蛋白质组学的应用及发展趋势3课件

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,*,蛋白质组学的应用及发展趋势3,*,蛋白质组学的应用及发展趋势3,2024/11/16,蛋白质组学的应用及发展趋势3,蛋白质组学的应用及发展趋势32023/9/29蛋白质组学的应,1,（一）、蛋白质组学的应用,1 在临床疾病中的应用,2 在微生物蛋白质组学中的应用,3 在植物研究中的应用,4 在肾脏病学领域的应用,（二）蛋白质组学的发展趋势,1 在基础研究方面,2 在应用研究方面,3 在技术发展方面,蛋白质组学的应用及发展趋势3,（一）、蛋白质组学的应用 1 在,2,（一）、蛋白质组学的应用,蛋白质组学的应用及发展趋势3,蛋白质组学的应用及发展趋势3,3,1、在临床疾病中的应用,蛋白质组学的应用及发展趋势3,蛋白质组学的应用及发展趋势3,4,1.诊断：如,疾病筛查、疾病分期分型,等。因为不同病理过程中蛋白质的种类和数量会有不同的变化，有的蛋白质呈现明显的上调，有的则较正常生理过程出现缺失或明显下调，把这些疾病特异和疾病相关的蛋白质作为,生物标志物(biomarker),。对于特定蛋白质在特定疾病中的作用的深入研究，为最终,找到疾病的病因、发病机制提供了客观依据，也是疾病临床分期分型的分子基础。,2.指导治疗：如病程分析,、用药、手术时机的选择等。,3.,提供药物开发的临床依据：,如确定药物靶点、新药开发,(,某些药物本身就是蛋白质,),等。,4.,预后判断：,如根据生物标志物在不同疾病中的变化，从而判断疾病的性质和严重程度等,蛋白质组学的应用及发展趋势3,1.诊断：如疾病筛查、疾病分期分型等。因为不同病理过,5,1.1 在肿瘤方面的应用,恶性肿瘤的发生主要是由于相关基因发生突变，导致蛋白质的空间构成翻译后被修饰发生改变，造成细胞周期失控，细胞凋亡机制紊乱，细胞转移能力提高等方面的异常。,蛋白质组学可以分析、鉴定细胞同肿瘤细胞的蛋白差异，对疾病的诊断、治疗、预后评估提供有用的信息。,蛋白质组学的应用及发展趋势3,1.1 在肿瘤方面的应用恶性肿瘤的发生主要是由于相关基因发,6,1.2 在胰腺癌上的应用,胰腺癌是外科治疗效果最差的肿瘤之一，其年生存率不到5，这与缺乏早期诊断的可靠办法有关。糖链抗原19-9（CA19-9）作为胰腺癌组织分泌的黏蛋白抗原，敏感性较高，但特异性不高，在胰腺癌,早期诊断筛查,中的应用受到了限制。,蛋白质组学的应用及发展趋势3,1.2 在胰腺癌上的应用 胰腺癌是外科治疗效果最差的肿,7,1.2 在胰腺癌上的应用,现在可利用,SELDI技术,分析胰腺癌病人同正常人的血清并鉴定出两个最具有识别能力的蛋白质峰，诊断敏感度为78，特异性为97，高于现有的血清标准标记物CA19-9。,并且二者联用的诊断准确率更高。,蛋白质组学的应用及发展趋势3,1.2 在胰腺癌上的应用 现在可利用SELDI技术分析,8,1.3 在神经系统疾病方面的应用,随着我国人口老龄化的到来，,老年病,尤其是老年性神经系统疾病的发病率日趋升高，临床上主要,有阿尔茨海默症（AD）帕金森症,等，临床上尚未找到特效的治疗方法也很难抓住良好的治疗时机。,蛋白质组学的应用及发展趋势3,1.3 在神经系统疾病方面的应用 随着我国人口老龄化的到,9,1.3 在神经系统疾病方面的应用,应用蛋白质组学技术发现AD的脑脊液和/或血浆蛋白特异性改变，可为AD的诊断、治疗药物的设计和筛选奠定基础。,通过分析AD病人血浆蛋白后发现，AD相关蛋白载脂蛋白E、tau-1和早老蛋白均可在病人血浆中检测到，提示位于细胞器的tau-1和早老蛋白外流到血浆中，并且达到可检测的水平，对这些蛋白在血浆中异构体的分析将有助于脑部疾病的诊断，而不需要损伤脑组织。