基因组学中的蛋白质组学

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1、基因组学中的蛋白质组学如果你雇佣的建筑师设计你的家并给你看了一幅蓝图，这幅蓝图仅由“windowwabeborogovestaircasedoorjub-jub…”组成。你可能会开始怀疑什么时候可以看到你的房子。一些人对最近完成的人类基因顺序有类似的保留，即人类基因顺序将会是改进生物学和药学的基因蓝图的先驱。解释一个一米107长的核酸是怎样成为一个酵母细胞的？更别说3*109长的核酸成为老虎伍兹或是布兰妮.斯皮尔斯---直到基因来解释这一步包括明白了编码的蛋白质和对生命有什么作用，但是要弄清楚所有的这些蛋白质如何合作来实现细胞发展过程是

2、一个当前需要解决的事。在完成序列的奇境中，有很多基因组学解释不了的，因此未来属于蛋白质组学。分析蛋白质的完全补体，蛋白质组学不仅包括蛋白质的定性定量，还包括了定位的决定因子，修饰，相互作用，活性，最后是它的功能。最初只包含二维空间用电泳来定性和分离蛋白质，如今涉及到了大量蛋白质的特性过程，在这一领域爆炸性地增长推动着它的多样性：基因组学和与它相关的更多新的蛋白质，强大的蛋白质技术，如最新发展的质谱测定法，完全混合技术和从DNA排列中摆脱，和新的计算工具，方法来反应，分析，解释灵菌毒素的大量数据。考虑从基因组序列转变到蛋白质组伴随而来的复

3、杂的鉴别任务，蛋白质远远比核酸复杂，不像DNA的修饰，蛋白质可以磷酸化，糖基化，乙酰化，泛素化，法尼基化，硫酸盐化，连接到GPI转折点，并且还有很多其他的修饰方法。一个基因可以编码多种不同的蛋白质，他们可以通过产生交替拼剪的mRNA副本，它通过不同的翻译起始端或终止端，或者通过在不同的mRNA密码子的遗传密码来翻译，这样使蛋白质组比基因更复杂。所以它可能是蛋白质学家的机会，即人类的基因大概是酵母的三倍，更重要的是蛋白质可以适应改变的条件通过改变在细胞中的位置，分解成碎片或是调整稳定性如改变它们连接的化学键（如其他蛋白质，核酸，脂类，小分

4、子或者是其他配体）蛋白质水平通常不能反映mRNA的水平甚至一个散开的结构也不能确定蛋白质的存在。最后一个蛋白质可能被包括更多的反应过程，反过来，不同的蛋白质可以表现相同的功能。我们在哪里？蛋白质前提是看似没什么用的上千的蛋白质其实有着特别的特征---这些在新陈代谢和信号传递的途径中，在复制中，转录和翻译中，在分泌器和细胞骨架网络中，和在其他复杂的细胞中，这些功能假定通过特殊细胞代谢过程努力了解到的，，在过去20年伴随着三个主要能量代谢过程。首先，用遗传学，细胞学，生物化学，生物结构学结合到一起通过不同方向来解决同一个问题。第二，特殊的基

5、本细胞结构保存可以获得洞悉即从了解到的一个生物体可以马上应用到其他的生物体。对海象和对木工就是这样的。第三，科技的发展---现在的分子生物工具如DNA顺序，DNA重组，聚合酶反应可应用到新的实验方法。随着蛋白质组学的出现，修饰的蛋白质现在已经参加到所有牵连的过程中。这个额外的信息，然而不是起源于连续的小刻度分析的生物活性，而是来自更大的更系统的研究，蛋白质组学，就像它的先驱基因组学一样，代表着一种新的研究方向即不依靠特殊的细胞行为的模型实验来证明。这种科学明显无法取代，而是会加速应用并联合传统生物研究方法。一般原则是蛋白质选择在细胞中联

6、合其他一起工作并表达。因此，定义的新蛋白质在完整细胞溶解中分离得到的经常会提供它的功能线索。最近的质谱法大大的促进可快速允许鉴定蛋白质通过在两块凝胶中或是电泳中分离，分光色谱可测量大量的缩氨酸（典型的如经过胰岛素消化的蛋白质），在基因组数据中经过氢硅酸消化的顺序得到的预计的多肽。尽管清楚鉴定一种蛋白质不能总是通过鉴定大量的多肽，在串联的分光仪中，多肽在分光仪中成片段的运动并且能瞬间鉴定更多的多肽顺序。一个简单的多肽顺序一般可以决定一个蛋白质，先进的自动化，提高了它的敏感度，高生产力和先进的生物分馏技术。大部分的可利用数据的结合扩大了分光

7、仪应用到更多的工作中。例如，复杂的兆道尔顿蛋白质可以纯化，在它们的成分中加入标记成分，这些成分可以在凝胶电泳被识别，这种分析可以应用到其他复杂的物质中，人类的剪接体，酵母细胞复杂的核小体和豌豆中的叶绿体在凝胶分路分离，直接分析复杂的蛋白质并鉴定混合的不均匀的蛋白质部件，经常使用一维或者二维空间在色谱分析之前进行层析处理，这个办法可以应用到整个酵母细胞水解出来的189种蛋白质和最近发现的1484种蛋白质，包括蛋白质的整体面积和那些在细胞中含量较少的。补体在分光仪中，酵母的杂交系统应用到寻找蛋白质伴侣（和一个蛋白质相连的）已经丰富了基因学，

8、实验已经进行了去皮处理。例如，15个蛋白质连接酵母mRNA剪接体，29种蛋白质被包括在隐杆线虫的生长中，噬菌体的55种蛋白质，260种病毒免疫蛋白和5345啤酒酵母蛋白，对于酵母，超过假定的相互作用的270