zhì)組學(xué)與分析技術(shù)第一講

教學(xué)目的和要求教學(xué)對(duì)象：中國農(nóng)科院碩士研究生知識(shí)背景：要求選修該課的學(xué)生基本掌握有關(guān)生物化學(xué)、分子生物學(xué)、普通生物學(xué)等相關(guān)農(nóng)業(yè)學(xué)科的基本理論及實(shí)驗(yàn)方法。目的：通過農(nóng)業(yè)蛋白質(zhì)應(yīng)用技術(shù)與實(shí)踐學(xué)習(xí)掌握蛋白質(zhì)組學(xué)的基本概念和學(xué)習(xí)了解蛋白質(zhì)組學(xué)的現(xiàn)代分析技術(shù)。要求：通過課程的學(xué)習(xí)要求選修課程的學(xué)生熟知和掌握一個(gè)以上的蛋白質(zhì)組學(xué)的分析技術(shù)及方法，促進(jìn)蛋白質(zhì)分析技術(shù)在今后研究生科研工作中的運(yùn)用?，F(xiàn)在是1頁\一共有53頁\編輯于星期五課程重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)方法與教學(xué)設(shè)備要求：課堂講解及提問討論，多媒體教學(xué)與黑板書寫相結(jié)合重點(diǎn)：講授蛋白質(zhì)組學(xué)的基本理論所涉及的研究內(nèi)容（蛋白質(zhì)分離純化及制備）及分析技術(shù)（蛋白質(zhì)相互作用、液質(zhì)聯(lián)儀及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的分析技術(shù)）；難點(diǎn)：該課程內(nèi)容多所設(shè)及的分析技術(shù)面廣，有關(guān)儀器設(shè)備難以普及，實(shí)驗(yàn)費(fèi)用比較高目前不能安排相關(guān)試驗(yàn)課程，所以有關(guān)內(nèi)容比較抽象?，F(xiàn)在是2頁\一共有53頁\編輯于星期五課程內(nèi)容：蛋白質(zhì)組學(xué)主要講授內(nèi)容第一章蛋白質(zhì)組學(xué)概念一、蛋白質(zhì)組學(xué)概念二、蛋白質(zhì)組學(xué)研究與分析技術(shù)特點(diǎn)三、蛋白質(zhì)組學(xué)研究目的和意義四、蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)簡介五、蛋白質(zhì)組學(xué)與分析技術(shù)課參考書現(xiàn)在是3頁\一共有53頁\編輯于星期五第二章蛋白質(zhì)分離和提取的技術(shù)與方法一、蛋白質(zhì)的分離技術(shù)二、蛋白質(zhì)樣品的制備原則三、從生物樣品中抽提蛋白質(zhì)時(shí)需要考慮的幾個(gè)因素四、影響蛋白質(zhì)純化的因素五、蛋白純化技術(shù)六、蛋白質(zhì)的濃縮技術(shù)七、蛋白質(zhì)組學(xué)與分析技術(shù)課參考書現(xiàn)在是4頁\一共有53頁\編輯于星期五第三章蛋白質(zhì)電泳分析技術(shù)一、蛋白電泳類型二、2-DE電泳的蛋白樣品制備技術(shù)三、2-DE電泳技術(shù)三、2-DE分離后的蛋白檢測(cè)四、蛋白質(zhì)電泳圖像分析五、雙向凝膠電泳面臨的問題現(xiàn)在是5頁\一共有53頁\編輯于星期五第四章蛋白質(zhì)層析分析技術(shù)與方法一、吸附層析（AdsorptionChromatography）二、離子交換層析(IonExchangeChromatography，IEC)三、凝膠過濾層析(gelfiltrationchromatograpHy)四、親和層析(affinitychromatograpHy)五、聚焦層析(focusingchromatography)六、蛋白質(zhì)的分析制備七、高效液相層析與質(zhì)譜分析現(xiàn)在是6頁\一共有53頁\編輯于星期五第五章高效液相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用儀在蛋白質(zhì)組學(xué)中的應(yīng)用一、高效液相色譜發(fā)展歷史二、高效液相色譜的儀器組成、應(yīng)用及特點(diǎn)三、樣品的預(yù)處理技術(shù)四、高效液相色譜法的固定相和流動(dòng)相的選擇五、液相色譜法的蛋白質(zhì)分離六、高效液相色譜的定性分析七、高效液相色譜在蛋白質(zhì)研究中的應(yīng)用八、質(zhì)譜（MassSpectrometry，MS）現(xiàn)在是7頁\一共有53頁\編輯于星期五第六章PCR技術(shù)在蛋白質(zhì)組學(xué)中的應(yīng)用

