蛋白质组学-生物化学与分子生物学课件

蛋白质组学 组员：乔杰、徐景燕、杨拉维、谢伟 蛋白质组学 组员：乔杰、徐景燕、杨1什么是蛋白质组（proteome）？蛋白质组（proteome）是澳大利亚学者 Williams和Wilkins于1994年首先提出，源于蛋白质（protein）与基因组（genome）两个词的杂合，意指proteins expressed by a genome，即“一个细胞或一个组织基因组所表达的全部蛋白质”。什么是蛋白质组（proteome）？蛋白质组（pr2什么是蛋白质组学(proteomics)？指应用各种技术手段来研究蛋白质组的一门新兴科学，其目的是从整体的角度分析细胞内动态变化的蛋白质组成成分、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与联系，揭示蛋白质功能与细胞生命活动规律。什么是蛋白质组学(proteomics)？指应用各3内容一、蛋白质组学研究的历史与背景二、蛋白质组学的研究内容三、蛋白质组学的发展趋势四、蛋白质组学的研究意义五、蛋白质组学研究中的关键技术内容一、蛋白质组学研究的历史与背景4一、蛋白质组学研究的历史与背景随着人类基因组计划的实施和推进，生命科学研究已进入后基因组随着人类基因组计划的实施和推进，生命科学研究已进入后基因组时代。在这个时代，生命科学的主要研究对象是功能基因组学，包时代。在这个时代，生命科学的主要研究对象是功能基因组学，包括结构基因组研究和蛋白质组研究等。括结构基因组研究和蛋白质组研究等。19961996年，澳大利亚建立世界第一个蛋白质组研究中心年，澳大利亚建立世界第一个蛋白质组研究中心ARAFARAF。丹麦、加拿大、日本也先后成立了蛋白质组研究中心。在美国，各丹麦、加拿大、日本也先后成立了蛋白质组研究中心。在美国，各大药厂和公司在巨大财力的支持下，也纷纷加入蛋白质组的研究阵大药厂和公司在巨大财力的支持下，也纷纷加入蛋白质组的研究阵容。容。瑞士瑞士 蛋白质组数据库蛋白质组数据库“SWISSPROT”“SWISSPROT”。20012001年年4 4月，在美国成立了国际人类蛋白质组研究组织（月，在美国成立了国际人类蛋白质组研究组织（Human Human Proteome Organization,HUPOProteome Organization,HUPO）,随后欧洲、亚太地区都成立了区随后欧洲、亚太地区都成立了区域性蛋白质组研究组织，试图通过合作的方式，融合各方面的力量，域性蛋白质组研究组织，试图通过合作的方式，融合各方面的力量，完成人类蛋白质组计划（完成人类蛋白质组计划（Human Proteome ProjectHuman Proteome Project）。）。我国也于我国也于19981998年启动了蛋白质组学研究，在中科院上海生物化学研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。究所举办了两次全国性的蛋白质组学研讨会。一、蛋白质组学研究的历史与背景随着人类基因组计划的实施和推进5蛋白质组学-生物化学与分子生物学课件6序列和结构蛋白质组学序列和结构蛋白质组学 基于相似的序列产生相似的结构，发展了结构蛋白质组学，处理蛋白质结构的储存，提交，比较和预测。表达蛋白质组学表达蛋白质组学 致力于分析蛋白质的丰度，包括分离复杂的蛋白质混合物，鉴定各个组分和它们的系统定量分析相互作用蛋白质组学相互作用蛋白质组学 考虑蛋白质间遗传和物理的相互作用以及蛋白质和核酸或小分子间的相互作用功能蛋白质组学功能蛋白质组学 直接进行大规模蛋白质功能测定序列和结构蛋白质组学7蛋白质组学-生物化学与分子生物学课件8传统模式：传统模式：基因基因 mRNA mRNA 蛋白质蛋白质现代模式：现代模式：基因组基因组 转录组转录组 蛋白质组蛋白质组传统模式：基因 mRNA 蛋白质9蛋白质组学-生物化学与分子生物学课件10 五、蛋白质组学研究中的关键技术等电聚焦（等电聚焦（IEFIEF）根据蛋白质所带净电荷数在PH梯度胶内进行分离SDSPAGESDSPAGE 根据蛋白质的相对分子质量来进行分离双向凝胶电泳双向凝胶电泳2DGE2DGE 第一向等电聚焦，第二向SDSPAGE质谱法质谱法MSMS 五、蛋白质组学研究中的关键技术等电聚焦（IEF）11蛋白质组学蛋白质组学,一种新型检测治疗癌症一种新型检测治疗癌症的工具的工具蛋白质组学,一种新型检测治疗癌症的工具12AbstractCancer proteomics is a rapidly developing field and promises to accelerate the discovery of new diagnostic,prognostic and therapy-related biomarkers.Increasingly,the mechanisms of action of cancer drugs are defined at the molecular level.The possibility of detecting hundreds and thousands of proteins at the same point of time is a tool to define proteins associated with response or resistance to therapy.This strategy has been applied successfully in cell culture models and is implemented as translational research tool in early clinical trials of new anti-cancer agents.This review aims to summarize basic concepts and techniques of proteome analysis,its challenges and limitations,and discusses the opportunities for cancer therapy.Abstract13 Proteomic technologies Because of its diversity and complexity,the proteome cannot be revealed completely by a single technology.There are different approaches to overcome this complexity,for example by the isolation of subproteomes of organelles such as mitochondria or membrane fractions or by the isolation of classes of proteins with similar chemical properties(e.g.,phosphorylation).Proteomics encompasses various techniques with diverse windows of proteome mining.The choice of which technology to use must be driven by the underlying clinical or biological question.Proteomic technologies14蛋白质组学-生物化学与分子生物学课件15生物样品生物样品纯化纯化双向凝胶双向凝胶电泳电泳一维色谱，二一维色谱，二维色谱维色谱蛋白质的分离蛋白质的分离准备准备鉴定鉴定定量定量回收回收标记标记质谱质谱激光解吸电离激光解吸电离/飞行飞行时间质谱法时间质谱法,电喷雾电喷雾质谱法质谱法 表面增强激光表面增强激光解吸电离解吸电离/飞飞行时间质谱行时间质谱数据分析数据分析结果：蛋白质的编号，结果：蛋白质的编号，蛋白表达的变化蛋白表达的变化生物样品纯化双向凝胶电泳一维色谱，二维色谱蛋白质的分离准备鉴16蛋白质组学-生物化学与分子生物学课件17蛋白质组学-生物化学与分子生物学课件18蛋白质组学-生物化学与分子生物学课件19蛋白质组学-生物化学与分子生物学课件20Thank you!21