组学技术及其在营养学中的应用
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组学技术的原理及其应用组学技术(Omics Technologies)是一种系统化的方法,用于研究生物系统中各组分(如基因、蛋白质、代谢物)的整体特性和相互作用,以及它们在生物过程和疾病中的功能。
组学技术的原理主要基于高通量测序和高通量分析平台,以及计算生物学的相关方法和工具。
通过这些技术和方法的应用,可以大规模测量和分析生物系统中的各组分,获取全面和系统的信息,从而深入理解生物体的结构和功能。
目前有几种常见的组学技术,包括基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学。
基因组学是研究生物体基因组整体结构和功能的方法。
通过高通量测序技术,可以快速测序一个生物体的所有基因,并进一步研究基因之间的相互作用和调控机制。
基因组学的应用包括基因组广义相关。
在人类基因组计划的推动下,人类基因组测序工作于2001年首次公布,标志着人类基因组研究进入了一个新的时代。
转录组学是研究生物体所有转录产物(mRNA)的整体特性和变化的方法。
利用转录组测序技术,可以同时测量并比较不同细胞或组织中所有基因的表达水平。
通过转录组学的研究,我们可以深入了解基因的调控机制,寻找新的基因和信号通路,并研究疾病的发生和发展。
转录组学的应用包括研究基因的功能、发现生物标志物等。
蛋白质组学是研究生物体所有蛋白质的整体特性和相互作用的方法。
利用质谱技术和蛋白质芯片技术,可以快速鉴定和量化一个生物体中的各种蛋白质,并研究它们之间的相互作用和功能。
蛋白质组学的应用包括研究蛋白质的结构和功能、发现新的蛋白质标志物等。
代谢组学是研究生物体代谢产物的整体特性和变化的方法。
通过质谱技术和核磁共振技术,可以快速测定和鉴定一个生物体中的各种代谢产物,并研究它们之间的关系和代谢途径。
代谢组学的应用包括研究生物体的新陈代谢过程,寻找代谢性疾病的标志物等。
组学技术的应用范围非常广泛。
在基础科学研究方面,组学技术可以帮助科学家深入了解生物体的结构和功能,揭示生物体内部各分子组分之间的相互作用和调控机制,从而推动生命科学的发展。
组学技术在人类健康中的应用组学技术是一种基于高通量实验与大数据分析的技术,已经相当成熟并被广泛应用于生命科学领域,包括了基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学等。
组学技术可以帮助我们深入了解生物体在分子水平上的变化,也可以为疾病的诊断、治疗和预防提供帮助。
在人类健康领域,组学技术的应用可以分为以下几个方面。
基因组学基因组是指一个生物体的所有基因的总和,而基因则是构成生命的最基本单位。
基因组学是研究基因组结构、功能、调控等方面的学科。
基于组学技术,我们可以获取精准的个体基因组图谱,进而了解个体遗传特征、疾病易感性等信息,有助于个性化医疗方案的定制。
例如,基因组测序技术可以帮助医生对某些重大疾病进行早期预警,并根据个体基因型特征来精准预测疾病的发生风险。
同时,基于基因篡改技术,科学家也可以研究特定基因的作用及其病理机制,探究可能的治疗方案。
转录组学转录组是指生物体在特定时期内所有可转录RNA链的总和。
随着基因组学的发展,转录组学也随之而起。
通过测定个体转录组在不同时间点、不同环境下的表达谱,我们可以了解基因在不同情况下的表达状况,推断基因的功能,以及找到影响基因表达的调节因子。
