蛋白质组学.ppt
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参见附件(1459kb)。
蛋白质组学及
相关技术简介
一. 蛋白质组学的兴起
二. 蛋白质组和蛋白质组学的概念
三. 蛋白质组学的研究内容
四. 蛋白质组研究的相关技术
一.蛋白质组学的兴起
(一)基因组计划的成就
1985年 提出HGP
1986年 宣布启动HGP
1989年 建立了NCHGR
1990年 正式启动HGP
1994年 公布人类基因组全套遗传
连锁图
(A comprehensive human map
with centimorgan density
Science,1994,265:2049~2054)
1995年 全基因组覆盖率高达94%的
物理图问世
(An STS based map of the
human genome Science,1995, 270:1945 ~ 1954 )
2000年 宣告人类基因组序列草图测定
完成
2001年 国际人类基因组计划机构与美
国 Celera公司分别在Nature、Science公布人类基因组草图
2001年2月15，16日公布人类基因组序列草图的同时，分别发表了"And now for the proteome" (Nature, 2001, 49:747 )、 "Proteomics in genomeland" (Science, 2001, 291:1221 )的述评与展望，将蛋白质组学的地位提高到前所未有的高度，认为是功能基因组学这一前沿研究的战略制高点。
截至2001年底 75种生物的基因组全序列测定完成，其中：
古细菌 12个
细菌 57个
真核生物 9个
基因组比较：
肺支原体 8.1 × 105
E.coli 4.6 × 106
酿酒酵母 1.2 × 107
线虫 9.7 × 107
拟南芥 1.2 × 108
果蝇 1.4 × 108
(二)基因组计划的局限
? ORF尚未完全确立
? 基因表达具有时空特异性
? 蛋白质有其自身的活动规律
大规模、全方位的蛋白质研究势在必行。
(三)蛋白质组学是发现新药靶的
技术平台
蛋白质不仅是多种致病因子对机体作用的最重要的靶分子，并且也成为大多数药的靶标甚至直接的药物。
在20世纪90年代中期，全世界制药业用于寻找新药的药靶共483个，它们主要是蛋白质，其中受体占45%，酶占28%。而当时全世界正在使用的药物总数约是2000种，其中85%都是针对上述483种药靶。
可以说，功能基因组研究有可能带来一笔巨大的科学、经济财富。
(四)蛋白质组研究的开端
蛋白质组(proteome)一词由Marc Wilkins于1994年在意大利Siena的一次双向电泳会议上首次提出。
1995年，悉尼大学等4家实验室合作，对1种支原体进行了蛋白质成分的大规模的分离与鉴定，并在在文献中首次公开使用。
1996年 蛋白质组研究对象迅速扩展到单细胞真核生物及人体正常组织、病理标本等。
参与国家在1995年只有澳大利亚，而1997年已有美国等10个国家。国际著名学府哈佛等多个大学、研究所、实验室也跻身此类研究。
二. 蛋白质组和蛋白质组学的
概念
根据Wilkins等定义，"proteome"一词源于"PROTEin"与 "genOME"的组合，意指"一种基因组所表达的全套蛋白质"
Swinbanks则指出"proteome"代表一种生物的全套蛋白质。
Kahn P 则认为"proteome"反映不同细胞的不同蛋白质组合。
由此可见， "proteome"有三种不同的含义：1个基因组、1种生物或1种细胞/组织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的新的研究领域，是功能基因组的重要支柱。
三.蛋白质组学的研究内容
蛋白质组学可分为两种：
