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蛋白点的鉴定 鉴定了百余种线粒体蛋白质 线粒体蛋白的钙离子螯合亲和层析的蛋白质组学研究 线粒体蛋白的凝集素Con A亲和层析的蛋白质组学研究 线粒体蛋白的苯基琼脂糖树脂亲和层析的蛋白质组学研究 亚细胞蛋白质组学展望 核仁、叶绿体、高尔基体、过氧化物酶体等 不同亚细胞结构的蛋白质组成、新蛋白质的发现甚至新亚细胞结构区域的发现等等从而深入促进了对亚细胞结构与功能的理解 生理与病理情况下的亚细胞蛋白质组学差异比较分析，将对疾病的病理机制乃至疾病的诊断治疗等都具有重要意义 蛋白质组学 浙江大学 生命科学学院 江 辉 第六章 亚细胞蛋白质组学Sub-cellular Proteomics 为什么要研究亚细胞蛋白质组学 蛋白质组通常被理解为一个生物体表达的全部蛋白质，或者多细胞生物一个组织或一类分化细胞表达的全部蛋白质 但在很多情况下，用通常的蛋白质组学很难对全细胞/组织进行系统全面的研究 生物体是一个复杂系统：2万多个ORF(人)，多种mRNA剪切方式、多种蛋白亚型（isoform），多种蛋白翻译后修饰…… 2-DE的分辨率：3000多个点 蛋白本身性质的限制：等电点极限、疏水性、相对分子质量范围及蛋白质丰度 为什么要研究亚细胞蛋白质组学 蛋白质的亚细胞定位对蛋白质生物功能的发挥起着极关键的作用，蛋白质亚细胞定位信息强烈暗示着其生物学功能。 随着多种物种基因组计划的实施，在后基因组时代对基因序列表达产物的功能分析将日益重要。 分离纯化出各种亚细胞组分，极大地降低了针对全细胞蛋白质组学研究的复杂性。 对亚细胞组分中蛋白质的鉴定，可以明确各种亚细胞组分的蛋白质组成，可以获得相应蛋白质的亚细胞定位信息，了解可促进对其结构与功能的理解，特别是亚细胞定位中的一些新蛋白质。 亚细胞蛋白质组学内涵 亚细胞蛋白质组学，就是针对细胞内不同区域结构功能单位的蛋白质组学研究。 细胞内成分根据空间结构、分布以及功能不同，分成不同细胞器或细胞区域，如细胞膜、胞浆、线粒体、溶酶体、过氧化物酶体、内质网、高尔基体和细胞核等。 细胞器内一些功能单位多是大分子结构体（Macromolecular Structures）或多蛋白质复合体（Multiprotein Complexes），如核基质（Nuclear Matrix）、剪接体（Spliceosome）、纺锤体（Spindle Pole）、核孔结构（Nuclear pore Complex）以及核糖体（Ribosomes）等。 这些细胞器、多蛋白质组成的功能单位的区域化（Compartmentalization）分布和聚集可被看作是蛋白质除等电点、相对分子质量之外的第三向分离参数而用于对全细胞蛋白质进行分离，对他们的蛋白质组学研究可以更好地理解全细胞的蛋白质组。 亚细胞蛋白质组学的意义 1、富集低丰度蛋白质，完善全细胞蛋白质组 全细胞表达的蛋白质种类繁多，直接做全细胞的蛋白质组学分析，受上样量及蛋白质组学技术本身的限制，难以分离、检测到全部蛋白质，尤其一些低丰度蛋白质。 各种蛋白质在细胞内有一定的空间分布，各种亚细胞组分也有各自特征性的蛋白质种类组成。 分离亚细胞组分可以减少蛋白质种类、富集低丰度蛋白质，可望分离鉴定出更多的新蛋白质、新基因。 MDCKⅡ细胞的内吞小泡（Endocytic Vesicles）的蛋白质组学研究 亚细胞蛋白质组学的意义 2、提供蛋白质的亚细胞定位信息 成熟蛋白质必须分拣到特定的细胞部位才能发挥其生物学功能，蛋白质的亚细胞定位信息会强烈暗示其生物学功能。 24846个人类蛋白质进行了亚细胞定位预测，发现其中约有3362个线粒体蛋白质、12170个细胞核蛋白质以及3791个内质网或高尔基体蛋白质等 亚细胞蛋白质组学的意义 3、加深对亚细胞组分的结构功能理解 对特定亚细胞组分（如细胞器或多蛋白质功能复合体）的所有蛋白质组成的了解非常有利于针对该结构功能单位的特别研究 酵母核孔复合体（Nuclear Pore Complex） 亚细胞蛋白质组学的意义 4、加深对细胞生理分子机制的理解 免疫电镜方法观察到从酵母纺锤体组分中分离到的11种新蛋白质中的8种共定位于纺锤体上。 分离与CD28相关的信号复合体，鉴定出4种新蛋白质与CD3?作用，提示了CD 3?分子在T细胞信号传导中的一种新的可能机制。 亚细胞蛋白质组学的技术基础 亚细胞组分的分离 细胞的破碎 亚细胞组分的分步分离： 差速离心 密度梯度 蛋白质组学技术 传统的2-DE-MS LC（Liquid Chromatography） 多维色谱与串联质谱联用（2D-LC-MS/MS） 双向电泳 强阳离子交换柱 反相柱 电喷雾离子化串联质谱（ESI-MS/MS）分析 数据库检索可一次性鉴定出数百甚至更多的蛋白质