这些信息有助于我们了解生理、病理和发育等过程的调节机制,并为疾病的甄别和治疗提供线索。
例如,转录组学技术可以为疾病的定量分析提供依据。
例如,在肿瘤治疗方面,转录组学技术可以帮助识别患者的表观遗传变异、代谢物变化和基因表达水平等多种标志物,帮助医生进行精准治疗。
蛋白质组学蛋白质组是指在生物体内所有蛋白质的总和,而蛋白质则是构成生命的重要组成部分。
蛋白质组学则是通过各种技术手段对蛋白质进行鉴定、定量、研究等方面的科学研究。
通过研究蛋白质组的变化,我们可以找到生理、病理等方面的差异,从而探究蛋白质作用、信号传递等方面的机制。
例如,蛋白质组学技术可以帮助我们研究癌细胞的变异及其致病机制。
通过肿瘤组织中的蛋白质变异谱系分析,我们可以确定肿瘤的类型、进展速度及其影响因素,从而为疾病治疗提供更精准的方案。
现代医学中的组学技术和应用在现代医学中,组学技术可以帮助人们更好地理解和治疗疾病。
组学技术包括基因组学、蛋白质组学和代谢组学等。
基因组学是对一个生物体的基因组进行全面研究的科学,可以通过对基因组的分析和比较,来研究基因的功能和作用。
基因组学的发展,使得我们可以更好地理解遗传病的发生机制和诊断。
蛋白质组学是研究生物体内蛋白质的结构、功能和相互作用的科学,通过对蛋白质组的研究,可以更好地理解疾病的发生机制和制定治疗方案。
代谢组学是对大量代谢产物进行分析和研究的科学,可以了解代谢过程中的分子机制和代谢产物的变化规律,从而帮助医生更好地诊断疾病、制定治疗方案和进行预防。
组学技术的应用可以帮助医生更好地判断疾病的类型,选择合适的治疗方法,并预测患病的可能性,从而提高治疗的准确性。
例如,在癌症治疗中,基因组学和蛋白质组学的应用可以帮助医生更好地判断病人的癌症类型,选择合适的化疗或靶向治疗,从而提高治疗效果并减少治疗的不良反应。
代谢组学的应用则可以辅助医生进行癌症的早期诊断,并对癌症发生的机制进行研究,从而为癌症治疗提供更多可能性。
除了癌症治疗,组学技术还应用于糖尿病、心血管疾病、神经系统疾病等方面。
例如,基因组学可以用于遗传性糖尿病的早期诊断和基因治疗的研究;蛋白质组学可以研究高血压病人血管内皮细胞和平滑肌细胞的蛋白质组,以了解高血压疾病的发生机制;代谢组学可以辅助医生对脑卒中和帕金森病等神经系统疾病进行早期诊断和治疗。
随着组学技术的不断发展和应用,医学界对于疾病的认识和治疗将变得更加准确和有效。
但是,组学技术还存在一些挑战和问题,例如数据的处理和分析、标准化技术的制定、隐私保护等。
未来,医学界需要共同努力,不断突破技术瓶颈,为人类健康提供更好的保障。
代谢组学技术的原理及应用随着科技的不断进步和人们对健康的重视,代谢组学技术应运而生。
代谢组学是一种研究生物体基因表达和代谢物水平变化关系的技术,其应用涉及医学、营养、环境等多个领域。
本文将探讨代谢组学技术的原理和应用。
一、代谢组学的原理代谢组学技术的主要原理是基于“代谢组”的概念,即将不同状态下细胞内的代谢物谱进行全面比较和分析,从而发现不同状态下的“代谢指纹”,了解细胞代谢变化的机制。
代谢组学技术主要包含以下几个方面:1. 代谢物分析技术代谢物分析技术是代谢组学技术的核心之一。
代谢物分析技术的目标是检测和定量已知的代谢物,以及识别未知的代谢物。
代谢物分析技术主要包括质谱法、核磁共振(NMR)法、色谱法等。
2. 数据分析技术代谢组学技术的数据分析技术主要包括统计学分析、模式识别和计算机学习等。
这些技术可以帮助研究者快速分析大量数据并筛选出具有差异性的代谢物,挖掘潜在的生物标记物和生物通路。