一、PCR的發(fā)展概況二、PCR技術(shù)的基本原理三、PCR的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)四、PCR擴(kuò)增產(chǎn)物五、PCR循環(huán)的主要參數(shù)六、PCR相關(guān)技術(shù)現(xiàn)在是8頁\一共有53頁\編輯于星期五第七章基因文庫與cDNA文庫在蛋白質(zhì)中的應(yīng)用

一、基因文庫二、基因文庫的分析方法與技術(shù)三、cDNA文庫四、cDNA文庫的分析方法與技術(shù)現(xiàn)在是9頁\一共有53頁\編輯于星期五第八章基因芯片技術(shù)在蛋白質(zhì)組學(xué)中的應(yīng)用

一、基因芯片技術(shù)及應(yīng)用二、基因芯片操作流程圖三、基因芯片操作實(shí)例現(xiàn)在是10頁\一共有53頁\編輯于星期五第九章酵母雙雜交技術(shù)在蛋白質(zhì)組學(xué)中的應(yīng)用

一、酵母雙雜交的基本原理二、酵母雙雜交系統(tǒng)的應(yīng)用三、酵母雙雜交體系的實(shí)驗(yàn)程序四、酵母雙雜交系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)五、酵母雙雜交技術(shù)應(yīng)用的趨勢(shì)及展望現(xiàn)在是11頁\一共有53頁\編輯于星期五第十章基因敲除和RNA干擾技術(shù)在蛋白質(zhì)組學(xué)中應(yīng)用

