第九章：药物蛋白质组学

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,药学分子生物学,张 徐,江苏大学 医学院,分子生物学及检验教研室,xuzhang,第二篇 药学分子生物学应用,一、转录组与转录组学,二、转录组学在药学中的应用,第八章 药物转录组学,(pharmacotranscriptomics),转录组（,transcriptome,）,广义：指在某一生理条件下、一种细胞、组织、器官或生物体所能转录出来的,所有RNA的,总和，包括,mRNA,和非编码,RNA,。,狭义：指所有,mRNA,的集合。,转录组学（,transcriptomics,）,在整体水平研究细胞中基因转录情况及其调控规律的学科。,研究方法：,基因芯片技术、,SAGE,（,基因表达系列分析）、,MPSS,（大规模平行信号测序系统）、,RNA,测序,一、药靶候选基因的鉴定,第二节 转录组学在药学中的应用,二、反义药物和,siRNA,药物,包括：反义,DNA,、 反义,R,NA,、,核酶,反义药物：,通过与靶,DNA,或,mRNA,互补,杂交，阻止或抑制靶基因表达，发挥治疗作用的药物。,反义药物,特点,:,新的化学物质（,核酸,）；,新的药物受体（,DNA,或,mRNA,）；,新的结合方式（,碱基配对,）；新的结合后反应（,降解靶,RNA,）。,第一个反义药物：,福米韦生,(fomivirsen),1998,年，美国,FDA,批准，由,21,个硫代脱氧核苷酸组成。通过抑制人类巨细胞病毒（,CMV,）,mRNA,发挥抗病毒作用。,siRNA,药物,根据,RNA,干扰原理设计出来的小干扰,RNA,，通过诱导同源,mRNA,降解，有效阻断基因表达，起到治疗疾病效果。,VEGF,可促进,湿性老年性黄斑变性,（,wet-AMD,）眼中新血管的生长，使血液渗漏进人眼内，从而导致视力丧失。,OPKO,公司开发出,Bevasiranib,（,siRNA,药物），,抑制,VEGF,表达,，,治疗,AMD,。,基因失活性治疗,第二篇 药学分子生物学应用,第九章,药物蛋白质组学,(Phamacoproteomics),一、概述（概念、分类、主要技术）,二、药物蛋白质组学及应用,一、蛋白质组学,(proteomics),蛋白质,组,(Proteome),：,一种细胞、某一特定组织或个体所表达的,全部蛋白质。,蛋白质组学,(Proteomics),：,从整体水平研究蛋白质,组成、表达水平、翻译后修饰、相互作用的学科。,二、蛋白质组学分类,1.,表达蛋白质组学：,比较,正常样品,与,病理样品,、药物治疗,前,后,样品的蛋白质表达或修饰差异。,2.,结构蛋白质组学：,分析蛋白质或复合体结构、定位,3.,功能蛋白质组学：,研究蛋白质功能,基因组,-,转录组,-,蛋白质组,DNA,(Genome),RNA,(Transcriptome),Proteins,(Proteome),DNA sequencing,Whole genome,Microarray,2D-PAGE,MS/MS,?,四、蛋白质组学主要研究技术,1,、蛋白质分离,双向凝胶电泳技术,2,、蛋白质鉴定,生物质谱,3,、蛋白质,-,蛋白质相互作用,蛋白质芯片、酵母双杂交,双向凝胶电泳技术,双向凝胶电泳技术,双向凝胶电泳技术,Sample (a),Sample (b),Sample (c),Present in (a) and (c) not (b),Present only in (a),Stronger in (b) than (a) or (c),双向凝胶电泳图像分析,荧光差异显示双向电泳,(2D-DIGE),关 键 问 题：,如何鉴定双向电泳分离出来的蛋白质？,质 谱 分 析,质谱：,是将被测物用一定的方法,离子化,，然后按产生的带电离子的,质荷比,（质量,/,电荷，,m/z,）进行,分离,并,检测,，最后根据各离子谱峰的强度,解析,被测物的,相对分子质量和结构,信息的一种分析技术。