《药学分子生物学》复习资料.docVIP

蛋白质组的概念：* proteome是由一个基因组、一个细胞、一个有机体或某一特定的组织类型所表达的全部蛋白质。 蛋白质组包含时间、空间的概念，随着组织、甚至环境状态的不同而改变。 蛋白质的种类和数量在同一机体的不同细胞中是各不相同的。同一细胞，在不同时期、不同条件下，蛋白质组也是在不断改变的。在病理或治疗过程中，细胞蛋白质的组成及其变化与正常生理过程的也不同。 蛋白质组学的概念：* proteomics是研究蛋白质组的科学。包括蛋白质的组成、表达水平、翻译后修饰、蛋白质间相互作用等。 蛋白质组比基因组复杂 基因：有4种单核苷酸；蛋白质：不仅仅是20 AA：剪接、翻译 蛋白质的生物学活性取决于：DNA、mRNA剪接、修饰、定位、分布、结合形式等。 基因组研究的是生物的整体，而蛋白质组研究的对象范围小，甚至只是细胞器蛋白质组学。 蛋白质组学的分类：表达蛋白质组学（Expression proteomics）；结构蛋白质组学（Structural proteomics）；功能蛋白质组学（Functional proteomics） 1）.表达蛋白质组学：*比较不同样品间蛋白质表达谱、表达量、修饰的差异，发现疾病特异性蛋白质或药靶。 2）.结构蛋白质组学：*对特定细胞器中全部蛋白质或蛋白质复合体的结构进行分析，确定它们在细胞中的定位，了解蛋白质之间的相互关系。目的：*建立细胞内信号转导网络图。加快药靶的确定和药物的筛选。 3）.功能蛋白质组学：*研究执行某种功能的：蛋白质复合体；蛋白质-蛋白质相互作用；蛋白质-DNA/RNA相互作用；蛋白质翻译后修饰。 蛋白质组学新的研究趋势:亚细胞蛋白质组学;定量蛋白质组学;磷酸化蛋白质组学；糖基化蛋白质组学；相互作用蛋白质组学 蛋白质组与转录组的关系 ①转录组研究的是mRNA总和，蛋白质组研究的是所有蛋白质，前者指导后者，但并不绝对，因为翻译有调控和后续修饰、跨膜转运作用。 ②*种类和含量的相关性＜0.5； mRNA不能反应蛋白质的定位、迁移、相互作用。 ③转录组和蛋白质组都受多种因素的调节 蛋白质组学的主要研究技术 ①微量蛋白无法进行扩增。②蛋白质组也没有一种测序技术与基因组研究中起关键作用的自动化的DNA测序技术相媲美。 ③Chip等技术的发展使我们对基因的研究可以高通量，而对蛋白质组的研究离高通量还有很大差距。 *蛋白质组学技术（一）双向凝胶电泳（二）生物质谱（三）蛋白质芯片（四）酵母双杂交（五）生物信息学 （一）双向凝胶电泳（two-dimensional electrophoresis，2-DE）：是等电聚焦电泳（IFE）和SDS的组合，即先进行等电聚焦电泳（按pI分离），然后再进行SDS（按分子大小分离），经染色得到的电泳图是个二维分布的蛋白质图：水平方向反映出蛋白在pI上的差异，垂直方向反映出它们在分子量上的差别。。 （二）生物质谱 质谱（Mass Spectrometry, MS）是在高真空系统中测定样品的分子离子及碎片离子质量，以确定样品相对分子质量及分子结构的方法，即样品分子离子化后，根据不同离子间质核比（m/z）的差异来分离并确定分子量。 质谱法的原理是待测化合物分子吸收能量后产生电离，生成分子离子，分子离子由于具有较高的能量，会进一步按化合物自身特有的碎裂规律分裂，生成一系列确定组成的碎片离子，将所有不同质量的离子和各离子的多少按质荷比记录下来，就得到一张质谱图。由于在相同实验条件下每种化合物都有其确定的质谱图，因此将所得谱图与已知谱图对照，就可确定待测化合物。 1.基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS） 基质附助激光解吸电离离子源（MALDI）的原理是用激光照射，而使生物分子电离的过程。 飞行时间质量分析器（TOF）的原理是离子在电场作用下加速飞过飞行管道，根据到达检测器的飞行时间不同而被检测即测定离子的质荷比（M/Z）与离子的飞行时间成正比，检测离子。 2.电喷雾离子化质谱（ESI-MS） 在喷射过程中利用电场完成多肽样品的离子化，根据其质荷比差异进行分离，并确定分子质量。 *肽质量指纹谱（PMF）（Peptide Mass Fingerprinting, PMF）是蛋白质被识别特异酶切位点的蛋白酶水解后得到的肽片段的质量图谱。 *双向电泳+质谱研究蛋白质组的程序 样品制备（蛋白质提取）；蛋白质分离（双向电泳）；凝胶染色（便于观察）； 图像分析：寻找丰度差异的斑点；胶内酶切（肽混合物的制备）；质谱分析（获得肽指纹图）；数据库检索（鉴定） （三）蛋白质芯片 蛋白质芯片（protein chip）是一种高通量的蛋白功能分析技术，可用于蛋白质表达谱分析，研究蛋白质与蛋白质的相互作用，甚至DNA－蛋白质、RNA－蛋白质的相互作用，筛选药物作用的蛋白靶点