蛋白质组学技术及其在低剂量辐射生物效应中应用.pptVIP

蛋白质组学实验室所需的条件 Thank you！ * 蛋白质组(proteome) PROTEOME = PROTEin +genOME 最早是由澳大利亚学者Wilkins和Williams等人于1994年提出，并首次公开发表在1995年7月的Electrophoresis杂志上，指的是由一个细胞、一个组织或是一种生物的基因组所表达的全部相应的蛋白质。 蛋白质组学（Proteomics） 指应用各种技术手段来研究蛋白质组的一门新兴科学，其目的是从整体的角度分析细胞或组织内动态变化的蛋白质组成成份、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与联系，揭示蛋白质功能与细胞生命活动规律。 蛋白质组与基因组相对应，也是一个整体的概念，是基因组表达的全部蛋白。但两者又有根本的不同之处 基因组是静态的，一个有机体从它的发生、发展到衰老、死亡，不同细胞、组织和器官的基因组是基本稳定不变。蛋白质组作为基因组表达的产物随时间、地点、环境等条件变化，是一个动态的概念。 在人类基因组计划中大约有30,000个基因被鉴定出来。一个基因=平均4个左右的剪接变异体，约120,000或更多的独立蛋白。翻译后修饰和蛋白相互作用，蛋白质组比基因组复杂10倍以上。 蛋白质组学与基因组学的联系与区别 Proteomics 生理病理过程的复杂性 研究技术的高通量性 人类蛋白质组正式启动 2001年成立国际人类蛋白质组组织（HUPO），2003.12.15启动两个首批行动计划， 2003成立了中国人类蛋白质组组织（CHHUPO） 人类肝脏蛋白质组计划（HLPP）由中国军事医学科学院副院长贺福初院士领导，16国80多个实验室参加。中国第一次领导重大国际协作计划。 人类血浆蛋白质组计划（HPPP）由美国科学家牵头，13国47个实验室参加。 蛋白质组学的研究内容 在蛋白质水平上定量、动态、整体地研究生物体，它旨在阐明生物体全部蛋白质的表达模式及功能模式。 1）组成（表达）蛋白质组学—了解某种特定的细胞、组织或器官制造的蛋白质种类；蛋白质表达谱（组织、器官、细胞、亚细胞分布等） 2）比较蛋白质组学—寻找正常组织与异常组织蛋白表达差异 3）结构蛋白质组学—描绘蛋白质的精确三维结构，揭示其结构上的关键部位，如与药物结合并且决定其活性的部位。 4）功能蛋白质组学—蛋白质的功能和相互作用；明确各种蛋白质分子是如何形成类似于电路的网络； 5）蛋白质组学研究的技术平台与生物信息学—分离、鉴定技术，分析软件和数据库。 蛋白质组学研究技术 2 蛋白质组学的研究技术 蛋白质分离技术 基于凝胶系统的分离技术——双向凝胶电泳 基于非凝胶系统的分离技术——HPLC；毛细管电泳 蛋白质鉴定技术 Edman 测序 质谱技术； 生物信息学技术 蛋白质数据库； 相互作用研究技术 酵母双杂交技术 免疫共沉淀等 蛋白质分离技术 双向凝胶电泳 基本原理： 第一向为等电聚焦(Isoelectro focusing, IEF)，根据蛋白的等电点不同进行分离； 第二向为SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS)，按亚基分子量大小进行分离 优点：较高的分辨率，可同时分离上万种蛋白质 缺点：不适用于检测低丰度蛋白、疏水性及强酸强碱性蛋白；尚不能完全自动化，消耗时间长。  First Dimension IEF Second Dimension SDSGel Staining Spot Excision Imaging and Analysis 双向电泳流程 Sample Preparation 凝胶的图像处理分析和胶内酶切 凝胶图像的扫描： 图像加工： 斑点检测和定量： 凝胶配比： 数据分析： 数据呈递和解释： 2-DE数据库的建立： 图像扫描和分析——Image Scanner II 全自动斑点切取系统（Ettan Spot Picker）  蛋白质鉴定技术 Edman 降解 优点：测定肽序列，非常准确 缺点：成本高、测序速度较慢、灵敏度低，不适合鉴定数以百计的蛋白质 质谱法 原理：通过电离源将蛋白质分子转化为气相离子，然后利用质谱分析仪的电场、磁场将具有特定质量与电荷比值(M/Z 值)的蛋白质离子分离开来，经过离子检测器收集分离的离子，确定离子的M/Z 值，分析鉴定未知蛋白质。 具有准确性、易操作性、快速性及很好的普适性。 应用 03 能为亚微克级样品提供信息 高灵敏度 01 适用于复杂体系中痕量物质的鉴定或结构测定 与色谱有效 联用02 仪器体积重量大、售价高、速度慢、维护复杂、费电 缺点 04 质谱分析的特点 主要可以分为三种方法 肽质量指纹 图谱 用特异性的酶解或化学水解的方法将蛋白切成小