蛋白质组学及其在疾病研究中的应用

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1、蛋白质组学及其在疾病研究中的应用杨鹏(解放军第403医院辽宁大连116021)【摘要】随着人类基因组计划的进行，蛋白质组学逐步建立并且更加完备起来，目前它己深入到生命科学及医药学的各个领域，尤其是在疾病研究、治疗和新药的开发中得到了更为广泛的应用。【关键词】蛋白质组学疾病研究新药开发【中图分类号】R311【文献标识码1A【文章编号】2095-1752(2014)19-0082-02随着人类基因组计划研究成果的逐步公开，基因组学的研究重点也由结构基因组学转向功能基因组学，但是如何了解如此众多的基因与危害人类身心健康的疾病之间的关系，对牛命科学研究者来说

2、仍是一项长期而艰巨的任务。蛋白质组学是伴随着基因组学研究重点的转变而产牛的并发展的，随着蛋白质组学、牛物信息学及其他各种新技术在其上面的应用，人们对疾病研究的认识也更加广泛和深入了。木文将就蛋白质组学及其在疾病方面的研究中的应用进行综述。1•蛋白质组学1.1蛋白质组和蛋白质组学蛋白质组(proteome)一词最早出现于1994年，它相对应于基因组(geme)0基因组是指一个细胞单倍型(haploidy)所含的全部遗传信息。而蛋白质组是指一个细胞一生中表达的蛋白质总和。细胞一牛包括细胞各个牛长时期、分化阶段以及受外源因子刺激状态等。这种定义的蛋白质组乂

3、称功能蛋白质组。与之相应的是结构蛋白质组，即基因组理论上编码的蛋白质总和。一种生物一般只有一种基因组,却有不同的功能蛋白质组。这些蛋白质组有组织特异性、年龄特异性、分化特异性和生理特异性。一般认为同一组织或同一组织中同一类型的细胞具有相同或近似的蛋白质组。蛋白质组学((proteomics)是研究细胞、组织或生物体中蛋白质组成、定位、变化及其相互作用规律的科学。其研究的内容包括:对蛋白质表达模式(蛋白质组组成)的研究，对蛋白质组功能模式(目前主要集中在蛋白质相互作用网络关系)的研究。对蛋白质组组成的分析鉴定是蛋白质组学中与基因组学相对应的主要内容。它

4、要求对蛋白质组进行表征，即所有蛋白质的分离、鉴定及图谱化，它对寻找疾病的诊断标志、筛选药物靶点、毒理学研究等有作用。1.2蛋白质组学研究技术蛋白质组技术包括蛋白分离技术和鉴定技术，蛋白质组学所应用的核心技术包括样品制备、分离、质谱分析和生物信息分析，也即主要通过双向电泳(two-dimensionalgelelectrophoresis,2-DE)或二维液相色谱分析等蛋白质分离技术，建立蛋白质组图谱，并应用表面增强激光解吸电离(surfacedenhancedlaserdesorption/ionizationZSELDI),或基质辅助的激光解吸离子

5、化(matrixassistedlaserdesorptionionization,MALDI)质谱技术，并结合飞行时间■质谱系统(time-of-flightmassspectrometer,TOF-MS)z对结合的蛋白质或多肽通过生物信息学的方法进行质谱分析鉴定。并且，伴随着液质联用技术和核磁共振分析技术的应用蛋白质组学的研究更加方便。可以说蛋白质组技术不仅是生命科学研究进入后基因组时代的里程碑，也是后基因组时代生命科学研究的核心内容之一。2•蛋白质组学在疾病研究中的应用基因只是遗传信息的载体，基因表达产物蛋白质的变化,才是导致生命功能失常的直接

6、因素。因此人类蛋白质组的研究，是揭示人类自身生命活动和疾病机制的最终阶段，被认为是跨越基因组与临床应用鸿沟之间的桥梁。疾病蛋H质组学研究,主要是通过比较和分析正常与异常组织细胞、同一疾病不同发展时期细胞内整体蛋白质的表达差异，对差异表达的蛋白质进行鉴定、定量、表征，寻找与疾病相关的新标志物，针对不同空间、不同时间上动态变化着的蛋白质组的整体进行比较，分析不同蛋白质组之间蛋白质在表达数量、表达水平和修饰状态上的差异,即比较蛋白质组学的方法。这为人类疾病研究提供新的手段和依据，还可以为我们提供疾病治疗和药物开发的靶点。下面对就人们已经研究的利用组织标本对

7、疾病的研究作一下介绍。2.1肿瘤恶性肿瘤发生过程包括许多基因突变从而导致蛋白质的表达、结构和功能改变，最终导致细胞周期失控，细胞凋亡能力下降，细胞浸润转移能力加强。蛋白质组学可以分析、鉴定肿瘤细胞的蛋白质分子变化，为肿瘤的预防、诊断、治疗及预后提供极有价值的信息。肿瘤细胞是由正帘细胞转变而来，与其起源的正帘细胞相比，它不仅含有一些正常细胞所没有的某些特异蛋白质或缺少正常细胞相同的蛋白质，而口也有许多与正常细胞相同的蛋白质，只不过这些蛋白质可能在表达水平或翻译后的修饰加工上与正常细胞存在差别。因此通过蛋白质组学技术对肿瘤细胞及其起源的细胞不同吋期内的蛋

8、白质进行比较研究后，可以发现肿瘤相关的特异性蛋白质,这些蛋白质既可作为肿瘤诊断的分子标记，又可作为治疗和药物