用于测量分析生物样本（蛋白质、核酸）称为,生物质谱,。,8 9 10 11 12 13 14 15 16,12 units,12 units,质谱分析技术路线：,样品,离子源,质量分析器,离子检测器,固体,液体,蒸汽,形成带电离子,电离,质量分选,根据,m/z,分选离子,数据处理,质谱,检测离子,质谱分析的基本步骤,:,1.,样品离子化,2.,根据质荷比,(m/z),不同分离离子,3.,检测每种质量离子的数目,4.,收集、处理数据得到质谱图,离子源,基质辅助激光解析电离,(MALDI),质量分析器,飞行时间,(TOF),MALDI-TOF MS,（基质辅助激光解析电离,-,飞行时间质谱）,图,1.,一个典型的质谱图,（横坐标为质荷比，即相对分子质量，纵坐标为各个肽段的相对含量，每个峰的数字代表了这个峰对应的肽段的质量）,1234.5396,783.9147,375.2561,肽质量指纹谱,（,PMF,）,胰酶消化,凝胶,蛋白质,数据库,?,1,2,3,比较,:,是否相同,?,质谱,3235.2256,多肽 已测得质 谱数据或理论 质谱 数据,蛋白质芯片,酵母双杂交,二、药物蛋白质组学及应用,构建分子药理筛选模型：,分子细胞,、组织器官、整体动物水平,药物靶点的发现、,验证和优化,药物作用机制研究,药物毒理机制研究,耐药机制研究,药物作用靶点,（,drug target）：,具有重要生理或病理功能，能够与药物分子相结合并产生药理作用的,(,生物大,),分子,及其特有的结构位点。,Proteins/peptides 95%,Current number of,drug targets 500,新的药物作用靶点,Number,of Drug Targets,12,000,0,6,000,4,000,2,000,10,000,8,000,Approx. 500,5,00010,000,Cumulative Number of Targets Known Today,New Targets Expected from Human Genome Project,药物作用靶点发现的方法,考试题型,1,、名词解释：,3,分,/,题，,10,题,2,、填空题：,1,分,/,空，,20,空,3,、论述题：,10,分,/,题，,3,题,4,、案例分析题：,20,分,/,题，,1,题,基因、基因组、基因组学,病毒、原核生物、真核生物基因组特点,重叠基因、操纵子、断裂基因、基因家族；顺式作用元件、反式作用因子、启动子,人类基因组计划,第一章 基因与基因组,第六章 常用分子生物学技术,核酸分子杂交：,核酸探针,印迹杂交：,Southern blot,、,Northern blot,、,Western blot,；,原位杂交（荧光原位杂交）；生物芯片（,基因芯片,、蛋白质芯片）,RNA,干扰技术：,siRNA,、,RNA,干扰、,机制、应用,基因敲除技术：,基因敲除,第六章 常用分子生物学技术,聚合酶链式反应,(PCR),：,PCR,原理、体系、步骤；,RT-PCR,、多重,PCR,、实时荧光定量,PCR,；,PCR,技术应用,基因工程（,DNA,重组、分子克隆）技术,分子克隆程序：分、切、连、转、筛、表,目的基因获取途径,载体（种类、特征）、质粒、多克隆位点、工具酶、感受态细胞、转化、转导,阳性重组体筛选,基因工程生产重组药物一般流程,第十章 外源基因表达与基因工程药物,第七章 药物基因组学,定义、目标、研究方法,单核苷酸多态性,(SNP),、单体型、检测技术,遗传变异与药物应答,基因分型指导合理用药,药物基因组学与新药研发、个性化用药,第八章 药物转录组学,反义药物,siRNA,药物与基因失活性治疗,第九章 药物蛋白质组学,主要研究技术,药物蛋白质组学的应用,