基于2DE平台的蛋白质组学技术.pdf

微生物学研究方法与技术系列 基于2DE平台的蛋白质组学技术路径介绍 主讲：陈 飞 2015-09-25 进行蛋白质组学研究的必要性  生物调控机制的复杂性：涉及多个基因的多个层次的系统调节。 蛋白质：基因功能的执行者，调控更为直接。 蛋白质组学：从全局和整体的角度发现并解决问题，分析更全面。 蛋白质组学与代谢组学等其他策略相结合：发展的新趋势。 From DNA to Protein From Protein to Metabolite 基因组学 蛋白质组学 代谢组学 Min-Sik Kim, Sneha M. Pinto, Derese Getnet, et al. A draft map of the human proteome. Nature , 2014, 509:575-581 (29 May 2014) 蛋白质组学介绍 概念：蛋白质组学最初是1994年由Wilkins提出，最初定义为：一个基因 组所表达的蛋白质。但是这个定义并没有考虑到蛋白质组是多样的、动态 的，不同的组织、不同的分化程度，在不同的环境下，同一生物所表达的 蛋白质都可能不同。因此，目前认为：蛋白质组是特定时期或特定状态 下，一种生物体的某一组织或某一细胞的基因组所表达的包括亚型和修 饰的全部蛋白质。 蛋白质组学可分为三个研究层次：经典表达蛋白质组学、差异蛋白质组 学、功能蛋白质组学。一般我们所涉及到的主要是差异蛋白质组学 ：通 过某种方法和技术对某些过程中的生物样品（细胞、组织或体液等）的 蛋白质表达丰度进行比较分析，从而发现不同生理/代谢调控条件下蛋白 质表达水平的变化情况。 蛋白质组学的2条研究路径：根据蛋白分离技术的不同可为凝胶路线与色 谱路线。 蛋白质组学的2条研究路径 基于2DE 的蛋白质组学：得益于三大技术突破，固相化pH梯度胶条（IPG 胶条）的发明和完善（重复性）；双向凝胶电泳图谱的数字化及一系列分 析软件的问世；两种软电离质谱技术的出现（基质辅助、电喷雾）。 双向电泳技术介绍 原理：双向电泳就是第一向采用等电聚焦分离，第二向为SDS分离。最后 众多蛋白质能在等电点和分子量两个方向分开，在凝胶上可获得分辨率很高的二 维图谱。凝胶上每一个点都对应着样品中的一个或数个蛋白质，因此蛋白质的等 电点、分子量和在样品中的含量就可以显现出来，它的分辨率和灵敏度都很高， 一般可分离1000至3000个蛋白质，最高可分辨达11000个蛋白质，就连pI差别小 于0.001个pH单位也可以分辨出来，因此目前被认为是最好的蛋白质分离技术。 等电聚焦仪（第一向） 恒温水浴 垂直板电泳仪（第二向） 扫描仪 Differential analysis 2DE Sample Protein identification KEGG CK Database