,蛋白质组学的应用及发展趋势3,1.3 在神经系统疾病方面的应用 应用蛋白质组学技术发现,10,2 在微生物蛋白质组学中的应用,蛋白质组学的应用及发展趋势3,蛋白质组学的应用及发展趋势3,11,2.1 病毒微生物蛋白质组学,由于病毒微生物与感染性疾病密切相关，研究这些致病微生物的蛋白质组学对于,了解其毒性因子、抗原以及疫苗的制备,非常重要。,在已完成基因组测序的47种致病苏白及其菌株中，有14种已进行过蛋白质组研究，其中对大肠埃希菌、流感嗜血杆菌、结合分支杆菌等三种菌还进行过模式菌和临床病菌的差异蛋白质组比较研究,蛋白质组学的应用及发展趋势3,2.1 病毒微生物蛋白质组学由于病毒微生物与感染性疾病密切,12,2.1.1 遗传与变异方面的研究,遗传与变异方面的研究,主要是通蛋白质研究结果与基因组预测的（开放阅读框）ORF相比较来校正基因组的研究结果。,蛋白质组的研究结果可以对基因组的研究结果起到补充和修正的作用，,而且,通过同一致病菌不同菌株的蛋白质研究，可以对病株进行分类。,蛋白质组学的应用及发展趋势3,2.1.1 遗传与变异方面的研究 遗传与变异方面的研,13,2.1.2 病原菌致病机理及毒力因子的研究,通过在整体水平上比较病原菌和非致病菌的蛋白质谱，以及在各种环境下致病菌毒力和蛋白质谱的变化，可以发现致病株的,毒力调控机制和毒力因子。,蛋白质组学的应用及发展趋势3,2.1.2 病原菌致病机理及毒力因子的研究 通过在整,14,2.1.3 研究宿主和微生物的相互关系，寻找免疫靶点，开发新型疫苗,蛋白质组研究方法与免疫杂交方法相结合,的研究已广泛应用于宿主对病原菌的体液和细胞免疫应答研究中，并形成了蛋白质的一个新的分支,免疫蛋白质组,。,通过细菌蛋白质组与宿主多克隆血清的杂交反应，可以发现新的抗原决定因子群，以用于疫苗开发和诊断分析。,蛋白质组学的应用及发展趋势3,2.1.3 研究宿主和微生物的相互关系，寻找免疫靶点，开发,15,2.1.4 药物抗性的研究,通过抗性菌株与敏感菌株的差异蛋白质组研究，可以对细菌耐药机制进行研究，发现,抗药性相关因子，为新药研究提供线索。,蛋白质组学的应用及发展趋势3,2.1.4 药物抗性的研究 通过抗性菌株与敏感菌株的差,16,2.1.5 抗菌药物的开发,首先是通过分析细菌对抗菌药物有不同反应的菌株的蛋白质组可以寻找新的抗菌药物，筛选靶点和模式。而利用一组作用位点类似的抗菌药物可以筛选出与该类药物相应的标志物和作用模式，确定的标志物和作用模式又可用于筛选新的候选药物或用于确证一些新的化合物的真实作用机制和位点。,蛋白质组学的应用及发展趋势3,2.1.5 抗菌药物的开发 首先是通过分析细菌对抗菌,17,2.2 模式微生物蛋白质组学,后基因组时代典型的模式生物具有,适用于各种遗传学研究方法、传代时间短、有雄厚的研究基础的特点,，可以实现对于生物学问题的简单化研究，因而模式微生物蛋白质组研究也是微生物蛋白质组研究的一个重要方面。,工作重点在于,建立基础数据库、结构蛋白质组学、蛋白质表达与调控、蛋白质复合物和蛋白质相互作用研究等方面,。,研究最广泛的模式微生物是,原核的大肠杆菌和真核的酵母菌,（包括酿酒酵母和裂殖酵母).,蛋白质组学的应用及发展趋势3,2.2 模式微生物蛋白质组学后基因组时代典型的模式生物具有,18,3 在植物研究中的应用,蛋白质组学的应用及发展趋势3,蛋白质组学的应用及发展趋势3,19,3.1 植物生理蛋白质组学,植物生理蛋白质组学对于更好地了解非生物胁迫的伤害机制、植物对非生物环境的适应机制、生物之间的相互作用机制、植物激素的调节作用等有,重要意义,。,Renaut 等于2004 年对欧洲,山杨低温下适应反应的蛋白质,研究表明,低温诱导一系列伴侣蛋白、应激蛋白、解毒酶和信号传导相关蛋白质含量增加或重新合成,而细胞壁和功能相关的蛋白质减少。,蛋白质组学的应用及发展趋势3,3.1 植物生理蛋白质组学植物生理蛋白质组学对于更好地了解,20,3.1 植物生理蛋白质组学,Christian L 等于2005 年为了研究NO 信号分子在植物中的调节作用,采用蛋白质组学研究的方法对由NO 处理后的拟南芥【Arabidopsisthaliana(Linn.)Heynh】中发生硫基亚硝化的蛋白质进行研究,发现,NO 可能是通过蛋白质的硫基亚硝化作用来调节细胞中的应激反应、氧化还原反应、信号调节、细胞骨架、代谢作用等相关信号途径。