蛋白質(zhì)組學(xué)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)3課件

蛋白質(zhì)組學(xué)的應(yīng)用

與發(fā)展趨勢(shì)

小組成員：張維旭馬國(guó)軍楊億主講人：馬國(guó)軍

（一）、蛋白質(zhì)組學(xué)的應(yīng)用

1、在臨床疾病中的應(yīng)用1.1在腫瘤方面的應(yīng)用惡性腫瘤的發(fā)生主要是由于相關(guān)基因發(fā)生突變，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的空間構(gòu)成翻譯后被修飾發(fā)生改變，造成細(xì)胞周期失控，細(xì)胞凋亡機(jī)制紊亂，細(xì)胞轉(zhuǎn)移能力提高等方面的異常。蛋白質(zhì)組學(xué)可以分析、鑒定細(xì)胞同腫瘤細(xì)胞的蛋白差異，對(duì)疾病的診斷、治療、預(yù)后評(píng)估提供有用的信息。1.3在神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面的應(yīng)用

隨著我國(guó)人口老齡化的到來，老年病尤其是老年性神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病率日趨升高，臨床上主要有阿爾茨海默癥（AD）帕金森癥等，臨床上尚未找到特效的治療方法．也很難抓住良好的治療時(shí)機(jī)。1.3在神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面的應(yīng)用

2在微生物蛋白質(zhì)組學(xué)中的應(yīng)用2.1病毒微生物蛋白質(zhì)組學(xué)由于病毒微生物與感染性疾病密切相關(guān)，研究這些致病微生物的蛋白質(zhì)組學(xué)對(duì)于了解其毒性因子、抗原以及疫苗的制備非常重要。在已完成基因組測(cè)序的47種致病蘇白及其菌株中，有14種已進(jìn)行過蛋白質(zhì)組研究，其中對(duì)大腸埃希菌、流感嗜血桿菌、結(jié)合分支桿菌等三種菌還進(jìn)行過模式菌和臨床病菌的差異蛋白質(zhì)組比較研究2.1.1遺傳與變異方面的研究

遺傳與變異方面的研究主要是通蛋白質(zhì)研究結(jié)果與基因組預(yù)測(cè)的（開放閱讀框）ORF相比較來校正基因組的研究結(jié)果。蛋白質(zhì)組的研究結(jié)果可以對(duì)基因組的研究結(jié)果起到補(bǔ)充和修正的作用，而且通過同一致病菌不同菌株的蛋白質(zhì)研究，可以對(duì)病株進(jìn)行分類。2.1.2病原菌致病機(jī)理及毒力因子的研究

通過在整體水平上比較病原菌和非致病菌的蛋白質(zhì)譜，以及在各種環(huán)境下致病菌毒力和蛋白質(zhì)譜的變化，可以發(fā)現(xiàn)致病株的毒力調(diào)控機(jī)制和毒力因子。2.1.3研究宿主和微生物的相互關(guān)系，尋找免疫靶點(diǎn)，開發(fā)新型疫苗

蛋白質(zhì)組研究方法與免疫雜交方法相結(jié)合的研究已廣泛應(yīng)用于宿主對(duì)病原菌的體液和細(xì)胞免疫應(yīng)答研究中，并形成了蛋白質(zhì)的一個(gè)新的分支——免疫蛋白質(zhì)組。通過細(xì)菌蛋白質(zhì)組與宿主多克隆血清的雜交反應(yīng)，可以發(fā)現(xiàn)新的抗原決定因子群，以用于疫苗開發(fā)和診斷分析。2.1.4藥物抗性的研究

通過抗性菌株與敏感菌株的差異蛋白質(zhì)組研究，可以對(duì)細(xì)菌耐藥機(jī)制進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)抗藥性相關(guān)因子，為新藥研究提供線索。2.1.5抗菌藥物的開發(fā)

首先是通過分析細(xì)菌對(duì)抗菌藥物有不同反應(yīng)的菌株的蛋白質(zhì)組可以尋找新的抗菌藥物，篩選靶點(diǎn)和模式。而利用一組作用位點(diǎn)類似的抗菌藥物可以篩選出與該類藥物相應(yīng)的標(biāo)志物和作用模式，確定的標(biāo)志物和作用模式又可用于篩選新的候選藥物或用于確證一些新的化合物的真實(shí)作用機(jī)制和位點(diǎn)。2.2模式微生物蛋白質(zhì)組學(xué)后基因組時(shí)代典型的模式生物具有適用于各種遺傳學(xué)研究方法、傳代時(shí)間短、有雄厚的研究基礎(chǔ)的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于生物學(xué)問題的簡(jiǎn)單化研究，因而模式微生物蛋白質(zhì)組研究也是微生物蛋白質(zhì)組研究的一個(gè)重要方面。工作重點(diǎn)在于建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學(xué)、蛋白質(zhì)表達(dá)與調(diào)控、蛋白質(zhì)復(fù)合物和蛋白質(zhì)相互作用研究等方面。研究最廣泛的模式微生物是原核的大腸桿菌和真核的酵母菌（包括釀酒酵母和裂殖酵母).

