当前课程知识点：分子生物学 > 第十一章 常用组学研究 > 第3节 蛋白质组学 > 蛋白质组学
大家好
我是来自中南大学湘雅三院的袁腊梅
这一节我们学习的内容是蛋白质组学
我们首先从蛋白质 蛋白质组和蛋白质组学
三个概念开始阐述
蛋白质是生命的物质基础
作为基因表达的最终产物
参与生命活动的每一个环节
蛋白质是由氨基酸亚单位组成的
一种多聚物或多肽
有时指一条以上功能性多肽链的组合
氨基酸是蛋白质的基本组成单位
组成人类蛋白质的氨基酸有20种
蛋白质组是指一个生物系统中
存在的所有蛋白质形式及其相互作用
是基因组中编码蛋白质的基因
在某一特定的时间和空间选择性表达 加工
和修饰产物的集合
蛋白质组学是从
整体水平对细胞内蛋白质的存在形式
及其动态变化进行研究的科学
蛋白质组学的目标是
基因组中未知基因群的编码产物
蛋白质的规模识别与确认
蛋白质水平认识基因表达的
集群调控规律
以及转录和翻译差异的调控规律
蛋白质相互作用网络构建
认识蛋白质的加工与修饰规律
及蛋白质复合体的组装和调节规律
蛋白质并非简单地对应于
基因组中编码基因的表达产物
转录后加工产生的可变剪切
和蛋白质翻译后修饰等因素
都大大增加了蛋白质组的复杂性
在蛋白质编码基因的表达中
因转录调控 翻译调控和翻译后修饰的存在
使得表达蛋白质种类的动态数量
远远超过其基因组编码基因的数量
对蛋白质进行分析
需要先对蛋白质进行分离
鉴定以及检测其活性
蛋白质组学是从整体上来系统的研究
蛋白质是如何在生物体内
发挥作用的工具学科
蛋白质组学的研究范畴
主要包括以下几个部分
如蛋白质表达谱研究 定量蛋白质组研究
蛋白质组注释基因组研究
亚细胞蛋白质组研究
蛋白质翻译后修饰研究
蛋白质相互作用研究
表达蛋白质组是研究一个生物体
细胞中表达多少种蛋白质
及其组成规律是什么
对人体器官 组织和体液研究
可为生理和临床研究提供参考依据
鉴定组织 体液或细胞的全部蛋白质
可发掘其生物学特征
目前应用有大规模蛋白质表达谱研究
修饰蛋白质组学
是用蛋白质组学的方法
对蛋白质的修饰状态及位点进行规模化鉴定
蛋白质翻译后修饰
包括磷酸化 糖基化 泛素化 甲基化
乙酰化 羧基化 脂基化等
翻译后修饰使蛋白质的结构更为复杂
功能更为完善 调节更为精细 作用更为专一
其中磷酸化修饰组学分析有助于理解
生理病理过程调控或细胞的生理过程
细胞凋亡 乙酰化修饰组学分析有助于
理解核内基因及核外代谢酶调控
如DNA-蛋白质相互作用
蛋白质-蛋白质相互作用
相互作用蛋白质组
蛋白质-蛋白质相互作用
是指两个或两个以上蛋白质分子通过
非共价键形成蛋白质复合体的过程
绝大多数蛋白质是以
复合体的形式发挥功能
蛋白质之间的相互作用十分复杂
其研究技术体系包括
酵母双杂交 标签融合蛋白 免疫共沉淀
荧光共振能量转移技术等
目前已有一些模式生物的
蛋白质相互作用网络
如公共数据平台
微生物蛋白质相互作用数据库
和哺乳动物蛋白质相互作用数据库
亚细胞蛋白质组
真核细胞中存在大量的细胞器
细胞器上的蛋白与其功能密切相关
采用蛋白质组学的研究方法
对其蛋白质进行研究
对于揭示细胞器的功能具有重要作用
如质膜蛋白质组成分析 线粒体蛋白质组研究
线粒体蛋白质数据库
内质网蛋白质构成分析
高尔基复合体蛋白质组
定量蛋白质组学是对一个基因组
