蛋白质在病理学护理的探究进展病理学护理论文.doc

蛋白质在病理学护理的探究进展病理学护理论文 本文作者：朱永生 蔡秋华 罗曦 王颖姮 吴方喜 张建福 谢华安 单位：福建省农业科学院水稻研究所 福州国家水稻改良分中心／福建省作物分子育种工程实验室／福建省水稻分子育种重点实验室 福建省作物种质创新与分子育种省部共建国家重点实验室培育基地 人类基因组计划自２０世纪９０年代初开展以来，取得了许多重要的研究进展，获得了包括人类、水稻、拟南芥等多种模式生物在内的基因组ＤＮＡ的全序列［１－４］，这对生命科学的发展具有划时代的意义，生命科学从此进入了后基因组时代。 然而，这些令人振奋的进展也随之产生了新问题，由基因编码的蛋白质与基因本身不同，其在生物体内的表达和功能具有复杂的动态性、时空性，以及１个基因对应多个蛋白质，即ｍＲＮＡ与蛋白质之间并非简单的一一对应关系，蛋白质的结构也不可能依靠ＤＮＡ序列来解析。大量的新基因及蛋白质数据不断涌现，就需要重新认识这些基因与其所编码的蛋白质的结构及它们所执行的功能等，从而将各个蛋白质之间的上、下游关系和相互作用解释清楚。此外，蛋白质在生物体合成之后，对于蛋白质翻译后加工、修饰、蛋白质之间的相互作用、功能以及其运输、在生物体的组织和细胞定位、蛋白质结构的形成、代谢途径等都无法从基因组水平的研究上进行解释。所以，直接在蛋白质水平上的研究对于深入剖析生物体的运行机制具有重要的意义［５］。 在这个研究背景下，１９９４年ＭａｒｃＷｉｌｋｉｎｓ在意大利的二维凝胶电泳（Ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｇｅｌｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ，２－ＤＥ）会议上首次提出了蛋白质组（Ｐｒｏｔｅｏｍｅ）的概念［６］。它是指生物体的全部蛋白质组成及其表达方式。蛋白质组研究目前虽然尚处于起始阶段，但已经获得了很多重要的研究成果。当今蛋白质组学的主要任务是不断完善和更新蛋白质组研究技术和手段，大量进行蛋白质分析。在植物病理学的应用研究中，可以通过比较正常组织和疾病组织的蛋白质表达情况，鉴定出特异的病程相关蛋白质，而这些特异蛋白质也可以作标记来辅助选育抗病品种，从而将其应用于农业生产实践［７］。 １蛋白质组学研究手段 目前，蛋白质组的研究内容主要分２个方面。 一方面，通过双向电泳技术获得正常（健康）生理条件下的生物体、组织或某些特定细胞的蛋白质组电泳图谱，并将这些图谱数据作为待检测生物体、组织或某些特定细胞的参考电泳图谱。另一方面则是比较在非正常（疾病）生理条件下生物体蛋白质组所发生的变化。如蛋白质表达量的变化、组织表达特异性的变化、蛋白质翻译后修饰的变化以及在细胞或亚细胞水平上的定位变化等。通过对双向电泳图谱上具有显著差异表达的蛋白质的分析鉴定，可以对编码该蛋白质的基因进行研究，延伸对该基因功能及结构的了解，也可以为功能蛋白质组学的研究提供参考，甚至发现新的基因和蛋白质，完善已有基因组和蛋白质组数据库等［８］。目前，蛋白质组学的主要研究技术包括３个方面，即包括蛋白质的分离、鉴定技术和生物信息学技术。 １．１蛋白质分离技术 双向电泳技术作为目前蛋白质组学中应用最为广泛的实验技术，它具有实验流程成熟、分辨率高、重复性好的特点，是一种成熟的蛋白质组学研究技术［９］。双向电泳的基本原理是，根据所有蛋白质的等电点和分子量大小，进行２次电泳将其分离。双向电泳的第一向是等电聚焦（Ｉｓｏｅｌｅｃｔｒｉｃｆｏｃｕｓｉｎｇ，ＩＥＦ），即按照蛋白质的等电点进行分离，分为固相化ｐＨ梯度等电聚焦和载体两性电解质ｐＨ梯度等电聚焦２种，目前广泛采用预制胶条进行固相化ｐＨ梯度等电聚焦［１０］。第二向是ＳＤＳ－聚丙烯酰胺凝胶电泳（ＳＤＳ－ＰＡＧＥ），即对蛋白质分子量的大小进行分离，一般采用垂直电泳或水平电泳。由于双向电泳利用了蛋白质的两个彼此不相关的而对蛋白质的性状又极其重要性质对其进行有效分离，因此该方法具有较高的分辨率，一般能分辨出２０００个左右蛋白质点，最高可以达到１１０００个蛋白质点的分辨率［１１］。 近年来，随着生命科学的不断发展，越来越多的交叉学科和实验技术也随之出现，如一些新的蛋白质分离方法，亲和色谱、多维色谱毛细管电泳等。这些新技术虽然不能完全代替双向电泳技术，但可以在一定程度上弥补双向电泳的一些不足。从目前的发展趋势来看，液相色谱－质谱联用已经成为发展较快的蛋白质组学分离技术之一，并越来越受到蛋白质组学研究者的关注。该技术最突出的优势是对生物体蛋白质组进行分析时的歧视效应大大减小，该技术可以同时实现蛋白质的分离和鉴定的在线联用，因此，液－质联用技术的发展有利于蛋白质组研究向高通量化和自动化的方向发展［１２］。 然而，双向电泳技术作为最成熟的蛋白质组学研究方法，可以既快又全面地获取生物体蛋白质组变化的宏观信息，同时也可