表达蛋白质组学 (experession proteomics)
即把细胞、组织中的蛋白建立蛋白定量表达图谱。
该研究依赖双向电泳和图象分析技术，在整个蛋白质组水平上提供研究细胞通路、疾病、药物相互作用和一些生物刺激引起的功能紊乱的可能性。
细胞图谱蛋白质组学
(cell-map proteomics)
即确定蛋白质在亚细胞结构中的位置，通过纯化细胞器或用质谱仪鉴定蛋白质复合物组成等，来确定蛋白质间的相互作用。
蛋白质组学的前沿
大致分为3个方向：
1.针对有基因组或转录组数据库的生物体或组织/细胞建立其蛋白质组或亚蛋白质组(或蛋白质表达谱)及其蛋白质组连锁群。
2.以重要生命过程或人类重大疾病为对象，进行重要生理/病理体系或过程的比较蛋白质组学研究。
3.蛋白质组学支撑技术平台和生物信息学的研究。
蛋白质组学的研究内容：
1. 蛋白质鉴定：
? 一维或二维电泳
? western印迹
? 蛋白质芯片
? 抗体芯片
? 免疫共沉淀
2. 翻译后修饰：
如磷酸化、糖基化、酶原激活等。
3. 蛋白质功能确定：
? 分析酶活性及确定酶底物
? 细胞因子的生物学分析
? 配体-受体分析
? 基因敲除
? RNA干扰
? 基因突变
4. 分析蛋白质间相互作用：
细胞的生命过程并不仅是许多独立反应的总和，而是由许多蛋白质复合体执行并调控的。蛋白质间相互作用是细胞活动的基础和特征。
5. 研制新药：如寻找药物的靶分子，利用药物破坏蛋白质间的相互作用。
人类蛋白质组计划
2001年，国际人类蛋白质组组织(简称HUPO)成立，同时提出了"人类蛋白质组计划"(简称HPP)，蛋白质组研究已成为21世纪生命科学的焦点之一。
蛋白质组学集生物技术手段、分析技术、信息技术和材料技术等精华，采用了大规模、高通量、高速度的技术手段，通
过研究全部基因所表达的所有蛋白质在不同时间与空间的表达谱和功能谱，全景式地揭示生命活动的本质，特别是人体健康与疾病的机制。
蛋白质组是开发疾病防治诊治药物和技术的直接靶体库 ......
蛋白质组学及
相关技术简介
一. 蛋白质组学的兴起
二. 蛋白质组和蛋白质组学的概念
三. 蛋白质组学的研究内容
四. 蛋白质组研究的相关技术
一.蛋白质组学的兴起
(一)基因组计划的成就
1985年 提出HGP
1986年 宣布启动HGP
1989年 建立了NCHGR
1990年 正式启动HGP
1994年 公布人类基因组全套遗传
连锁图
(A comprehensive human map
with centimorgan density
Science,1994,265:2049~2054)
1995年 全基因组覆盖率高达94%的
物理图问世
(An STS based map of the
human genome Science,1995, 270:1945 ~ 1954 )
2000年 宣告人类基因组序列草图测定
完成
2001年 国际人类基因组计划机构与美
国 Celera公司分别在Nature、Science公布人类基因组草图
2001年2月15，16日公布人类基因组序列草图的同时，分别发表了"And now for the proteome" (Nature, 2001, 49:747 )、 "Proteomics in genomeland" (Science, 2001, 291:1221 )的述评与展望，将蛋白质组学的地位提高到前所未有的高度，认为是功能基因组学这一前沿研究的战略制高点。
截至2001年底 75种生物的基因组全序列测定完成，其中：
古细菌 12个
细菌 57个
真核生物 9个
基因组比较：
肺支原体 8.1 × 105
E.coli 4.6 × 106
酿酒酵母 1.2 × 107
线虫 9.7 × 107
拟南芥 1.2 × 108
果蝇 1.4 × 108
(二)基因组计划的局限
? ORF尚未完全确立
? 基因表达具有时空特异性
? 蛋白质有其自身的活动规律
