分子生物学：基因组学、蛋白质组学及其应用.ppt

正常肝细胞和肝癌细胞的蛋白质组双向电泳差异表达谱 园点标记的点为两者的差异蛋白 数字号码为蛋白质点在参考胶中的索引号 质谱分析 样品分子离子化后，根据不同离子间质核比（m/z）的差异来分离并确定分子量 定性 定量 质谱 m/z 离子化 横坐标为离子的质核比，纵坐标为离子相对强度或相对丰度。 乙醇的如下： 质谱图 蛋白质序列测定 主要有两种方法： 数据库有哪些信誉好的足球投注网站(Sequence database search): 从头算法 (De novo interpretation) 三、差异蛋白质组研究 随着对蛋白质组学的深入理解和具体工作的开展,人们逐渐认识到在短时间内建立人类蛋白质组学“完整的”数据库和实现网络资源共享是难以实现的,或者说条件尚未成熟.在没有弄清楚具体蛋白质的结构、功能、表达亚细胞定位之前,其应用前景也不是十分的明确和直接。目前主要是差异蛋白质组学研究。 差异蛋白质组学是着重寻找和筛选任何有意义的因素引起的2 个样本之间的差异蛋白质谱,揭示细胞生理和病理状态的进程与本质、对外界环境刺激的反应途径,以及细胞调控机制,同时获得对某些关键蛋白的定性和功能分析,特点如下： 1.差异蛋白质组学的研究在技术上有更高的可实现性 目前对蛋白质组学的研究仍采用传统技术,例如双向电泳、质谱。 ● 差异蛋白质组学研究由于并不要求捕获“全部”蛋白,而重在找出有意义的差异蛋白,因而有着高得多的可实现性。双向电泳在差异蛋白质组分析中如同在“完全”蛋白质分析中一样,仍然是一项重要的技术,适用于差异蛋白质的检出。 ● 基质辅助激光解析离子化系统SELDI集分离纯化和质谱检测于一身,虽然它不具有分辨率和灵敏度方面的特别优势,但它可以直接检测相对原始的生物样品,并可同时进行多样品、多蛋白的检测,从而提供了适合于差异蛋白质组学研究的可比较性系统。 2.差异蛋白质组学反映了蛋白质的动态本质 ●实际上几乎没有任何一种细胞在任何一个时刻是表达“所有” 蛋白质的.例如人类细胞大约有290种左右分化的细胞,在每个细胞中约只有10 000种蛋白质。而每个细胞在它不同功能状态、细胞周期不同时相、接受不同条件因素刺激或药物作用下,其蛋白质组也会发生相应的变化。 ●正是这种不同的蛋白质组构成了这一细胞这一时刻的特征性生命 活动的基础因此,对于这种蛋白质组的特有组成及其改变的研究,即 差异蛋白质组研究,是认识生命活动本质的一个恰当而直接的途径。 3.差异蛋白质组学具有广泛和明确的应用前景 ●一个细胞的生命活动,基本上说就是构成其相应蛋白质组的蛋白质的相互装配及相互反应的表现和结果。只要能够获得它们在蛋白质组上的差别或变化的足够信息,就能够指证这个细胞或生物体所处的状态,以及它们的状态是正常或是异常,甚至常常可能找到其异常的原因。因此,差异蛋白质组学的研究在疾病的早期诊断、病程及疗效监测、环境因素影响分析等方面具有很好的应用值。 差异蛋白质组学的研究方法 : ●双向电泳 双向电泳仍是目前可以覆盖最多蛋白质的技术,因此也仍是 差异蛋白质组学研究的重要手段之一。 ●用于蛋白质定量和比较研究的质谱相关技术 质谱具有高敏感性、高分辨率,是迄今为止进行蛋白质定性研 究不可缺少的工具.但由于通常要使用提纯的样品,所以被认 为不适用于蛋白质之间比较,特别是定量比较的研究。近期发 展一些新的方法，例如用引入稳定同位素标记分子的方法 ICAT等技术将可能使质谱成为差异蛋白质组学研究的有力工具。 ●SELDI 蛋白质芯片技术 它具有快速、操作简便、样品用量少和对多样品的平行检测等特点。特别是它可直接检测不经处理的尿液、血液、脑脊液、关节腔滑液、支气管洗出液、细胞裂解液和各种分泌物等。 ★总之,差异蛋白质组学的研究并不代替“完全”蛋白质组学的研究。 而且它的研究结果可以大大丰富和促进“完全”蛋白质组学的建档和研究工作。 但即使“完全”蛋白质组学研究取得了一定成果或已初步完成,差异蛋白质组学的研究将仍然具有其相对独立的价值和实际意义。 四、生物信息学 生物信息学是以生物大分子为研究对象,以计算机为工具,运用数学和信息系学的观点,理论和方法去研究生命现象、组织和分析呈指数级增长的生物信息数据的一门科学。 生物信息学 研究蛋白质结构及功能关系 研究蛋白质的进化问题， 研究不同蛋白质之间的进化关系 研究蛋白质的性质 建立分子生物信息数据库的流程图 生物信息学与新药研制 未来的药物研究过程将是基于生物信息知识挖掘的过程 数据处理和 关联分析 发现药物 作用对象 确定靶目标 分子 针对靶目标 进行合理的 药物