,蛋白质组学的应用及发展趋势3,3.1 植物生理蛋白质组学 Christian L,21,3.2 植物遗传多样性蛋白质组学,植物遗传多样性蛋白质组学,主要以蛋白质组学标记为纽带联系基因多样性和表型多样性,有助于了解植物种内和种间进化趋势。,David 等及Picard等于1997 年分别利用D-PAGE 分析了亲缘关系很近的,硬粒小麦,(Triticum aestivum Linn.),不同株系的遗传多样性,发现品系间的多态性很低,并且7 个蛋白可以用于基因型的鉴定。,蛋白质组学的应用及发展趋势3,3.2 植物遗传多样性蛋白质组学植物遗传多样性蛋白质组学主,22,3.2 植物遗传多样性蛋白质组学,Barreneche 等比较了6个欧洲国家的23 种,栎属,(Quercus Linnaeus),植物,分析了幼苗的总蛋白质,共得到530 种蛋白质,其中101 个具有多态性。,试验结果显示,种内和种间的距离非常接近,并且证实无梗花栎Q.petraea(Mattuschka)Lieblein和夏栎(Q.robur Linn.)2 个种的遗传分化水平很低。,蛋白质组学的应用及发展趋势3,3.2 植物遗传多样性蛋白质组学 Barren,23,3.3 植物组织器官蛋白质组学,主要研究植物根、茎、叶、种子、芽、种皮、愈伤组织等的蛋白质组,有助于我们了解特定组织器官、重要生理过程相关的蛋白质功能和理解植物发育过程机制。,Komat等以双向凝胶电泳分离,水稻绿叶和枯叶中蛋白质组,后,从中筛选出85 种蛋白质进行N 端Edman降解测序。对其中21 种蛋白质的N 端序列作了鉴定,结果显示,绿色叶子中有促进光合作用的蛋白质。另外,枯黄叶子中只发现了L-抗坏血酸盐过氧化物酶,显示枯黄叶子中含油气保护作用的过氧化物酶。,蛋白质组学的应用及发展趋势3,3.3 植物组织器官蛋白质组学 主要研究植物根、茎、叶、种,24,3.3 植物组织器官蛋白质组学,Ricardo 等于2004 年对,大麻(Cannabissativa Linnaeus)的叶、花、槲果组织特异性蛋白,的研究表明,大麻醇在这些组织中表达显著不同,主要在槲果中分布,。Hajduch 等于2005 年对,大豆(Glycine max Linn.)种子饱满期的数百种蛋白质进行了鉴定,其中还有许多与种子饱满相关的裂解酶、半胱氨酸和蛋氨酸的生物合成酶、脂肪氧化酶及未知蛋白质的积累等还在继续研究中。,蛋白质组学的应用及发展趋势3,3.3 植物组织器官蛋白质组学 Ricardo 等于,25,3.4 植物亚细胞蛋白组学,研究一个细胞器内表达的蛋白质组,。,目前研究较多的是叶绿体,对线粒体和其他细胞器的蛋白质组学研究也有报道。,分析烟草、拟南芥、水稻亚细胞结构的质膜、线粒体膜、高尔基体膜、液泡膜等的蛋白质组,为在基因水平上研究植物的功能提供了有利线索。许多参与光合作用的基因也已经用蛋白质组学技术作了鉴定,如Lieselbach 等于2000 年分析,拟南芥叶绿体类囊体腔内蛋白质组,时,鉴定到一种新型的质体蓝素,。此外,对拟南芥,胞质核糖体,、,植物次生壁生长,、,花粉授粉的种间隔离和线粒体内分子鉴定,研究中,也开始使用蛋白质组学技术。,蛋白质组学的应用及发展趋势3,3.4 植物亚细胞蛋白组学研究一个细胞器内表达的蛋白质组。,26,4 在肾、脏病研究中的应用,蛋白质组学的应用及发展趋势3,4 在肾、脏病研究中的应用蛋白质组学的应用及发展趋势3,27,4 在肾脏病学领域的应用,疾病蛋白质组学,：,疾病蛋白质组学研究是,利用蛋白质组学技术，通过比较正常和病理状态下的细胞或组织中的蛋白质在表达数量、表达位置和修饰状态上的差异，可以发现与病理改变有关或疾病特异性蛋白质。,这些蛋白质