3. 生物信息学技术代谢组学技术也与生物信息学技术密切相关。
生物信息学技术主要用于代谢通路分析、信号通路分析和生物网络分析等方面,可以为代谢组学的结果提供更加深入的分析和解释。
二、代谢组学在医学领域的应用1. 诊断疾病代谢组学技术可以用于疾病的诊断。
例如,肝癌患者血液中甲烷二酸和花生四烯酸水平较高,可以作为肝癌的生物标记物进行诊断。
此外,代谢组学技术还可以用于诊断糖尿病、肥胖等代谢性疾病。
2. 病因研究代谢组学技术可以帮助研究者了解疾病的发生和发展机制。
例如,通过代谢组学技术可以了解肝炎病毒感染后人体代谢变化的机制及反应。
3. 药物筛选代谢组学技术可以帮助研究者了解药物对细胞代谢的影响,从而筛选出更加安全有效的药物。
研究人员可以通过代谢组学技术了解药物的代谢机制、药物对代谢物的影响以及副作用产生的机制,以此为基础进一步研发药物。
三、代谢组学在营养学领域的应用1. 了解人体代谢变化代谢组学技术可以帮助研究者了解食物对人体代谢的影响。
组学在食品科学中的应用随着科技的不断进步和食品科学的不断发展,生物组学技术在食品科学研究中的应用越来越广泛。
组学是一种全面的系统生物学方法,它研究的是基因、蛋白质、代谢产物等多种生物分子在整体层面的作用及其相互之间的调控关系。
组学技术包括基因组学、蛋白质组学、代谢组学等,这些技术的应用为食品科学提供了新的研究思路和方法。
一、基因组学在食品科学中的应用基因组学是研究基因组的科学,它通过对基因组的分析,探究基因与表型相互作用的规律,从而准确地预测基因功能和作用机制。
在食品科学研究方面,基因组技术的应用主要有以下几个方面:1.基因鉴定与分类基因组学技术可以用于对食品中的微生物进行分析和鉴定,并确定它们的分类。
这种方法可以帮助食品工业更好地了解食品微生物生态中的种类和数量,并进行相关风险评估。
同时,基因组学技术也可以用于监测食品采集地的微生物环境,帮助农业从业者制定更好的防疫和养殖计划。
2.基因变异与食品营养基因组学技术可以用于检测食品中的植物和动物基因变异,从而了解基因变异对食品营养价值的影响。
科学家可以通过基因变异的分析,针对不同的基因型种类进行不同的食品加工和储存处理,从而更好地保留食品的营养成分和活性成分。
3.品种鉴定与产地追溯基因组技术可以通过对不同品种食品基因组的特征分析,进行品种鉴定,进而实现食品产地追溯。
这种方法可以有效地防止食品欺诈和劣质食品的流通,保障人民饮食安全。
二、蛋白质组学在食品科学中的应用蛋白质是体内代谢功能所必需的基本物质,除了可以使肌肉、骨骼、皮肤和头发等组织结构得以维持外,还可以作为酶、激素、抗体等生物分子的重要构成部分。
因此,在食品科学中,对蛋白质组学技术的应用也起到了重要的作用。
1.功能蛋白质鉴定蛋白质组学技术可以通过对食品中的各种蛋白质进行精确分析,发现影响食品品质的重要蛋白质,进而为改进食品加工工艺提供依据。
2.食品中抗原蛋白检测与食品安全利用蛋白质组学技术,可以在食品中精确检测出导致食品过敏的抗原蛋白成分,这可以有效提高食品科学研究的精度,进一步确保食品安全。
代谢组学和蛋白质组学的应用代谢组学和蛋白质组学是两种研究分子组成和活动的方法,其重要性在于它们可以提供在生命科学、医学和营养学等领域的深入洞察。
本文将介绍这两种方法的原理,以及它们在应用领域的重要性和潜力。
代谢组学代谢组学是一种研究生物体内所有代谢产物的全局性方法。
代谢组学通过检测和分析体内代谢产物的变化,帮助人们发现和理解代谢通路。
代谢组学中最常用的方法是质谱联用技术和核磁共振技术。