一、基因敲除的原理二、基因敲除技術(shù)的分析與應(yīng)用三、RNA干擾原理四、RNA干擾技術(shù)的分析與應(yīng)用現(xiàn)在是12頁\一共有53頁\編輯于星期五第十一章蛋白質(zhì)表達(dá)系統(tǒng)的建立及應(yīng)用一、各種蛋白質(zhì)表達(dá)系統(tǒng)及其特點(diǎn)二、在大腸桿菌中表達(dá)蛋白三、問題探討四、蛋白質(zhì)在植物中的表達(dá)現(xiàn)在是13頁\一共有53頁\編輯于星期五第十二章蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能解析一、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能分析二、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的歷史回顧三、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀四、蛋白質(zhì)單晶的培養(yǎng)五、生物大分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定六、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的最新方法現(xiàn)在是14頁\一共有53頁\編輯于星期五參考書1、《蛋白質(zhì)組學(xué)導(dǎo)論》[美]D.C.利布萊爾.科學(xué)出版社2、《蛋白質(zhì)化學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)》.夏其昌，曾嶸.科學(xué)出版社3、《蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析：制備、鑒定與微量測(cè)定.》[德]RM坎普.科學(xué)出版社4、蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)驗(yàn)指南》（影印版）.[澳]R.J.辛普森5、《蛋白質(zhì)組學(xué)》[中]錢小紅賀福初.科學(xué)出版社6、《蛋白質(zhì)組學(xué)原理》[英]特懷曼.化學(xué)工業(yè)出版社7、《藥物研究中的蛋白質(zhì)組學(xué)》[美]哈馬馳科學(xué)出版社8、《植物基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)》[英]卡利斯化學(xué)工業(yè)出版社9、《基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)與疫苗》[意]格蘭迪10、《藥物蛋白質(zhì)組學(xué)》[中]郭葆玉人民衛(wèi)生出版社11、《基因組研究手冊(cè)基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、信息生物學(xué)、倫理學(xué)和法律問題》[加拿大]森森科學(xué)出版社12、《蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)組學(xué)：生命科學(xué)新視野2》[英]索倫森科學(xué)出版社13、《BayesianInferenceforGeneExpressionandProteomics基因表達(dá)與蛋白質(zhì)組學(xué)貝氏分析》MarinaVannucci14、《蛋白質(zhì)生物農(nóng)藥》[中]邱德文等.科學(xué)出版社現(xiàn)在是15頁\一共有53頁\編輯于星期五考試方式課程論文：20%，根據(jù)所學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)的概念和蛋白質(zhì)組學(xué)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用與蛋白質(zhì)組學(xué)的現(xiàn)代分析技術(shù)和研究方法結(jié)合個(gè)人的科學(xué)研究或設(shè)想提出一個(gè)蛋白質(zhì)組學(xué)分析技術(shù)的科學(xué)研究技術(shù)路線和主要研究內(nèi)容。平時(shí)成績：20%（課堂回答及出勤）期末考試（筆試）：60%現(xiàn)在是16頁\一共有53頁\編輯于星期五第一章蛋白質(zhì)組學(xué)的概念蛋白質(zhì)組學(xué)是研究與基因?qū)?yīng)的蛋白質(zhì)組的學(xué)科，蛋白質(zhì)組（proteome）一詞，源于蛋白質(zhì)（protein）與基因組（genome）兩個(gè)詞的雜合，意指“一種基因組所表達(dá)的全套蛋白質(zhì)”,即包括一種細(xì)胞乃至一種生物所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics）：MarcWilkins20世紀(jì)90年代早期提出的，有“基因組學(xué)”（genomics）和蛋白質(zhì)（protein）組合而成。蛋白質(zhì)組學(xué)的研究是生命科學(xué)進(jìn)入后基因時(shí)代的特征?，F(xiàn)在是17頁\一共有53頁\編輯于星期五90年代初期開始實(shí)施的人類基因組計(jì)劃，在經(jīng)過各國科學(xué)家近20年的努力下，已經(jīng)取得了巨大的成就。完成了人類基因的測(cè)序及二十余種模式生物（從大腸桿菌、釀酒酵母到線蟲）基因組全序列的測(cè)定工作?；虻谋磉_(dá)方式錯(cuò)綜復(fù)雜，同樣的一個(gè)基因在不同條件、不同時(shí)期可能會(huì)起到完全不同的作用。關(guān)于這些方面的問題，基因組學(xué)是無法回答的。所以，科學(xué)家們進(jìn)一步提出了后基因組計(jì)劃，蛋白質(zhì)組（proteome）研究是其中一個(gè)很重要的內(nèi)容。