3在植物研究中的應(yīng)用3.1植物生理蛋白質(zhì)組學(xué)植物生理蛋白質(zhì)組學(xué)對(duì)于更好地了解非生物脅迫的傷害機(jī)制、植物對(duì)非生物環(huán)境的適應(yīng)機(jī)制、生物之間的相互作用機(jī)制、植物激素的調(diào)節(jié)作用等有重要意義。Renaut等于2004年對(duì)歐洲山楊低溫下適應(yīng)反應(yīng)的蛋白質(zhì)研究表明,低溫誘導(dǎo)一系列伴侶蛋白、應(yīng)激蛋白、解毒酶和信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)蛋白質(zhì)含量增加或重新合成,而細(xì)胞壁和功能相關(guān)的蛋白質(zhì)減少。3.1植物生理蛋白質(zhì)組學(xué)

ChristianL等于2005年為了研究NO信號(hào)分子在植物中的調(diào)節(jié)作用,采用蛋白質(zhì)組學(xué)研究的方法對(duì)由NO處理后的擬南芥【Arabidopsisthaliana(Linn.)Heynh】中發(fā)生硫基亞硝化的蛋白質(zhì)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),NO可能是通過蛋白質(zhì)的硫基亞硝化作用來調(diào)節(jié)細(xì)胞中的應(yīng)激反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、信號(hào)調(diào)節(jié)、細(xì)胞骨架、代謝作用等相關(guān)信號(hào)途徑。3.2植物遺傳多樣性蛋白質(zhì)組學(xué)植物遺傳多樣性蛋白質(zhì)組學(xué)主要以蛋白質(zhì)組學(xué)標(biāo)記為紐帶聯(lián)系基因多樣性和表型多樣性,有助于了解植物種內(nèi)和種間進(jìn)化趨勢(shì)。David等及Picard等于1997年分別利用D分析了親緣關(guān)系很近的硬粒小麥(TriticumaestivumLinn.)不同株系的遺傳多樣性,發(fā)現(xiàn)品系間的多態(tài)性很低,并且7個(gè)蛋白可以用于基因型的鑒定。3.2植物遺傳多樣性蛋白質(zhì)組學(xué)

Barreneche等比較了6個(gè)歐洲國(guó)家的23種櫟屬(QuercusLinnaeus)植物,分析了幼苗的總蛋白質(zhì),共得到530種蛋白質(zhì),其中101個(gè)具有多態(tài)性。

試驗(yàn)結(jié)果顯示,種內(nèi)和種間的距離非常接近,并且證實(shí)無?；礫Q.petraea(Mattuschka)Lieblein]和夏櫟(Q.roburLinn.)2個(gè)種的遺傳分化水平很低。3.3植物組織器官蛋白質(zhì)組學(xué)

主要研究植物根、莖、葉、種子、芽、種皮、愈傷組織等的蛋白質(zhì)組,有助于我們了解特定組織器官、重要生理過程相關(guān)的蛋白質(zhì)功能和理解植物發(fā)育過程機(jī)制。Komat等以雙向凝膠電泳分離水稻綠葉和枯葉中蛋白質(zhì)組后,從中篩選出85種蛋白質(zhì)進(jìn)行N端Edman降解測(cè)序。對(duì)其中21種蛋白質(zhì)的N端序列作了鑒定,結(jié)果顯示綠色葉子中有促進(jìn)光合作用的蛋白質(zhì)。另外,枯黃葉子中只發(fā)現(xiàn)了L-抗壞血酸鹽過氧化物酶,顯示枯黃葉子中含油氣保護(hù)作用的過氧化物酶。3.3植物組織器官蛋白質(zhì)組學(xué)

Ricardo等于2004年對(duì)大麻(CannabissativaLinnaeus)的葉、花、槲果組織特異性蛋白的研究表明,大麻醇在這些組織中表達(dá)顯著不同,主要在槲果中分布。Hajduch等于2005年對(duì)大豆(GlycinemaxLinn.)種子飽滿期的數(shù)百種蛋白質(zhì)進(jìn)行了鑒定,其中還有許多與種子飽滿相關(guān)的裂解酶、半胱氨酸和蛋氨酸的生物合成酶、脂肪氧化酶及未知蛋白質(zhì)的積累等還在繼續(xù)研究中。3.4植物亞細(xì)胞蛋白組學(xué)

4在腎、臟病研究中的應(yīng)用4在腎臟病學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用4在腎臟病學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用4.1應(yīng)用于腎臟疾病發(fā)病機(jī)制的研究

蛋白尿的發(fā)生機(jī)制研究

糖尿病腎病的