质谱联用技术是将质谱技术与色谱技术相结合,用来分离和检测代谢产物。
具体来说,样本首先通过柱层析技术分离,然后通过质谱检测分子的质量和结构。
此外,基于衍生化技术的气相色谱质谱技术(GC-MS)和液相色谱质谱技术(LC-MS)也是代谢组学研究中常用的技术。
核磁共振技术是通过核磁共振光谱(NMR)检测代谢产物。
NMR技术可以定量分析样本中的代谢产物,同时识别个体间代谢谱的差异。
代谢组学能够为药物研究和开发、食品科学、营养学等领域提供重要信息。
例如,在药物研究中,代谢组学用来了解药物代谢和其在人体中的行为,同时也用来分析药物在患者中产生的不良反应。
在营养学中,代谢组学可以用来检测特定营养素对代谢产物的影响。
蛋白质组学蛋白质组学是用来研究蛋白质组成和结构的方法。
与基因组学不同,蛋白质组学更多的是关注蛋白质的实际效果、功能和相互作用。
通常,蛋白质组学的方法包括蛋白质分离和识别。
蛋白质分离技术分为胶质电泳和液相色谱两种。
胶质电泳通过将样品蛋白质分离到不同的凝胶斑点上来分析它们的差异。
液相色谱用于蛋白质的组成识别和定量分析。
蛋白质组学在大规模筛选蛋白质、鉴定蛋白质、研究蛋白质功能和相互作用等方面有着广泛的应用。
代谢组学和蛋白质组学在生命科学、医学和营养学等领域中有着广泛的应用。
下面举几个例子:鉴定新的药物靶点代谢组学和蛋白质组学可以用来鉴定新的药物靶点。
例如,在代谢组学方面,研究人员可以比较癌细胞与正常细胞之间代谢的差异,并找到抑制癌细胞生长的特定代谢途径。
乳酸菌蛋白质组学研究与在食品营养学中的应用1. 简介乳酸菌属于一种常见的益生菌,可以在某些食品和饮品中发酵。
近年来,越来越多的研究表明,乳酸菌不仅可以帮助人体消化,还有助于维持人体健康。
其中,乳酸菌的蛋白质组学研究引起了广泛关注。
本文将从以下几个方面对乳酸菌蛋白质组学的研究进展及其在食品营养学中的应用进行综述。
2. 乳酸菌蛋白质组学研究2.1 蛋白质组学的概念和技术蛋白质组学是指对生物体内所有蛋白质进行系统性研究的一门学科。
它涉及到蛋白质的识别、定性、定量和功能分析。
蛋白质组学研究具有高通量、高灵敏度、高分辨率等特点,可以为分子生物学、生化学、细胞生物学等学科提供相关信息。
目前,蛋白质质谱技术是蛋白质组学研究的主要手段之一。
它主要包括蛋白质的前处理、质谱分析和数据处理等步骤。
2.2 乳酸菌蛋白质组学的研究进展通过蛋白质组学技术,可以对乳酸菌中的蛋白质进行定性和定量分析,从而研究其生长、代谢和适应环境的机制。
目前,已有多篇文献报道了乳酸菌蛋白质组学的研究。
例如,日本科学技术厅的研究团队通过质谱技术对5种不同菌株的蛋白质组进行了比较分析,结果发现菌株之间存在差异性,并且蛋白质水平的变化可能与菌株在发酵过程中的代谢途径和耐受性有关。
此外,还有研究表明,通过蛋白质组学技术可以鉴定乳酸菌中的一些功能性蛋白质,例如嗜酸性蛋白酶、细胞外多糖等,这些蛋白质对乳酸菌的生长和代谢具有特殊的作用。
2.3 乳酸菌蛋白质组学技术的局限性虽然乳酸菌蛋白质组学技术可以提供大量有用的信息,但是其局限性也比较明显。
例如,由于乳酸菌中的蛋白质种类繁多、质地松散,因此很难通过蛋白质组学技术进行全面的定量分析。
此外,乳酸菌在复杂的菌落中生长,也会对蛋白质组学的分析造成一定的干扰。
3. 乳酸菌在食品营养学中的应用3.1 在功能性食品中的应用功能性食品是指在普通食品中添加一定的营养成分,以提高人体免疫力、调节生理功能、预防疾病等。
乳酸菌是制作功能性食品的常用材料之一,其应用范围非常广泛。
