白质组与蛋白质组学

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1、第三章蛋白质组与蛋白质组学中南大学罗建新第三章蛋白质组与蛋白质组学DNAmRNA蛋白质转录翻译基因蛋白质细胞特异性基因表达生理状态蛋白质相互作用温度应激状态培养条件药物作用数量有限结构相对稳定复杂性多变性直接反应生命现象复杂的调控第三章蛋白质组与蛋白质组学第一节蛋白质组与蛋白质组学的定义第二节蛋白质组及其质点的分离与分析第三节蛋白质相互作用的研究第四节蛋白质数据库及其应用第一节蛋白质组与蛋白质组学的定义第一节蛋白质组与蛋白质组学的定义蛋白质组protein+genomeproteome一种基因组所表达的全部蛋白质一个细胞或一个机体的基因所表达的全部蛋白质蛋白质组

2、学阐明生物体全部蛋白质的表达模式与功能模式从整体的角度分析、鉴定细胞内动态变化的蛋白质的组成、结构、性质、表达水平与修饰状态了解蛋白质之间、蛋白质与大分子之间的相互作用与联系,揭示蛋白质的功能与细胞生命活动的规律一、蛋白质组与蛋白质组学的定义第二节蛋白质组及其质点的分离与分析一、分离纯化第二节蛋白质组及其质点的分离与分析二、分析鉴定一、分离纯化（二）破碎细胞（三）蛋白质混合物的分离方法（四）蛋白质分离纯化的条件（一）选择材料目的蛋白质的含量提取蛋白质的材料一、分离纯化（一）选择材料一、分离纯化（二）破碎细胞机械法物理法化学法根据蛋白质溶解度、分子大小及形状、电离

3、性质、生物学功能的差异进行：1.根据溶解度2.根据分子量透析和超滤平衡离心凝胶过滤层析（三）蛋白质混合物的分离方法一、分离纯化3.根据电荷毛细管电泳离子交换层析4.根据蛋白质的亲和能力亲和层析一、分离纯化（四）蛋白质分离纯化的条件缓冲液盐、金属离子和螯合剂还原剂去垢剂蛋白酶抑制剂表面效应蛋白质的环境因素温度储存一、分离纯化二、分析鉴定（三）图像分析技术（四）放射性核素标记亲和标签法（五）蛋白质芯片技术（六）质谱技术（一）Western印迹技术（二）二维凝胶电泳（2-DE）技术（七）其它方法二、分析鉴定（一）Western印迹技术基本操作步骤：蛋白样品的制备SDS

4、－聚丙烯酰胺凝胶电泳蛋白质的电转移蛋白质与抗体的结合反应目标蛋白质的显示western印迹基本步骤图示（二）二维凝胶电泳（2-DE)技术目前蛋白质组研究中最有效的分析鉴定技术之一由两相组成：第一相：等电聚焦凝胶电泳(根据蛋白质电荷差异)第二相：SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳(根据蛋白质分子量差异)二、分析鉴定二、分析鉴定2-DE技术原理2-DE分析的基本步骤蛋白质溶解变性还原去除蛋白质杂志利用不同pK固定化电解质配置不同pH范围的凝胶利用软件设计配置第一相电泳(IPG－IFE)平衡第二相电泳(SDS－PAGE)考马斯亮蓝染色银染色铜染色样品制备IPG胶制备双相电泳染

5、色二、分析鉴定2-DE获得的蛋白质图谱二、分析鉴定通过2-DE得到的蛋白质分离图谱，需要经过摄像或扫描转换为以像素为基础的、具有不同灰度强弱和一定边界方向的斑点电脑信号。(三)图像分析技术二、分析鉴定2-DE图像分析软件包操作过程：图像采集斑点检测背景消减获得蛋白质相关信息图像内及图像间的比较二、分析鉴定（四）放射性核素标记亲和标签法正常细胞D0亲和标签病理细胞D8亲和标签混合并消化生物素亲和纯化液相色谱－质谱联用分析测量两个不同样品中蛋白质的相对丰度二、分析鉴定（五）蛋白质芯片技术二、分析鉴定原理样品分子离子化后，根据不同离子间的质量和电荷比值（m/e）的差异

6、确定分子量。应用蛋白质的序列分析研究蛋白质的修饰（六）质谱技术二、分析鉴定（七）其它方法Edman降解法测定蛋白质多肽的排列顺序核磁共振（NMR）、荧光光谱法测定溶液中蛋白质分子的结构X射线衍射分析法、小角中子衍射法测定晶体蛋白质的分子结构等二、分析鉴定第三节　蛋白质相互作用的研究第三节蛋白质相互作用的研究二、蛋白质－核酸一、蛋白质－蛋白质一、蛋白质－蛋白质（二）蛋白质之间的相互作用力（三）蛋白质相互作用的研究方法（一）蛋白质-蛋白质相互作用的形式（一）蛋白质-蛋白质相互作用的形式1.蛋白质亚基的聚合2.交叉聚合3.分子识别4.分子的自我装配5.多酶复合体一、蛋

7、白质－蛋白质（二）蛋白质之间的相互作用力氢键范德华力疏水键离子键一、蛋白质－蛋白质一、蛋白质－蛋白质（三）蛋白质相互作用的研究方法1.酵母双杂交系统2.噬菌体展示3.生物传感芯片质谱4.定点诱变技术蛋白质亲和层析亲和印迹免疫沉淀交联酵母双杂交噬菌体展示生物传感芯片质谱蛋白质工程中的定点诱变技术一、蛋白质－蛋白质研究方法传统技术新技术1.酵母双杂交系统DNA-BD具有与报告基因转录调控区特异结合的功能，DNA-AD则具有活化转录的功能。报告基因一、蛋白质－蛋白质DNA-BD和DNA-AD分开时不能激活转录，只有当两者在空间上接近时，才能呈现转录因子的活性。只有当蛋

8、白质X与蛋白质Y间发生相