現(xiàn)在是18頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)組學(xué)是后基因組時(shí)代功能基因組學(xué)研究的新興學(xué)科和熱點(diǎn)領(lǐng)域。目前，蛋白質(zhì)組學(xué)已從早期用雙向電泳和凝膠蛋白鑒定進(jìn)行蛋白質(zhì)表達(dá)譜研究擴(kuò)展到蛋白質(zhì)研究的幾乎所有方面，如蛋白質(zhì)相互作用、翻譯后修飾、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)胞內(nèi)移位等，可以理解為大規(guī)模研究蛋白質(zhì)相關(guān)問題的學(xué)科。現(xiàn)在是19頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)的特征蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。它是與生命及與各種形式的生命活動(dòng)緊密聯(lián)系在一起的物質(zhì)。蛋白質(zhì)占人體重量的16%-20%。蛋白質(zhì)是生物體中廣泛存在的一類生物大分子，由核酸編碼的α氨基酸之間通過α氨基和α羧基形成的肽鍵連接而成的肽鏈，經(jīng)翻譯后加工而生成的具有特定立體結(jié)構(gòu)的、有活性的大分子?，F(xiàn)在是20頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)氨基酸序列為蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸的排列順序，以及二硫鍵的位置。TLYMSPDYAATTLEGLFHThr-Leu-Tyr-Met-Ser-Pro-Asp-Tyr-Ala-Ala-Thr-Thr-Leu-Glu-Gly-Leu-Phe-His蘇氨酸－亮氨酸－酪氨酸－甲硫氨酸－絲氨酸－脯氨酸－天冬氨酸－酪氨酸－丙氨酸－丙氨酸－蘇氨酸－蘇氨酸－亮氨酸－谷氨酸－甘氨酸－亮氨酸－苯丙氨酸－組氨酸現(xiàn)在是21頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子局區(qū)域內(nèi)，多肽鏈沿一定方向盤繞和折疊的方式，主要為Beta折疊和Alpha螺旋結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是22頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上借助各種次級(jí)鍵卷曲折疊成特定的球狀分子結(jié)構(gòu)的空間構(gòu)象?，F(xiàn)在是23頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)：多亞基蛋白質(zhì)分子中各個(gè)具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的多肽鏈，以適當(dāng)?shù)姆绞骄酆纤纬傻牡鞍踪|(zhì)的三維結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在是24頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)組對(duì)應(yīng)于基因組的所有蛋白質(zhì)構(gòu)成的整體，不是局限于一個(gè)或幾個(gè)蛋白質(zhì)。同一基因組在不同細(xì)胞、不同組織中的表達(dá)情況各不相同。在空間和時(shí)間上動(dòng)態(tài)變化著的整體?，F(xiàn)在是25頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)組學(xué)（Proteomics）指應(yīng)用各種技術(shù)手段來研究蛋白質(zhì)組的一門新興科學(xué)；其目的是從整體的角度分析細(xì)胞內(nèi)動(dòng)態(tài)變化的蛋白質(zhì)組成成分、表達(dá)水平與修飾狀態(tài)，了解蛋白質(zhì)之間的相互作用與聯(lián)系，揭示蛋白質(zhì)功能與細(xì)胞生命活動(dòng)規(guī)律。現(xiàn)在是26頁\一共有53頁\編輯于星期五功能蛋白質(zhì)組學(xué)（functionalproteomics）功能蛋白質(zhì)組：細(xì)胞在一定階段或與某一生理現(xiàn)象相關(guān)的所有蛋白質(zhì)。介于對(duì)個(gè)別蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)蛋白質(zhì)化學(xué)研究和以全部蛋白質(zhì)為研究對(duì)象的蛋白質(zhì)組學(xué)之間。從局部入手研究蛋白質(zhì)組的各個(gè)功能亞群體；將多個(gè)亞群體組合起來，逐步描繪出接近于生命細(xì)胞的“全部蛋白質(zhì)”的蛋白質(zhì)組圖譜?，F(xiàn)在是27頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)組學(xué)強(qiáng)調(diào)的是針對(duì)蛋白質(zhì)的一個(gè)整體思路，蛋白質(zhì)組學(xué)自其出現(xiàn)起，就有兩種研究策略。一種可稱為“窮盡法”或“竭澤法”，即采用高通量的蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)，力圖查清生物體內(nèi)一切蛋白質(zhì)，這種大規(guī)模系統(tǒng)性的策略較為符合蛋白質(zhì)組學(xué)的本質(zhì)。另一種策略是“差異法”（也稱為“功能法”）它著重于尋找和篩選任何有意義的因素引起的不同樣本之間的差異蛋白質(zhì)譜，試圖揭示細(xì)胞對(duì)此因素的反應(yīng)途徑、進(jìn)程與本質(zhì)，同時(shí)獲得對(duì)某些關(guān)鍵蛋白的認(rèn)識(shí)和功能分析。這種方法更趨向于把蛋白質(zhì)組學(xué)作為研究生命現(xiàn)象的手段和方法，技術(shù)上具有更高的可實(shí)現(xiàn)性，是目前蛋白質(zhì)組學(xué)在應(yīng)用上最具前景的領(lǐng)域?，F(xiàn)在是28頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)組學(xué)的研究內(nèi)容主要有兩個(gè)方面結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學(xué)和功能蛋白質(zhì)組學(xué)；結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學(xué)主要是蛋白質(zhì)表達(dá)模式的研究，包括蛋白質(zhì)氨基酸序列分析及空間結(jié)構(gòu)的解析，蛋白質(zhì)表達(dá)模式的研究室蛋白質(zhì)組學(xué)研究的基礎(chǔ)內(nèi)容，主要研究特定條件下某一細(xì)胞或組織的所有蛋白質(zhì)的表征問題；功能蛋白質(zhì)組學(xué)主要是蛋白質(zhì)功能模式的研究，包括蛋白質(zhì)的功能和蛋白質(zhì)間的相互作用。蛋白質(zhì)的功能模式的研究是蛋白質(zhì)組學(xué)研究的最終目標(biāo)，目前主要集中在蛋白質(zhì)組相互作用網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的研究，它是要揭示蛋白質(zhì)組成員間的相互作用、相互協(xié)調(diào)的關(guān)系，并深層次了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的相互關(guān)系，以及基因的結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系。現(xiàn)在是29頁\一共有53頁\編輯于星期五978Cell136,March6,2009現(xiàn)在是30頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)組學(xué)與分析技術(shù)特點(diǎn)

蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展既是技術(shù)所推動(dòng)的也是受技術(shù)限制的。蛋白質(zhì)組學(xué)研究成功與否，很大程度上取決于其技術(shù)方法水平的高低。蛋白質(zhì)研究技術(shù)遠(yuǎn)比基因技術(shù)復(fù)雜和困難。不僅氨基酸殘基種類遠(yuǎn)多于核苷酸殘基（20/4）,而且蛋白質(zhì)有著復(fù)雜的翻譯后修飾，如磷酸化和糖基化等，給分離和分析蛋白質(zhì)帶來很多困難。此外，通過表達(dá)載體進(jìn)行蛋白質(zhì)的體外擴(kuò)增和純化也并非易事，從而難以制備大量的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)組學(xué)的興起對(duì)技術(shù)有了新的需求和挑戰(zhàn)。蛋白質(zhì)組的研究實(shí)質(zhì)上是在細(xì)胞水平上對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行大規(guī)模的平行分離和分析，往往要同時(shí)處理成千上萬種蛋白質(zhì)。因此，發(fā)展高通量、高靈敏度、高準(zhǔn)確性的研究技術(shù)平臺(tái)是現(xiàn)在乃至相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的主要任務(wù)。

現(xiàn)在是31頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)組學(xué)與分析技術(shù)特點(diǎn)內(nèi)容多：蛋白質(zhì)組作圖、蛋白質(zhì)組成分鑒定、蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫構(gòu)建、新型蛋白質(zhì)發(fā)掘、蛋白質(zhì)差異顯示、同工體比較、基因產(chǎn)物識(shí)別、基因功能鑒定、基因調(diào)控機(jī)制分析、細(xì)胞周期、細(xì)胞分化與發(fā)育、腫瘤發(fā)生與發(fā)展、環(huán)境反應(yīng)與調(diào)控、物種進(jìn)化、新型藥物靶分子、人體病理介導(dǎo)分子、病原菌毒性成分、植物信號(hào)識(shí)別、植物誘導(dǎo)抗性、免疫增產(chǎn)激發(fā)子、抗蟲蛋白晶體、植物病害毒素、植物致病相關(guān)蛋白等等。分析技術(shù)面廣：氨基酸組分、序列測(cè)定；SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳；毛細(xì)管電泳；高效液相色譜；質(zhì)譜；液質(zhì)聯(lián)儀；毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用；雙向凝膠電泳；蛋白質(zhì)芯片；蛋白質(zhì)生物信息學(xué)；蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能；園二色譜；X光衍射；高能輻射；蛋白質(zhì)雜交技術(shù)；蛋白質(zhì)酶學(xué)技術(shù)?，F(xiàn)在是32頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)組學(xué)與分析技術(shù)特點(diǎn)分析技術(shù)面廣：氨基酸組分、序列測(cè)定；SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳；毛細(xì)管電泳；高效液相色譜；質(zhì)譜；液質(zhì)聯(lián)儀；毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用；雙向凝膠電泳；蛋白質(zhì)芯片；蛋白質(zhì)生物信息學(xué)；蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能；園二色譜；X光衍射；高能輻射；蛋白質(zhì)雜交技術(shù)；蛋白質(zhì)酶學(xué)技術(shù)?，F(xiàn)在是33頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)組學(xué)研究的最終目標(biāo)

