6蛋白质组学

素酶, 果胶酶, 溶细胞酶)
细胞破碎方法
2）剧烈裂解方法 (固体组织, 酵母菌)
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超声裂解法 (Sonication) 弗氏压碎器（French press pressure cell） 研磨法（Grinding，mortar and pestle) 机械匀浆法（Mechanical homogenization） 玻璃珠匀浆法
基本原则： （1）全息性（keep all of protein information），尽 可能的制备所有蛋白； （2）样品制备的方法还必须与后续的分离或鉴定方法相匹 配，如采用双向电泳，需要谨慎使用SDS抽提蛋白质；如 果用液相色谱分离，不应该用太多的去污剂和两性电解 质(considering following protocols/kits ) ； （3）由于样品来源千差万别，针对不同来源的样品（如细 胞样品、动物组织样品、植物样品、体液等），需要采 取不同的蛋白质抽提方法 (Different samples, different
基于胶染色和基于液相质谱联用 同位素标记和非同位素标记 体内标记和体外标记
二 双向凝胶电泳
双向凝胶电泳的原理 双向凝胶电泳技术操作的基本过程 双向凝胶电泳的优缺点
1 常规双向电泳
• 一、双向电泳概述： 双向电泳(Two-dimensional electrophoresis)的基本原理是利用蛋 白质的等电点（pI)和分子量(Mr)不同而分离蛋白质：第一向电泳——等电聚 焦（Isoelectric Focusing，IEF）根据蛋白质的等电点不同将蛋白质分离， 第二向电泳——十二烷基硫酸钠—聚丙烯酰胺凝胶电泳（Sodium Dodecyl Sulfate-Polyacrylamide Gel Electrophoresis, SDS—PAGE）利用蛋白质的 分子量大小不同将蛋白质分离。 双向电泳一次可以从细胞、组织或其它生物样本中分离上千种蛋白质， 凝胶上的斑点都对应着样品中的蛋白质，且各种蛋白质的等电点，分子量和 含量的信息都能通过质谱鉴定和软件分析获得。因此其在蛋白质组分析、细 胞差异分析、药物开发、工业菌株生理比较等领域都得到了广泛的应用。 二：双向电泳分离蛋白质混合物具有以下优势： 1、经典方法、应用范围广、适用于各类材料； 2、经济实惠，可大规模多个样本筛选和分析。

蛋白质的专有名词解释蛋白质是构成生物体细胞的重要基础，它是由氨基酸链组成的复杂有机大分子。

蛋白质在生物体中具有许多重要的功能，如形成酶催化反应、参与免疫反应、提供结构支持和传递信号等。

在生命科学领域，蛋白质研究一直是热门的课题之一。

本文将介绍一些与蛋白质相关的专有名词，并解释其含义。

1. 氨基酸（Amino acid）氨基酸是蛋白质的构成单元，它是一类含氨基和羧基的有机化合物。

常见的氨基酸有20种，它们通过共有的氨基酸基团与羧基结合形成链状结构，从而构成蛋白质的主链。

氨基酸的不同组合和排列方式决定了蛋白质的种类和功能。

2. 多肽（Peptide）多肽是由多个氨基酸残基连接而成的短链分子，其长度通常小于50个氨基酸。

多肽分子可以通过肽键将氨基酸依次连接起来。

多肽包括二肽、三肽、四肽等，而较长的多肽链则被称为多肽链。

3. 蛋白质结构（Protein structure）蛋白质结构指的是蛋白质分子的三维空间结构，包括其原子的排列方式和分子的折叠形态。

蛋白质结构分为四个层次：一级结构是氨基酸的线性排列顺序；二级结构是蛋白质中氨基酸链的局部结构，如α-螺旋和β-折叠；三级结构是整个蛋白质分子的全局结构；四级结构是蛋白质分子由多个多肽链组成的复合体结构。