大规模、全方位的蛋白质研究势在必行。
(三)蛋白质组学是发现新药靶的
技术平台
蛋白质不仅是多种致病因子对机体作用的最重要的靶分子，并且也成为大多数药的靶标甚至直接的药物。
在20世纪90年代中期，全世界制药业用于寻找新药的药靶共483个，它们主要是蛋白质，其中受体占45%，酶占28%。而当时全世界正在使用的药物总数约是2000种，其中85%都是针对上述483种药靶。
可以说，功能基因组研究有可能带来一笔巨大的科学、经济财富。
(四)蛋白质组研究的开端
蛋白质组(proteome)一词由Marc Wilkins于1994年在意大利Siena的一次双向电泳会议上首次提出。
1995年，悉尼大学等4家实验室合作，对1种支原体进行了蛋白质成分的大规模的分离与鉴定，并在在文献中首次公开使用。
1996年 蛋白质组研究对象迅速扩展到单细胞真核生物及人体正常组织、病理标本等。
参与国家在1995年只有澳大利亚，而1997年已有美国等10个国家。国际著名学府哈佛等多个大学、研究所、实验室也跻身此类研究。
二. 蛋白质组和蛋白质组学的
概念
根据Wilkins等定义，"proteome"一词源于"PROTEin"与 "genOME"的组合，意指"一种基因组所表达的全套蛋白质"
Swinbanks则指出"proteome"代表一种生物的全套蛋白质。
Kahn P 则认为"proteome"反映不同细胞的不同蛋白质组合。
由此可见， "proteome"有三种不同的含义：1个基因组、1种生物或1种细胞/组织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的新的研究领域，是功能基因组的重要支柱。
三.蛋白质组学的研究内容
蛋白质组学可分为两种：
表达蛋白质组学 (experession proteomics)
即把细胞、组织中的蛋白建立蛋白定量表达图谱。
该研究依赖双向电泳和图象分析技术，在整个蛋白质组水平上提供研究细胞通路、疾病、药物相互作用和一些生物刺激引起的功能紊乱的可能性。
细胞图谱蛋白质组学
(cell-map proteomics)
即确定蛋白质在亚细胞结构中的位置，通过纯化细胞器或用质谱仪鉴定蛋白质复合物组成等，来确定蛋白质间的相互作用。
蛋白质组学的前沿
大致分为3个方向：
1.针对有基因组或转录组数据库的生物体或组织/细胞建立其蛋白质组或亚蛋白质组(或蛋白质表达谱)及其蛋白质组连锁群。
2.以重要生命过程或人类重大疾病为对象，进行重要生理/病理体系或过程的比较蛋白质组学研究。
3.蛋白质组学支撑技术平台和生物信息学的研究。
蛋白质组学的研究内容：
1. 蛋白质鉴定：
? 一维或二维电泳
? western印迹
? 蛋白质芯片
? 抗体芯片
? 免疫共沉淀
2. 翻译后修饰：
如磷酸化、糖基化、酶原激活等。
3. 蛋白质功能确定：
? 分析酶活性及确定酶底物
? 细胞因子的生物学分析
? 配体-受体分析
? 基因敲除
? RNA干扰
? 基因突变
4. 分析蛋白质间相互作用：
细胞的生命过程并不仅是许多独立反应的总和，而是由许多蛋白质复合体执行并调控的。蛋白质间相互作用是细胞活动的基础和特征。
5. 研制新药：如寻找药物的靶分子，利用药物破坏蛋白质间的相互作用。
人类蛋白质组计划
2001年，国际人类蛋白质组组织(简称HUPO)成立，同时提出了"人类蛋白质组计划"(简称HPP)，蛋白质组研究已成为21世纪生命科学的焦点之一。
蛋白质组学集生物技术手段、分析技术、信息技术和材料技术等精华，采用了大规模、高通量、高速度的技术手段，通
过研究全部基因所表达的所有蛋白质在不同时间与空间的表达谱和功能谱，全景式地揭示生命活动的本质，特别是人体健康与疾病的机制。
蛋白质组是开发疾病防治诊治药物和技术的直接靶体库 ......
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