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《蛋白质组学》讲义  第一章 绪论 第二章 蛋白质组学的研究体系 蛋白质组学(Proteomics) Outline of Proteomics 第三章 蛋白质组学的应用与发展 第四章 蛋白质组学研究的实例 引言 ? 生命科学的主要研究对象是什么？ ? 生命科学的核心是什么？ ? 传统蛋白质研究研究什么？ ? 基因研究－基因组研究 ? 蛋白质组研究 生命科学的核心问题—生老病死 ? 生命现象的过程及其变化 －发生和发展 ? 解释疾病的发生 ? 诊断和治疗疾病 传统蛋白质研究 ? 研究对象：单个蛋白质 ? 核心问题：结构和功能 ? 由于蛋白质结构多变且各异，分离纯化不易，易失活，技术上存在困难，所以长期以来发展步子不 大 基因研究到基因组研究 ? 基因是遗传信息的载体，可以视为生命活动的内在因素，推动生命generation to generation地稳 定且适应环境变化地延续下去。DNA（基因）的发现是生命科学的伟大里程碑，它将生命科学加速 度地推进了。 ? 生物体是一个协调的整体，单个基因不能反映正确的整体信息 Biological Process( A simplified view )  Genome sequence Genes  Protein sequence  Protein structure  Protein function  Physiological activity  基因组学 Genomics Completely Sequenced Genomes（2001/2002） ? 4 /15 eucaryotes + (draft) human ? 9 /16 archaea ? 32 /89 bacteria ? 600 viruses ? 正在进行的基因组测序包括271原核生物和152真核生物。 SARS virus_coronavirus 1  《蛋白质组学》讲义 功能基因组学基因组的表达 但是，完成了测序，并不一定知道基因组的功能 ? cDNA阵列 (cDNA microarray) ? DNA 芯片 (DNA chips) ? 基因表达序列分析 (Serial analysis of gene expression, SAGE) ? 表达序列标记 (Expressed sequence tag, EST) 蛋白质表达的调控 转录水平 DNA → mRNA 翻译水平 mRNA → Protein 翻译后水平 Protein → Modified protein 蛋白质存在形式和活动规律，必须依赖蛋白质本身的研究 “If the 1990s were the decade of genomics, the first three years of the new century are set to become the decade of the proteomics.” N.Leigh Anderson Current Opinion in Biotechnology,2000,11:408-412 “Proteins are central to our understanding of cellular function and disease processes, and without a concerted effort in proteomics, the fruits of genomics will go unrealized.” Nature 409, 747 (2001) 第一章 绪论 2  《蛋白质组学》讲义 ? 科学发展的历史背景 ? 基本概念 ? 蛋白质组研究的必要性与必需性 ? 蛋白质组学研究的目的、内容和特色 ? 蛋白质组学研究进展 一、科学背景 （Gene and Protein) 1860年 Friedrich Miescher鉴定出细胞核内有酸性和碱性蛋白质当时这些被错误的认为就是遗传物质 的携带者 1940年 Beadle 和Tatun将基因和蛋白产物联系起来，确立了“一个基因，一个蛋白”的概念 1953年 Watson和Crick确立了DNA双螺旋结构 1956年 Smithies和Poulik结合纸电泳和淀粉凝胶二维电泳法分离蛋白质 1961年 在发现信使RNA解释遗传密码，描述蛋白质合成的基因调节理论基础上，提出蛋白表达的概念 1967年 Edman和Begg完成蛋白质自动测序 1970年 Kenrick和Margolis发明等电聚焦-梯度凝胶电泳的二维电泳技术 1972年