医学专业生物信息学第9章.pptx

第九章 蛋白质分析与蛋白质组学;主要内容; 蛋白质组(proteome) 源于蛋白质(protein)与基因组(genome)两个字的结合，意指“一种基因组所表达的全套蛋白质”，即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。 蛋白质组学(proteomics)，是以细胞内全部蛋白质的存在及其活动方式作为研究对象，注重研究参与特定生理或病理状态的所有蛋白质种类及其与周围环境（分子）的关系。 ;蛋白质组学研究的策略： 蛋白质组学研究试图比较细胞在不同生理或病理条件下蛋白质表达的异同，对相关蛋白质??行分类和鉴定，并分析蛋白质间的相互作用和功能。 一种称为“竭泽法”，即采用高通量的蛋白质组研究技术分析生物体内尽可能多乃至接近所有的蛋白质。 另一种策略称为“功能法”，即研究不同时期细胞蛋白质组成的变化，如蛋白质在不同环境下的差异表达，以发现有差异的蛋白质种类为主要目标。 ;蛋白质组学的研究范围： 一种是“完全”蛋白质组学或表达蛋白质组学(expression proteomics)，主要分析构成蛋白质组蛋白质的种类和数量，并以此来探讨细胞、组织、个体或特定状态的特征。 另一种是“差异”蛋白质组学或功能蛋白质组学，主要筛选和鉴定不同种类或状态下各样品间蛋白质组的区别与变化，通过分析蛋白质组中构成蛋白质间相互作用及细胞内功能单位，解析蛋白质组与细胞功能之间的相关性。 ;功能蛋白质组学（functional proteomics）” 研究细胞或个体在某一特定时间所表达或与某个功能相关的蛋白质集合体。 功能蛋白质组学能够在细胞和生命有机体的整体水平上阐明生命现象的本质和活动规律。 功能蛋白质组学的研究可为食品改造、疫苗开发和生物制药等提供重要依据。 功能蛋白质组学已成为后基因组的重要组成部分。 ;主要研究内容： 蛋白质组的组成成分，即蛋白质组的表达模式(expression profile) 蛋白质翻译后修饰 蛋白质-蛋白质相互作用;一、 蛋白质的指纹特征 二、蛋白质的定位、修饰 三、蛋白质分析软件与数据库;一、蛋白质的指纹特征;一、蛋白质的指纹特征;一、蛋白质的指纹特征;二、蛋白质的定位、修饰;蛋白质的定位;2. 蛋白质在细胞内合成后的转运与定位有两种机制 翻译后转运（post-translational translocation） 共翻译转运（co-translational translocation） ;3. 生物信息学预测亚细胞定位 构建可靠的数据库，对蛋白质的亚细胞定位进行分析与预测，能加速蛋白质亚细胞定位的研究。 综合数据库（SwissProt、MIPS等） 模式生物数据库 专门的亚细胞定位数据库 ;4. 蛋白质信息的提取是亚细胞定位预测的基本步骤 ; 蛋白质翻译后修饰（post-translational modification，PTM），即是指蛋白质在翻译中或翻译后会在个别氨基酸链上共价结合各种非肽类基团，形成翻译后修饰。 蛋白质翻译后修饰在体内是一个动态的变化过程，有效探明细胞和组织内蛋白质修饰谱的“翻译后修饰蛋白质组学”成为当今功能蛋白质组学研究的重要内容。 ;1. 蛋白质的翻译后修饰是蛋白质行使正常生理功能所必需的 蛋白质翻译后修饰过程使蛋白质结构更为复杂，功能更为完善，调节更为精细，作用更为专一。 常见的蛋白质翻译后修饰类型：磷酸化、糖基化、甲基化、泛素化、脂基化等。;二、蛋白质的定位、修饰;3. 基于质谱数据鉴定翻译后修饰的结果分析采用数据库有哪些信誉好的足球投注网站法 由质谱数据鉴定翻译后修饰肽段的主要方法分为两大类：数据库有哪些信誉好的足球投注网站法（database searching）和从头测序法（DeNovo sequencing）。 常用的数据库有哪些信誉好的足球投注网站法有SEQUEST、Mascot、X!Tandem、MS-Align等。 ;4. 生物信息学预测和鉴定方法有助于蛋白质翻译后修饰的研究 生物信息方法的介入，能够从序列和质谱两个角度帮助大规模鉴定翻译后修饰，有助于翻译后修饰蛋白质组学研究的迅速发展。 ;5. 基于序列法是预测蛋白质翻译后修饰的重要生物信息学方法 同类翻译后修饰位点周围的片段往往都具有很强的序列保守性，通过对常见翻译后修饰的数据的收集，及对发生同类修饰的蛋白序列特征的研究如保守motif，从而能够基于序列预测翻译后修饰。 ;1. 蛋白质相互作用是细胞进行一切代谢活动的基础 生命的基本过程就是不同功能蛋白质在时空上有序和协同作用的结果。 细胞各种重要的生理过程，包括信号转