闡明生命細(xì)胞進(jìn)行代謝、信號(hào)傳導(dǎo)和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的組織結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)，并理解這些網(wǎng)絡(luò)如何在病理中失去功能，又如何通過干預(yù)如藥物和基因改變它們的功能。幾乎所有的生理和病理過程，以及藥物和環(huán)境因子的作用都依賴于蛋白質(zhì)，并引起蛋白質(zhì)的變化。反之，對(duì)蛋白質(zhì)組變化的分析也能提供對(duì)上述過程或結(jié)果的重要信息。蛋白質(zhì)組的研究不僅為生命活動(dòng)規(guī)律提供物質(zhì)基礎(chǔ)，探索生命奧秘也為某些疾病發(fā)生發(fā)展機(jī)理的闡明和解決途徑提供理論根據(jù)。

現(xiàn)在是34頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)組學(xué)研究的意義

隨著大量DNA序列數(shù)據(jù)的不斷涌現(xiàn)，人們意識(shí)到僅僅靠基因組的序列來試圖闡明生命現(xiàn)象是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。蛋白質(zhì)本身的存在形式和活動(dòng)規(guī)律，如翻譯后修飾、蛋白質(zhì)間相互作用以及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)等問題，必須要依賴于對(duì)蛋白質(zhì)組學(xué)的研究來解決。蛋白質(zhì)組學(xué)使我們從綜合和總體的角度，在分子水平上來研究和把握生命現(xiàn)象，這對(duì)于理解生命現(xiàn)象的本質(zhì)，對(duì)于生命科學(xué)的每一個(gè)分支都將起到強(qiáng)有力的推動(dòng)作用。任何一種疾病在表現(xiàn)出可察覺的癥狀之前，就已經(jīng)有一些蛋白質(zhì)發(fā)生了變化。因此尋找各種疾病的關(guān)鍵蛋白和標(biāo)志蛋白，對(duì)于疾病的診斷、病理的研究和藥物的篩選都具有重要意義。

現(xiàn)在是35頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)組學(xué)前景展望

隨著技術(shù)和方法的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，蛋白質(zhì)組學(xué)研究將在揭示諸如生長、發(fā)育和代謝調(diào)控等生命活動(dòng)規(guī)律上有所突破，最終也將成為人類重大疾病機(jī)制闡明和診斷、防治中的有力武器。病原體基因組和蛋白質(zhì)組的研究，將為開發(fā)新的抗菌素提供理論依據(jù)。在惡性腫瘤方面，它從蛋白質(zhì)整體的水平上研究惡性腫瘤的發(fā)病機(jī)制，從而使攻克癌癥這一難關(guān)成為可能。在農(nóng)業(yè)上，育種也將從現(xiàn)在的通過個(gè)別基因的轉(zhuǎn)移改進(jìn)個(gè)別性能，使整體性能達(dá)到改善。在新藥的開發(fā)上，它作為好的指導(dǎo)思想，可以加快藥物專一作用靶點(diǎn)的探測(cè)速度，增加新藥臨床試驗(yàn)通過率。目前已有數(shù)十種蛋白質(zhì)芯片系統(tǒng)問世，為蛋白質(zhì)組學(xué)研究提供了強(qiáng)有力的手段。

現(xiàn)在是36頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)本身在今后數(shù)年仍將快速發(fā)展，而且會(huì)向更高的自動(dòng)化方向發(fā)展。蛋白質(zhì)組學(xué)將推動(dòng)對(duì)農(nóng)作物抗病蟲性、抗逆性、藥物分子機(jī)制和人類疾病本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，協(xié)助解決復(fù)雜農(nóng)作物病蟲害、獸醫(yī)、動(dòng)植物免疫和人類疾病包括腫瘤的預(yù)防、診斷、治療和農(nóng)作物病蟲害的預(yù)側(cè)預(yù)報(bào)等問題發(fā)揮更重要的作用?，F(xiàn)在是37頁\一共有53頁\編輯于星期五1.蛋白質(zhì)作為人類食物主要營養(yǎng)成分存在于不同的農(nóng)作物中；2.蛋白質(zhì)在植物生活中具有不同生物學(xué)功能（細(xì)胞調(diào)亡和細(xì)胞器）；3.蛋白質(zhì)作為酶在植物生長代謝中起作重要的作用；4.蛋白質(zhì)作為生物信號(hào)傳導(dǎo)的受體對(duì)外界信號(hào)在植物生活中進(jìn)行傳導(dǎo)；5.植物中某些蛋白具有抗病蟲的生物功能；6.蛋白質(zhì)及多肽能誘導(dǎo)植物抗逆性，促進(jìn)植物生長和提高作物品質(zhì)；蛋白質(zhì)組學(xué)與農(nóng)業(yè)的科學(xué)實(shí)踐現(xiàn)在是38頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)

