蛋白质组学研究概况及其在食用菌研究中的应用

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1、蛋白质组学研究概况及其在食用菌研究中的应用食用菌@2010.17(4):70～73文章编号:1005—9873(2010)04—0070—04蛋白质组学研究概况及其在食用菌研究中的应用王瑞霞,唐利华,杨慧,程彬彬,曹晖(国家食用菌工程技术研究中心,农业部应用真菌资源与利用重点开放实验室,上海市农业遗传育种重点开放实验室,上海市农业科学院食用菌研究所,上海201106;上海市农业科学院农业科技信息研究所,上海201106)摘要:概述蛋白质组学研究技术,总结其在食用菌研究上的应用,并展望其发展前景.关键词:蛋白质组学;研究技术:食用菌随着后基因时代即功能

2、基因组时期的来临,研究蛋白质的科学蛋白质组学(protoemics)应运而生_1]."proteome"(蛋白质组)一词由澳大利亚学者WILKINS于1995年首次提出,其含义是指一个基因组,一种生物或一种细胞/组织所表达的全套蛋白质.从此,蛋白质组学得到了空前的发展,相关技术的研究也取得了重大突破_5].蛋白质组学(proteomics)一词,源于蛋白质(protein)与基因组学(genomics)两个词.它采用大规模,高通量,高灵敏度的技术手段,通过全局性研究基因组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[

3、.由于其反映了蛋白质的动态本质,更有利于揭示机体对内外界环境变化产生反应的本质规律,因此蛋白质组学引起研究者的广泛关注.1蛋白质组学主要研究方法蛋白质组学的相关技术包括分离技术,鉴定技术,相互作用技术,生物信息学等.分离技术主要是二维聚丙烯酰胺凝胶电泳(two—dimensionalelectrophoresis,2-DE);鉴定技术主要有Edman降解法测N端序列,质谱(massspectrometry)技术,氨基酸组成分析,蛋白质芯片(proteinchip)技术;相互作用技术主要有酵母双杂交系统,表面等离子共振(surfaceplasmonre

4、sonance,SPR)技术等.双向凝胶电泳和质谱技术是当前分离鉴定蛋白质的两大支柱技术,它们的结合是现代蛋白质组学研究的基础.双向电泳技术是O'FARRELL于1975年建立的用于分析蛋白差异表达的研究技术,能高分辨,高灵敏地展示各种因素引起的两个样品间的蛋白差异_1.双向电泳的基本原理是:第一向电泳为等电聚焦(IEF),按蛋白质等电点进行分离;第二向电泳为SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE),按亚基分子量大小进行分离;经过两次分离,蛋白以点的方式得到最优分离.质谱技术的基本原理是样品离子化后,根据不同离子间的质荷比(m/z)差异来分离并确定分子量

5、.该技术因具有高灵敏度,高通量及自动化等特点,从而能与蛋白质组大规模研究相适应,逐渐成为一种鉴定蛋白质的精确手段[1.2蛋白质组学在食用菌研究中的应用蛋白质组学研究已经应用于食用菌领域.虽然蛋白质组学在食用菌的研究中起步较晚,但也取得了一定的研究成果,本文就国内外的研究现状做一介绍.2.1国内研究2007年中国科学院沈世华等,采用双向电泳和质谱技术研究牛肝菌(Boletusedulis)在4%NaC1胁迫下蛋白质的变化,结果表明,在22个蛋白点中,14个上调,8个下调,这些蛋白质参与了蛋氨酸和S一腺苷蛋氨酸的合成以及糖酵解,DNA修复,细胞周期调控等

6、口.2008年,福建农林大学黄碧芳等采用蛋白质组学方法研究虎奶菇(Pleurotustuber—regium)的自溶现象,得到22收稿日期:2010—11-18原稿;2010—12—01修改稿作者简介:王瑞霞(1972一),女,2008年毕业于华南农业大学,博士,发表主笔论文6篇,参与着书3本.本文通讯作者E—mail:shiyongjunxuebao@126.com第4期王瑞霞,等:蛋白质组学研究概况及其在食用菌研究中的应用个明显上调的蛋白质点,经基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI—T0F/M)检测及肽指纹图谱(PMF)分析,其中8个蛋白

7、质得到鉴定,推测菌丝体自溶过程为:在营养条件不足或高温下,细胞正常代谢失控,内部结构解体,蛋白酶体承担降解细胞内蛋白质的任务,蛋白酶和内切葡聚糖酶等水解酶的大量释放促进细胞壁和细胞质降解,获得的自溶产物为其后代生长提供营养源;大量合成P.1,3一gIucanosyItransferase及微管蛋白等,参与细胞壁的更新,修补,以维持其正常形态和功能口.2008年,福建农林大学黄桂英等应用蛋白质组学方法和技术,通过比较最适温度和低温胁迫条件下真姬菇(Hypsiziygusmarmoreus)菌丝体蛋白质组的变化,寻找与低温胁迫紧密相关的差异蛋白,并探讨其

8、功能;比较分析2-DE图谱后发现26个上调或下调的差异表达的蛋白质,经过MALDI.TOF.MS/MS初步鉴