组学技术及其在营养学中的应用杜瑞平1,卢德勋1,钟彩霞2,赵珺3(1.内蒙古农牧业科学院动物营养研究所,内蒙古呼和浩特010031;2.包头轻工职业技术学院,内蒙古包头014045;3.内蒙古化工职业学院,内蒙古呼和浩特010011)摘要:人类基因组测序草图的完成标志着生命科学从此进入了后基因组时代,即组学革命时代(omicsrevolution )。
随着组学技术即基因组学、蛋白质组学和代谢组学等技术的不断发展,营养组学应运而生并迅速成为营养学研究的新前沿。
此文对这三大组学的概念、研究内容、技术手段及其在营养学领域中的应用作一综述。
关键词:营养;基因组学;蛋白质组学;代谢组学;应用中图分类号:S816文献标识码:A文章顺序编号:1672-5190(2010)06-0458-0420世纪生物学经历了由宏观到微观的发展过程,由形态、表型的描述逐步分解、细化到生物体的各种分子及其功能的研究。
1953年沃森和克里克提出的DNA 双螺旋模型是生物学进入分子生物学时代的标志,20世纪70年代出现的基因工程技术极大地加速和扩展了分子生物学的发展。
1990年启动的人类基因组计划是生命科学史上第一个大科学工程,开始了对生物全面、系统研究的探索,2003年已完成了人和各种模式生物体基因组的测序,第一次揭示了人类的生命密码。
人类基因组计划和随后发展的各种组学技术把生物学带入了系统科学的时代。
作为生命科学的一个分支,营养学也开始进入系统研究时代,系统动物营养学(卢德勋,2002)等新型分支学科正是顺应这一历史潮流而诞生。
基因组学、蛋白质组学、代谢组学等组学平台进一步提升了后基因组时代营养学的生命科学研究能力。
1基因组学1.1概念的提出以人类基因组“工作框架图”完成为标志,生命科学已进入了后基因组时代(ChenY J ,2001;Vay Liang W G ,2003)。
1986年,美国科学家Thomas Rodefick 提出了基因组学(functional ge -nomics ),从而使生命科学研究的重心从揭示生命的所有遗传信息,转移到了在分子整体水平对功能的研究上。
主要内容包括以全基因组测序为目标的结构基因组学(structural genomics )和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学(functional genomics )。
近年来,基因组学和生物信息学在生物技术领域的研究获得了巨大进展,为在营养学领域研究营养素与基因的交互作用打下了良好的基础。
在此背景下,营养基因组学(nutrigenomics )应运而生。
并迅速成为营养学研究的新前沿,Della Penna (1999)最早提出了营养基因组学的概念。
营养基因组学是高通量基因组技术在日粮营养素与基因组相互作用及其与健康关系研究中的应用(Ruan E ,2002),是研究营养素和食物化学物质在机体中的分子生物学过程以及产生的效应,对机体基因的转录、翻译表达以及代谢机制的影响(蒋与刚,2006),同时我们也可以这样理解,营养基因组学是利用基因组学研究成果及技术方法来发现与营养的合成、积累、吸收、转运及代谢等有关基因的综合性方法。
其可能的应用范围包括营养素作用的分子机制、营养素的机体需要量、个体食谱和日粮的制定以及食品安全等,它强调对个体的作用(Payne P W ,2007)。
根据2002年、2003年国际营养基因组会议上各国专家达成的共识,营养基因组学是利用结构基因组学提供的信息,系统地研究营养与基因功能,它以高通量、大规模实验方法以及统计与计算机分析为特征,通过个体基因组的构成分析,确认个体对常量、微量营养素的反应,进行安全、个性化的日粮配制。
