第九章蛋白质组学的研究方法和进展 - 中南大学在线课程平台.doc

中南大学生物科学与技术学院 分子生物学研究中心 教 案 授课科目: 授课内容:授课对象：临床医学年制年制授课时数：学时授课： 授课地点：授课时间： 第九章 蛋白质组学的研究方法和进展 一．目的要求 掌握：蛋白质组学和功能蛋白质组学的概念；常用蛋白质组学研究基本技术的原理及优缺点。 熟悉：通过质谱对双向凝胶上的蛋白质点进行鉴定的实验路线通过质谱对双向凝胶上的蛋白质点进行鉴定的实验路线通过质谱对双向凝胶上的蛋白质点进行鉴定的实验路线 第九章 蛋白质组学的研究方法和进展 一．目的要求 掌握：蛋白质组学和功能蛋白质组学的概念；常用蛋白质组学研究基本技术的原理及优缺点。 熟悉：通过质谱对双向凝胶上的蛋白质点进行鉴定的实验路线通过质谱对双向凝胶上的蛋白质点进行鉴定的实验路线通过质谱对双向凝胶上的蛋白质点进行鉴定的实验路线 具：多媒体课件 六、讲授内容（同八年制） 人类基因组序列）揭示基因组的精细结构，基因数量有限性和基因结构的相对稳定性，与生命现象的复杂性和多变性之间存在着巨大反差。促使人们认识到：基因只是遗传信息的载体。基因组学在基因活性和疾病的相关性方面为人类提供了有力根据,基因的表达方式错综复杂，同样的一个基因在不同条件、不同时期可能会起到完全不同的作用。研究生命现象，阐释生命活动的规律，只了解基因组的结构是不够的，对生命活动的直接执行者蛋白质对蛋白质的数量、结构、性质、相互关系和生物学功能进行全面深入的研究成为生命科学研究的迫切需要和重要任务。以蛋白质组（roteome）为研究的生命科学新时代已到来。 蛋白质组学的概念及其发展史 一蛋白质组学的概念蛋白质组澳大利亚学者Williams和Wilkins于1994年首先提出 , 源于蛋白质（protein）与基因组（genome）两个词的杂合，指一个细胞或一个组织基因组所表达的全部蛋白质。是对应于一个基因组的所有蛋白质构成的整体，而不是局限于一个或几个蛋白质。同一基因组在不同细胞、不同组织中的表达情况各不相同，即使是同一细胞，在不同的发育阶段、不同的生理条件甚至不同的环境影响下，其蛋白质的存在状态也不相同。因此，蛋白质组是一个在空间和时间上动态变化着的整体。而蛋白质组学(proteomics)是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。研究内容主要包括：了解某种特定的细胞、组织或器官制造的蛋白质种类；明确各种蛋白质分子是如何形成类似于电路的网络的；描绘蛋白质的精确三维结构，揭示结构上的关键部位——与药物结合并且决定其活性的部位。蛋白质组概念的提出标志着生命科学的一个崭新时代——蛋白质组时代已经开始，它是继基因组研究之后的又一“大学科”。即以蛋白质组为研究对象，在蛋白质多肽谱和基因产物图谱技术的基础上发展起来的一门科学，是通过对基因表达产物——蛋白质进行整体、动态、定量水平上的研究来阐述环境、疾病、药物等对细胞代谢的影响，并分析其主要作用机理、解释基因表达调节的主要方式。 要对“全部蛋白质” 进行研究是非常困难的，功能蛋白质组学的提出解决了这一难题，其研究对象是功能蛋白质组，即细胞在一定阶段或与某一生理现象相关的所有蛋白质，它是介于对个别蛋白质的传统蛋白质化学研究和以全部蛋白质为研究对象的蛋白质组学研究之间的层次，并把目标定位在蛋白质群体上，这一群体可大可小，从局部入手研究蛋白质组的各个功能亚群体，以把多个亚群体组合起来，逐步描绘出接近于生命细胞的全部蛋白质的蛋白质组图谱。功能蛋白质组学从理论和技术上使以全部蛋白质为研究对象的蛋白质组具体化更易于从时、空、量效方面动态、整体、深入地研究生理状态下同一组织细胞在不同发育阶段或同一组织细胞在不同个体间或同一基因组在不同组织细胞间，以及病理情况下同一疾病的不同发展阶段的蛋白质表达模式和功能模式的变化，揭示一些重要的生命现象和一些重大疾病的发生发展规律。 蛋白质组学的产生与发展20世纪中期以来，随着DNA双螺旋结构的提出和蛋白质空间结构的X射线解析，开始了分子生物学时代，对遗传信息载体DNA和生命功能的主要体现者蛋白质的研究，成为生命科学研究的主要内容。90年代初期，美国生物学家提出并实施了人类基因组计划，经过各国科学家多年的努力，人类基因组计划取得了巨大成绩，一些低等生物的DNA序列已被阐明，人类DNA序列的框架图已经测定，迄今已测定的表达序列标签（EST）几乎覆盖了人类所有基因。在这样的形势下，生命科学已进入了后基因组时代。在后基因组时代，生物学研究的重点已从揭示生命所有遗传信息转移到在整体水平上对生物功能的研究。这种转向的第一个标志就是产生了一门称为功能基因组学的新科学。功能基因