蛋白質(zhì)組研究中的樣品制備蛋白質(zhì)組研究中的樣品分離和分析：雙向凝膠電泳的方法將各種蛋白質(zhì)區(qū)分開來是一種很有效的手段；質(zhì)譜技術(shù)是目前蛋白質(zhì)組研究中發(fā)展最快，也最具活力和潛力的技術(shù)。它通過測(cè)定蛋白質(zhì)的質(zhì)量來判別蛋白質(zhì)的種類?，F(xiàn)在是39頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)組研究的新技術(shù)

做過雙向凝膠電泳的人一定會(huì)抱怨它的繁瑣、不穩(wěn)定和低靈敏度等缺點(diǎn)。發(fā)展可替代或補(bǔ)充雙向凝膠電泳的新方法已成為蛋白質(zhì)組研究技術(shù)最主要的目標(biāo)。目前，二維色譜(2D-LC)、二維毛細(xì)管電泳(2D-CE)、液相色譜－毛細(xì)管電泳(LC-CE)等新型分離技術(shù)都有補(bǔ)充和取代雙向凝膠電泳之勢(shì)。另一種策略則是以質(zhì)譜技術(shù)為核心，開發(fā)質(zhì)譜鳥槍法(Shot-gun)、毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用(CE-MS)等新策略直接鑒定全蛋白質(zhì)組混合酶解產(chǎn)物。隨著對(duì)大規(guī)模蛋白質(zhì)相互作用研究的重視，發(fā)展高通量和高精度的蛋白質(zhì)相互作用檢測(cè)技術(shù)也被科學(xué)家所關(guān)注。此外，蛋白質(zhì)芯片的發(fā)展也十分迅速，并已經(jīng)在臨床診斷中得到應(yīng)用。

現(xiàn)在是40頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)組生物信息學(xué)

生物信息學(xué)的發(fā)展已給蛋白質(zhì)組研究提供了更方便有效的計(jì)算機(jī)分析軟件；特別值得注意的是蛋白質(zhì)質(zhì)譜鑒定軟件和算法發(fā)展迅速，如SWISS-PROT、Rockefeller大學(xué)、UCSF等都有自主的搜索軟件和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。最近發(fā)展的質(zhì)譜數(shù)據(jù)直接搜尋基因組數(shù)據(jù)庫使得質(zhì)譜數(shù)據(jù)可直接進(jìn)行基因注釋、判斷復(fù)雜的拼接方式。隨著基因組學(xué)的迅速推進(jìn)，會(huì)給蛋白質(zhì)組研究提供更多更全的數(shù)據(jù)庫。現(xiàn)在是41頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)組學(xué)發(fā)展趨勢(shì)

近年來蛋白質(zhì)組研究技術(shù)已被應(yīng)用到各種生命科學(xué)領(lǐng)域，如細(xì)胞生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)等。覆蓋了原核微生物、真核微生物、植物和動(dòng)物等范圍，涉及到各種重要的生物學(xué)現(xiàn)象，如信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞分化、蛋白質(zhì)折疊等等。

蛋白質(zhì)組學(xué)將成為尋找疾病分子標(biāo)記和藥物靶標(biāo)最有效的方法之一。在對(duì)癌癥、早老性癡呆等人類重大疾病的臨床診斷和治療方面蛋白質(zhì)組技術(shù)也有十分誘人的前景，目前國際上許多大型藥物公司正投入大量的人力和物力進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)方面的應(yīng)用性研究。