1.2基因组学的主要研究方法目前应用于基因组学研究的方法主要有DNA 芯片技术、生物标志物、mRNA 差异显示技术等。
DNA 芯片,又称基因芯片或微阵列(microar -rays )。
其技术原理是基于DNA 碱基的配对和互补,把DNA 或RNA 分解为一系列碱基数固定交错且本文首次发表在《饲料与畜牧》2009年第3期。
作者简介:杜瑞平(1979—),女,助理研究员,博士,主要研究方向为动物营养与饲料科学。
通讯作者:卢德勋(1937—),男,研究员,博士,博士生导师,主要研究方向为反刍动物营养调控。
内蒙古农牧业科学院百年院庆论文集———畜牧特刊畜牧与饲料科学2010,31(6-7):458-461重叠的寡核苷酸并进行测序,然后进行序列拼接。
主要流程包括待测基因的酶切成不同长度的片段,荧光定位标记,然后与DNA芯片杂交,应用激光共聚焦荧光显微镜扫描芯片。
由于生物标记受激光激发后发出荧光,并且其强度与杂交程度有关,可以获得杂交的程度和分布。
根据探针的位置和序列就可确定靶序列相应基因的序列或表达及突变情况。
该技术可以检测营养素对整个细胞、组织甚至整个系统及作用方式上的差异。
mRNA差异显示技术的基本原理是将具有可比性的细胞在某一条件下可表达的mRNA群体通过逆转录方法变成相应的cDNA群体,以此为模板,利用一对特殊引物,即3′标记引物和5′随机引物,在一定条件下进行PCR扩增,得到与mRNA相对应的“标签”(tags),然后用变性聚丙烯酰胺测序胶分析其差别,将有差别的基因克隆化,进一步分析其结构与功能。
1.3基因组学在营养素作用机制研究中的应用营养素对基因表达的作用已成为当前营养支持研究领域中重要的研究内容,将基因组学应用于营养学领域,通过基因表达的变化可以研究能量限制、微量营养素缺乏、葡萄糖代谢等许多问题。
可以检测营养素对整个细胞、组织或系统及作用通路上所有已知和未知分子的影响。
因此,这种高通量、大规模的监测无疑将使得研究者能够真正全面地了解营养素的作用机制。
Blanchard(2000)应用mRNA 差异显示技术比较了缺锌与常锌大鼠小肠基因表达的变化,结果发现,因缺锌所致的小肠中两种肽类激素、小肠脂肪酸结合蛋白、小肠碱性磷酸酶Ⅱ等的mRNA均发生显著变化;而且缺锌组动物小肠uroguanylin mRNA表达较常锌组增高了2.5倍。
Uroguanylin是一种肽类激素,与肠道液体平衡的维持及腹泻的发生有关。
Moore等(2001)应用cDNA 阵列技术对缺锌小鼠进行差异表达基因的筛选,得到髓样细胞白细胞过多症序列21、DNA损伤修复及结合蛋白23B、小鼠层黏连蛋白受体、淋巴细胞特异性酪氨酸蛋白激酶(the lymphocyte-specificpro-tein tyrosine kinase,LCK)等4条差异表达基因,并进一步对LCK在信号转导中的作用进行了验证。
2蛋白质组学2.1概念的提出尽管基因组学目前取得了前所未有的进展,但是,基因仅是遗传信息的携带者,而生命功能的真正执行者是蛋白质,仅仅从基因的角度来研究是远远不够的。
人类基因组测序草图显示,人类共有30万~35万个基因,而与蛋白质合成有关的基因只占基因组的2%(Venter J C,2001)。
由于基因组学自身的局限性,它不能回答诸如蛋白质的表达水平和表达时间、翻译后修饰以及蛋白质之间或与其他生物分子的相互作用等问题。
