CH2蛋白质组与蛋白质组学

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1、第二章蛋白质组与蛋白质组学河南科技学院牛立元主要内容一、蛋白质组的基本概念和历史二、蛋白质组的特征三、蛋白质组与基因组的关系四、蛋白质组的研究技术和研究策略第二章蛋白质组与蛋白质组学1、蛋白质组和蛋白质组学蛋白质组是澳大利亚学者Williams和Wilkins于1994年首先提出。“Proteome”源于蛋白质(Protein)和基因组(genome)两个词的结合，用于表示一种细胞、组织或生物个体所能表达出来的所有蛋白质。蛋白质组是一个基因组所能表达出来的所有蛋白质构成的整体，不是局限于一个或几个蛋白质。同一基因组在不同细胞、不同组织中的表达情况各

2、不相同。一、蛋白质组的基本概念和历史蛋白质组学(proteomics)是研究蛋白质组成及其功能网络的科学。一般认为蛋白质组学是研究蛋白质组或应用大规模蛋白质分离和识别技术研究蛋白质组的一门学科，是对基因组所表达的整套蛋白质的分析。Proteomics通过对细胞内蛋白质组成种类、丰度、功能变化及与细胞或生物个体机能变化相互联系的分析，揭示细胞或生物生命活动规律。主要研究内容：表达蛋白质组学特定的细胞、组织或器官合成的蛋白质种类、丰度及功能，关键技术2-D电泳等。一、蛋白质组的基本概念和历史一、蛋白质组的基本概念和历史结构蛋白质组学蛋白质的序列和高级结

3、构，X-射线单晶衍射分析（晶体结构分析）、多维核磁共振波谱分析、电镜二维晶体三维重构术（电子晶体学）。细胞图谱蛋白质组学蛋白质的胞内分布及移位，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复合物组成等。功能蛋白质组学蛋白质的功能模式，蛋白质与蛋白质及其与其他分子的相互作用。2、蛋白质组研究简况1975年，首先由O’Farrell等创立Two-dimensionalelectrophoresis。1997年Wilkins,M.andWilliams提出了蛋白质组的概念。1997年召开了第一次国际“蛋白质组学”会议。1999年1月在

4、英国伦敦举行了应用蛋白质组会议。我国也于1998年启动了蛋白质组学研究，在中科院上海生物化学研究所举办了两次全国性的蛋白质组学研讨会。一、蛋白质组的基本概念和历史2003年成立了中国人类蛋白质组组织（CHHUPO）。2003年9月、2004年8月以及2005年8月召开了中国蛋白质组学首届、第二届及第三届学术大会。2004年10月在中国北京召开了第三届国际蛋白质组学会议。科技部已将疾病蛋白质组研究列入我国“973”计划项目和“863”计划项目；国家自然科学基金委员会也将“蛋白质组研究”列为重点项目。我国在鼻咽癌、白血病、肝癌和肺癌蛋白质组研究方面取得

5、了较大的进展。一、蛋白质组的基本概念和历史3.WhyisproteomicsnecessaryDisplayingandstudyingtheproductsofgenesdirectlyisanattractivewayofstudyingdiseaseandcomplexprobleminbiologyThestudyofgeneexpressioncanalsobeattemptedatthelevelofmRNA(microarray...)However……(1)YoucanhaveaproteininthecellwhenitsmRNA

6、isnolongerpresent;(2)YoucanhavelotsofmRNAwithouttranslationofthemessagetoprotein;一、蛋白质组的基本概念和历史(3)NogoodcorrelationbetweenmRNAabudenceandproteinamoutinacellatagiventime;(4)Proteinpost-translationalmodification;(5)Proteinsubcellularlocation.ProteomicsdirectlycontributestoAnnota

7、tionofgenome.一、蛋白质组的基本概念和历史蛋白质的“四维”研究——特定的时间：合成与降解——特定的空间：区域性与运动性DynamicProteomics(动态蛋白质组学)动态表达、动态组成、动态定位、动态关系——动态表达：通过对疾病发生,发展,预后过程中的蛋白质差异谱构建,跟踪关键蛋白质在疾病不同时期动态表达。蛋白质表达量的差异是功能变化的基础之一。二、蛋白质组的特征——动态组成：蛋白质翻译后修饰,如磷酸化，糖基化,乙酰化等的大规模分析和监测。蛋白质翻译后修饰——增加蛋白质的复杂性，信号传递的方式。——动态定位：亚细胞蛋白质组分析及定位

8、，与功能相关的蛋白质空间动态变化分析。定位变化导致相互作用的改变，蛋白质群功能改变。——动态关系：蛋白质功能复合物，蛋白质