蛋白質(zhì)組學(xué)的研究方法將出現(xiàn)多種技術(shù)并存，各有優(yōu)勢(shì)和局限的特點(diǎn)，而難以象基因組研究一樣形成比較一致的方法。除了發(fā)展新方法外，更強(qiáng)調(diào)各種方法間的整合和互補(bǔ)，以適應(yīng)不同蛋白質(zhì)的不同特征。另外，蛋白質(zhì)組學(xué)與其它學(xué)科的交叉也將日益顯著和重要，這種交叉是新技術(shù)新方法的活水之源，特別是，蛋白質(zhì)組學(xué)與其它大規(guī)?？茖W(xué)如基因組學(xué)，生物信息學(xué)等領(lǐng)域的交叉，所呈現(xiàn)出的系統(tǒng)生物學(xué)（SystemBiology）研究模式，將成為未來生命科學(xué)最令人激動(dòng)的新前沿?，F(xiàn)在是42頁\一共有53頁\編輯于星期五研究蛋白質(zhì)相互作用的技術(shù)平臺(tái)

酵母雙雜交系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用

利用酵母雙雜交發(fā)現(xiàn)新的蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)的新功能利用酵母雙雜交在細(xì)胞體內(nèi)研究抗原和抗體的相互作用利用酵母雙雜交篩選藥物的作用位點(diǎn)以及藥物對(duì)蛋白質(zhì)之間相互作用的影響利用酵母雙雜交建立基因組蛋白連鎖圖（GenomeProteinLinkageMap）現(xiàn)在是43頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)組、蛋白質(zhì)組學(xué)及研究技術(shù)路線

蛋白質(zhì)鑒定：可以利用一維電泳和二維電泳并結(jié)合Western等技術(shù)，利用蛋白質(zhì)芯片和抗體芯片及免疫共沉淀等技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行鑒定研究。翻譯后修飾：很多mRNA表達(dá)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)要經(jīng)歷翻譯后修飾如磷酸化，糖基化，酶原激活等。翻譯后修飾是蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)功能的重要方式，因此對(duì)蛋白質(zhì)翻譯后修飾的研究對(duì)闡明蛋白質(zhì)的功能具有重要作用。蛋白質(zhì)功能確定：如分析酶活性和確定酶底物，細(xì)胞因子的生物分析/配基-受體結(jié)合分析?？梢岳没蚯贸头戳x技術(shù)分析基因表達(dá)產(chǎn)物-蛋白質(zhì)的功能。另外對(duì)蛋白質(zhì)表達(dá)出來后在細(xì)胞內(nèi)的定位研究也在一定程度上有助于蛋白質(zhì)功能的了解。Clontech的熒光蛋白表達(dá)系統(tǒng)就是研究蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)定位的一個(gè)很好的工具。對(duì)人類而言，蛋白質(zhì)組學(xué)的研究最終要服務(wù)于人類的健康，主要指促進(jìn)分子醫(yī)學(xué)的發(fā)展。如尋找藥物的靶分子。很多藥物本身就是蛋白質(zhì)，而很多藥物的靶分子也是蛋白質(zhì)。藥物也可以干預(yù)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用?，F(xiàn)在是44頁\一共有53頁\編輯于星期五蛋白質(zhì)組學(xué)研究與科學(xué)論文蛋白質(zhì)的提取、分離、純化、功能鑒定到獲得該蛋白的基因克?。ㄍ瓿纱T士論文）已知蛋白質(zhì)克隆、純化表達(dá)與功能驗(yàn)證及相關(guān)機(jī)理研究（Sci因子在2-3之間）新蛋白、新功能、新基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能研究、功能驗(yàn)證與作用機(jī)理（SCi因子3-5）。蛋白質(zhì)受體、信號(hào)傳導(dǎo)、蛋白質(zhì)相互作用及受體鑒定及功能驗(yàn)證和分子機(jī)理（Sci因子6-10）。現(xiàn)在是45頁\一共有53頁\編輯于星期五Pred:CCCHHCCCEEEECCCCCCCCCCCCCHHHHHHHCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC

AA:MSAVVSKNLFALLGNDEEDDTPKAPVKTVDKKVTHTTKRTGADEAPRSNAAAAGSRRGAG

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AA:TINTKGHVCVPLPWQQLEAVFATNPTLTMQRDTIQ富G(5215.5%),少C(10.3%)巻曲較多，與熱穩(wěn)定有直接關(guān)系。二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)現(xiàn)在是46頁\一共有53頁\編輯于星期五Activator1MLIYKDILTGDEIISDSYNLQEIDGVVYEADCTKINV-GGESFDTGANActiv