表达的全部蛋白质
进行鉴定和精确定量的科学
相对定量蛋白质组即比较蛋白质组
是相对不同生理病理状态下
对细胞 组织或体液蛋白质表达量
进行的相对比较分析
发现关键的调控分子
或疾病相关蛋白的标志物
而绝对定量蛋白质组
是通过在定量过程中加入
已知量的核素标记肽段作为内标
测定相应蛋白质的绝对量与浓度的方法
相对定量技术有助于发现
生理病理过程中的重要蛋白
其采用的方法包括
双向荧光差异凝胶电泳
核素标记相对与绝对定量技术
和细胞培养条件下氨基酸的稳定同位素标记
绝对定量技术可规模化测定
样本蛋白质的绝对浓度
如采用核素标记肽段与质谱多反应检测
目标肽段和目标蛋白质定量分析
了解蛋白在相互作用中的功能
临床疾病的诊断和治疗等
蛋白质组与基因组两者密不可分
蛋白质组是基因组中编码蛋白质的基因
在某一特定的时间和空间
选择性的表达 加工和修饰产物的集合
相比于基因组 蛋白质组有其自身的特点
如与生理病理过程直接相关
它是属于生命活动的主要执行体
它具有复杂性以及动态性（即时空特异性）
由于蛋白质组的研究对象是蛋白质
其相对来说 技术难度大
蛋白质分子异常包括蛋白质结构异常
蛋白质修饰异常
蛋白质质量控制异常
以及蛋白质相互作用异常等
常与分子病 错折叠疾病
肿瘤发生 转移以及器官纤维化等相关
蛋白质组学是研究疾病标志物的重要手段
通过对生理和疾病过程中
蛋白质表达量 翻译后修饰
亚细胞定位和相互作用网络等变化比较
可以发现生理和病理过程中
重要的功能蛋白或标记蛋白
用于疾病的早期诊断和分级
药靶发现 预后和疗效预测等
生物标志物是指可用于反映疾病
易感性和进展状况以及
治疗效果的可测量指标
在分子水平的生物标志物
可以通过基因组学
蛋白质组学和成像技术发现
并可用于疾病的预防 早期诊断
药靶鉴定和药物疗效评价
蛋白质组学成为生物标志物
研究的一个重要手段
以肿瘤标志物为例
生物标志物发现分为五阶段
即候选标志物发现
病例对照临床样本的验证研究
临床前疾病的回顾性研究
前瞻性研究和大样本目标人群的
总体筛查效率评价
在技术层面通常可分为
发现 确证和验证三个主要阶段
而蛋白质组学主要用于其发现和确证阶段
在发现阶段 通过病例-对照样本分析
筛选候选差异蛋白
在新样本中进行数据确证
选择判别能力最好的蛋白进行验证
疾病标志物发现阶段的
蛋白质组学研究方法
其生物学材料来源包括
血液 血浆 组织 体液和动物疾病
模型中的各种样本
常用的定量蛋白质组分析技术
包括基于胶和非基于胶的 标记的
和非标记的定量方法
候选标志物蛋白的差减分析
可发现疾病样本中的特异表达的蛋白质
而各研究分析方法结合
可更全面
解析蛋白质的变化
疾病标志物确证阶段
基于质谱的选择性反应检测
常用的是三重四极杆质谱仪
它具有高通量 高特异性
和相对低成本的优点
被誉为质谱上的ELISA
其应用主要在于候选标志物的
发现后确证
疾病标志物确证阶段
发现与疾病相关的特异性蛋白分子
如疾病早期诊断和预后观察的分子指标
新药物设计的分子靶点
发现阶段更关注疾病早期
或临床前期的变化
因为这个阶段的标志物更适合用于早期诊断
各种标志物的组合
可提高诊断的灵敏度和特异性
好的 这一节我们学习的内容就到这了
-第1节 分子生物学的定义
--分子生物学的定义
-第2节 分子生物学的主要研究内容