4. 蛋白质折叠（Protein folding）蛋白质折叠是指蛋白质分子在生物体内完成由无序状态到特定形态的结构转变过程。

蛋白质的折叠过程受到氨基酸序列的限制和相互作用力的调控。

正确的蛋白质折叠对于其功能的实现至关重要，而蛋白质折叠异常会导致一系列疾病，如阿尔茨海默病和帕金森病。

5. 蛋白质结构预测（Protein structure prediction）蛋白质结构预测是指根据蛋白质的氨基酸序列信息预测其三维结构。

蛋白质结构预测是生物信息学领域的重要研究方向，它有助于我们了解蛋白质的功能和相互作用机制，为药物设计和基因工程提供依据。

6. 蛋白质组学（Proteomics）蛋白质组学是研究生物体内所有蛋白质组成、结构和功能的科学，它是基因组学的补充与延伸。

成分 尿素 CHAPS DTT
IPG
终浓度 8M 2% 15 mM buffer 0.5%
4x 分离胶缓 冲液
1.5M Tris-HCl, pH8.8 和 0.4%（w/v）SDS：45.5g Tris 和 1g SDS 溶于 200ml 去离子水中，用 6N HCl 调节 pH 到 8.8，最后用去 离子水将体积补足到 250ml，加入 25mg 叠氮钠并过滤。此溶液可于 4°C 储存两周。
膀胱癌的潜在尿标志物。
在疾病及药物研究中的应用
• 2.探索疾病的发病机制和治疗途径。 例：Polprasert等应用蛋白质组学方法对遗传性球形红细
胞增多症的红细胞膜蛋白变化进行研究，分离鉴定出56个 差异表达的蛋白质，通过蛋白质网络分析出包括细胞死亡、 细胞循环及遗传性和血液性紊乱3个HS相关的重要网络， 为进一步研究和了解HS相关的发病机制提供了参考。
荧光差异凝胶电泳
• 原理
在二维电泳的基础上进行荧光标记
• 特点
DIGE荧光差异蛋白表达分析系统在传统双向电泳技术的基础上，结合了 多重荧光分析的方法，在同一块胶上共同分离多个分别由不同荧光标记 的样品，并第一次引入了内标的概念，极大地提高了结果的准确性，可 靠性和重复性。在DIGE技术中，每个蛋白点都有它自己的内标，并且软 件全自动根据每个蛋白点的内标对其表达量进行校准，保证所检测到的 蛋白丰度变化是真实的。DIGE技术可检测到样品间小于10%的蛋白表达 差异，统计学可信度达到95%以上。
研究技术
蛋白质分离策略： 1、多维色谱法，包括大小排阻色谱法、离子交换色谱法、反相高效色 谱法、疏水性相互作用色谱法等； 2、多维电泳技术，包括二维凝胶电泳法、自由流动电泳法、毛细管区 带电泳法等； 3、亲合法，包括免疫印迹法、亲和捕获； 4、细胞器，膜的复合体分离。

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主要研究内容
• 1、了解某种特定的细胞、组织或器官制造的蛋白质种类 • 2、明确各种蛋白质分子是如何形成类似于电路的网络的 • 3、描绘蛋白质的精确三维结构，揭示其结构上的关键部
位，如与药物结合并且决定其活性的部位。
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与基因组学的关系
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The study of proteins expressed by genomes
• 2003成立了中国人类蛋白质组组织（CHHUPO），并分别于2003年 9月、2004年8月以及2005年8月召开了中国蛋白质组学首届、第 二届及第三届学术大会，2004年10月在中国北京召开了第三届国 际蛋白质组学会议。
• 科技部已将疾病蛋白质组研究列入我国“973”计划项目和“863” 计划项目；国家自然科学基金委员会也将“蛋白质组研究”列为 重点项目。
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等点聚焦（IEF）
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IPG 胶条平衡
• 胶条由一向转移到二向必须进行胶条平衡，目的主要是进行蛋白质的 烷基化及让电泳介质达到与二向SDS-PAGE相同的缓冲体系。烷基化 的目的是对蛋白质自由巯基进行修饰，是断开的二硫键不会再重新形 成。
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SDS - PAGE
• 我国在鼻咽癌、白血病、肝癌和肺癌蛋白质组研究方面取得了较 大的进展。
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蛋白质组学的相关技术及应用
• 双向电泳技术： • 原理：双向电泳（two-dimensional electrophoresis,2-DE）是等电聚焦电泳和
SDS-PAGE的组合，即先进行等电聚焦电泳（按照等电点分离），然后再进行 SDS-PAGE（按照分子大小），经染色得到的电泳图是个二维分布的蛋白质图。