后基因组时代生命科学的中心任务就是阐明基因组所表达的真正执行生命运动的全部蛋白质的表达规律和生物功能,由此产生了一门新兴学科———蛋白质组学(proteomics),与基因组学共同承担起从整体水平解析生命现象的重任。
蛋白质组(proteome)概念最早是由澳大利亚学者Wilkins等于1994年提出,即基因所能表达的全部蛋白质,更为清楚的表达是细胞或组织或机体在特定时间和空间上表达的所有蛋白质。
具体地说,它是对不同时间和空间上发挥功能的特定蛋白质组群进行研究,进而在蛋白质的水平上探索其作用模式、功能机制、调节和调控以及蛋白质组群内的相互作用。
2.2蛋白质组学研究的内容和方法蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象的新的研究领域。
它可分为:①组成性蛋白质组学研究。
即针对有关基因组或转录组数据库的细胞、组织或生物体,建立其蛋白质组或亚蛋白质组及其蛋白质组连锁群。
②比较蛋白质组学研究。
即以重要生命过程或人类重大疾病为对象,进行重要生理病理体系或过程的局部蛋白质组研究。
③蛋白质组学支撑技术平台和生物信息学研究。
因此,科学家们预测,21世纪生命科学的研究重心将从基因组学转移到蛋白质组学上。
作为基因组学研究的重要补充,就是蛋白质组学在蛋白质的水平上定量的、动态的、整体的研究生物体。
就技术方法而言,蛋白质研究技术比基因技术相对要复杂和困难。
不仅氨基酸残基数量远多于核苷酸残基(20/4),而且蛋白质有着复杂的翻译后修饰,如磷酸化、糖基化等,这给分离、分析带来很多困难。
另外蛋白质也不像基因那样能够在体外扩增,因此,在量上还受到限制。
蛋白质组研究主要包括样品或组织中的蛋白质分离和分离蛋白质的鉴定两个关键步骤。
蛋白质组的分离技术是蛋白质组学研究中的核心,以双向凝胶电泳技术(2-DGE)为主要手段。
其原理是根据蛋白质的等电点不同,对蛋白质进行初次分离,蛋白质沿pH梯度移动至各自的等电点位置,随后再沿垂直方向按照其相对分子质量的不同进行分离,即进行SDS-PAGE,对蛋杜瑞平等:组学技术及其在营养学中的应用459第6-7期白质进行再次分离。
蛋白质组的鉴定技术是蛋白质组学技术的支柱,主要技术包括质谱技术、蛋白质芯片技术、蛋白质信息组学、酵母双杂交系统、噬菌体展示技术和核素标记亲和标签技术(isotope cod-ed affinitytages,ICAT)。
2.3蛋白质组技术在营养学研究中的应用近年来,科学家们已开始将蛋白质组学技术应用于营养研究领域。
但应用刚刚起步,报道很少。
蛋白质组学在营养支持研究中的典型例子是对过氧化物酶体(peroxisome)增生物激活受体(PPAR)的研究。
PPAR属于激素受体超家族,其能够被降脂药物如噻唑烷酮类化合物噻唑烷二酮(thiazolidinediones,一种胰岛素增敏剂)、苯氧乙酸脂(fabrates)和一些脂肪酸等物质激活。
该受体因这些物质能够促使过氧化物酶体的体积和含量增加而得名。
Edvardsson 等(1999)以高三酰甘油、高血糖和高胰岛素血症的小鼠(ob/ob mice)作为临床肥胖症和胰岛素抵抗模型,小鼠给予抗PPAR-α特异性颉颃剂(WY14643),结果表明,治疗后1周血浆三酰甘油、高血糖和高胰岛素水平明显降低,经过对双向凝胶电泳技术分析,肝蛋白质组发现至少有16个蛋白质位点表达上调,采用质谱技术对蛋白质进行鉴定,有14种为过氧化物酶体脂肪酸代谢的蛋白质。
3代谢组学3.1概念的提出代谢组学是继基因组学和蛋白质组学之后新近发展起来的一门学科,是系统生物学的重要组成部分。