-第3节 分子生物学发展简史与学习方法
-第一章 测试
-第一章 课件
--第一章 课件
-第1节 染色体
--染色体
-第2节 染色体病与染色体畸变
-第3节 常染色体病
--常染色体病
-第4节 性染色体病
--性染色体病
-第二章 测试
-第二章 课件
--第二章 课件
-第1节 细胞凋亡概述
--细胞凋亡概述
-第2节 细胞凋亡的分子机制
-第3节 细胞凋亡与疾病
--细胞凋亡与疾病
-第4节 细胞凋亡的检测
--细胞凋亡的检测
-第三章 测试
-第三章 课件
--第三章 课件
-第1节 单基因病的概念
--单基因病的概念
-第2节 常染色体显性/隐性遗传病
-第3节 X连锁显性/隐性遗传病
-第4节 Y连锁遗传病
--Y连锁遗传病
-第四章 测试
-第四章 课件
--第四章 课件
-第1节 基因的概念和组构
--基因的概念和组构
-第2节 基因分型
--基因分型
-第3节 基因组
--基因组
-第五章 测试
-第五章 课件
--第五章 课件
-第1节 基因结构与功能的生物信息学分析原理
-第2节 基因启动子及调控序列的结构分析方法
-第3节 基因编码区结构分析方法
-第4节 基因功能分析方法
--基因功能分析方法
-第六章 测试
-第六章 课件
--第六章 课件
-第1节 DNA甲基化与基因表达的表观遗传调控
-第2节 组蛋白修饰与基因表达的表观遗传调控
-第3节 染色质重塑与基因表达的表观遗传调控
-第七章 测试
-第七章 课件
--第七章 课件
-第1节 基因治疗的策略
--基因治疗的策略
-第2节 基因转移技术
--基因转移技术
-第3节 基因干预
--基因干预
-第4节 基因治疗的应用研究
-第八章 测试
-第八章 课件
--第八章 课件
-第1节 蛋白质分子的折叠
--蛋白质分子的折叠
-第2节 蛋白质分子的定位
--蛋白质分子的定位
-第3节 蛋白质的修饰
--蛋白质的修饰
-第4节 蛋白质的降解
--蛋白质的降解
-第九章 测试
-第九章 课件
--第九章 课件
-第1节 长链非编码RNA
--长链非编码RNA
-第十章 测试
-第十章 课件
--第十章 课件
-第1节 基因组学
--基因组学
-第2节 转录组学
--转录组学
-第3节 蛋白质组学
--蛋白质组学
-第4节 其他组学
--其他组学
-第十一章 测试
-第十一章 课件
--第十一章 课件
-第1节 PCR技术概述
--PCR技术概述
-第2节 PCR实验要点
--PCR实验要点
-第3节 PCR的应用及其衍生技术
-第十二章 测试
-第十二章 课件
--第十二章 课件
-第1节 蛋白质印迹概述
--蛋白质印迹概述
-第2节 蛋白质印迹实验流程
-第3节 蛋白质印迹常见问题分析
-第十三章 测试
-第十三章 课件
--第十三章 课件
-第1节 神经示踪的定义、用途、原理
-第2节 示踪剂的要求和分类
-第3节 神经示踪的应用
--神经示踪的应用
-第十四章 测试
-第十四章 课件
--第十四章 课件
-第1节 遗传修饰动物概述及应用
-第2节 动物遗传修饰策略
--动物遗传修饰策略
-第3节 遗传修饰常用技术
-- 遗传修饰常用技术
-第4节 动物遗传修饰实验方法
-- 动物遗传修饰实验方法
-第十五章 测试
-第十五章 课件
--第十五章 课件
