蛋白质组学PPT课件
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生物信息学分析方法介绍PPT课件
生物信息学分析方法 介绍
目录
• 生物信息学概述 • 基因组学分析方法 • 转录组学分析方法 • 表观遗传学分析方法 • 蛋白质组学分析方法 • 生物信息学分析流程和方法比较
01
生物信息学概述
生物信息学的定义和重要性
定义
生物信息学是一门跨学科的学科，它利用计算机科学、数学和工程学的原理和 技术，对生物学数据进行分析、建模和解读，以揭示生命现象的本质和规律。
研究蛋白质的序列、结构 和功能，以及蛋白质相互 作用和蛋白质组表达调控 机制。
研究基因转录本的序列、 结构和表达水平，以及转 录调控机制。
研究基因表达的表观遗传 调控机制，如DNA甲基化 、组蛋白修饰等。
通过对患者基因组、蛋白 质组和转录组等数据的分 析，为个性化医疗和精准 医学提供支持。
02
基因组学分析方法
基因组注释
基因组注释是指对基因组序列中的各 个区域进行标记和描述的过程，包括 基因、转录单元、重复序列、调控元 件等。
注释信息可以通过数据库（如RefSeq、 GeneBank等）或注释软件（如GATK、 ANNOVAR等）获取。注释信息对于 理解基因组的生物学功能和进化关系 具有重要意义。
基因组变异检测
基因组变异检测是指检测基因组序列 中的变异位点，包括单核苷酸变异、 插入和缺失等。
VS
变异检测对于遗传疾病研究、进化生 物学和生物进化研究等领域具有重要 意义。常用的变异检测方法有SNP检 测、CNV检测等，它们基于不同的原 理和技术，具有不同的适用范围和精 度。
03
转录组学分析方法
RNA测序技术
利用生物信息学方法和算法，对 RNA测序数据进行基因融合检测， 寻找融合基因及其融合方式。
基因融合检测结果可以为研究肿 瘤等疾病提供重要线索，有助于 深入了解疾病发生发展机制。
目录
• 生物信息学概述 • 基因组学分析方法 • 转录组学分析方法 • 表观遗传学分析方法 • 蛋白质组学分析方法 • 生物信息学分析流程和方法比较
01
生物信息学概述
生物信息学的定义和重要性
定义
生物信息学是一门跨学科的学科，它利用计算机科学、数学和工程学的原理和 技术，对生物学数据进行分析、建模和解读，以揭示生命现象的本质和规律。
研究蛋白质的序列、结构 和功能，以及蛋白质相互 作用和蛋白质组表达调控 机制。
研究基因转录本的序列、 结构和表达水平，以及转 录调控机制。
研究基因表达的表观遗传 调控机制，如DNA甲基化 、组蛋白修饰等。
通过对患者基因组、蛋白 质组和转录组等数据的分 析，为个性化医疗和精准 医学提供支持。
02
基因组学分析方法
基因组注释
基因组注释是指对基因组序列中的各 个区域进行标记和描述的过程，包括 基因、转录单元、重复序列、调控元 件等。
注释信息可以通过数据库（如RefSeq、 GeneBank等）或注释软件（如GATK、 ANNOVAR等）获取。注释信息对于 理解基因组的生物学功能和进化关系 具有重要意义。
基因组变异检测
基因组变异检测是指检测基因组序列 中的变异位点，包括单核苷酸变异、 插入和缺失等。
VS
变异检测对于遗传疾病研究、进化生 物学和生物进化研究等领域具有重要 意义。常用的变异检测方法有SNP检 测、CNV检测等，它们基于不同的原 理和技术，具有不同的适用范围和精 度。
03
转录组学分析方法
RNA测序技术
利用生物信息学方法和算法，对 RNA测序数据进行基因融合检测， 寻找融合基因及其融合方式。
基因融合检测结果可以为研究肿 瘤等疾病提供重要线索，有助于 深入了解疾病发生发展机制。
蛋白质检测方法 ppt课件
比色法-BCA法
✓ BCA （Bicinchoninic acid) 试剂的主要成分为二喹啉 甲酸钠。 ✓ BCA并不能直接与蛋白质发生化学或是物理上的反应， 而是对双缩脲反应的强化。BCA 极易与 Cu+结合形成紫 色的复合物，该复合物在 562 nm 处有最大吸收峰，对 入射光的吸收程度与 Cu+的浓度成正比。
凯氏定氮法由于蛋白质是体内的主要含氮物，因此，通过测 定生物样品的含氮量便可估算出样品中的总蛋白质含量。
蛋白质含量＝含氮量 Х 6.25 此方法的测定范围为0.2～1.0 mg氮。 ✓ 优点：应用范围广，重现性好、准确度高 ✓ 缺点：局限于样品中总蛋白的检测，破坏蛋白质结构，
易受到被测样品中其它有机含氮化合物的干扰
比色法-茚三酮法
✓ 茚三酮，又名苯并戊三酮，溶于水后与水分子结合形 成水合茚三酮，进而可与氨、一级胺、二级胺发生化学 反应生成紫蓝色或黄色缩合物。茚三酮法可用于水解蛋 白质的检测。
比色法-茚三酮法
以氨基酸为例，首先在弱酸性加热条件下氨基酸与水合茚酸酮发生氧 化反应，氨基酸脱去氨基和羟基变成醛类化合物，水合茚三酮吸收氨基并 脱去分水子变成胺合茚三酮。随后胺合茚三酮与茚三酮反应生成席夫碱， 并最终形成紫蓝色或黄、棕色化合物，产物颜色的深浅与蛋白质的浓度相 关，最大吸收波长为 570 nm 左右。
比色法-双缩脲法
✓ 原理：蛋白质含有两个以上的肽键，故有双缩脲（NH2CO-NH-CO-NH2）反应。在碱性条件下，肽键的质子被解离， Cu2+和失去质子的多肽链的氮相结合产生稳定的紫色络合物， 在540～560 nm的光吸收值与蛋白质的含量在一定范围内呈 线性关系。由于与双缩脲试剂与不同种类的蛋白质反应产物 的颜色差别极小，使得该方法比较适合总蛋白质的检测。
《蛋白质构象病》课件
05
蛋白质构象病的案例 分析
阿尔茨海默病案例分析
阿尔茨海默病是一种常见的神经退行性疾病，主要表现为记忆力减退、认知障碍 等症状。其发病机制与β-淀粉样蛋白的异常沉积有关，这种蛋白的聚集会导致神 经元死亡。
阿尔茨海默病的案例分析表明，患者脑部β-淀粉样蛋白的沉积量与病情的严重程 度呈正相关。此外，遗传因素也在阿尔茨海默病的发病中起到重要作用，某些基 因突变会增加患病风险。
要为异常折叠的蛋白质。
肌萎缩侧索硬化症
03
肌纤维中某些蛋白质的异常折叠和聚集导致肌细胞死亡，引发
肌萎缩侧索硬化症。
03
蛋白质构象病的诊断 与治疗
蛋白质构象病的诊断方法
临床诊断
通过患者的临床表现和病史， 初步判断是否为蛋白质构象病
。
实验室检查
进行血液、尿液等实验室检查 ，检测相关指标和生物标志物 ，以明确诊断。
帕金森病案例分析
帕金森病是一种常见的神经系统疾病，主要表现为肌肉僵硬 、运动障碍等症状。其发病机制与多巴胺能神经元的死亡有 关，而这一过程可能与α-突触核蛋白的异常聚集有关。
帕金森病的案例分析显示，患者脑部α-突触核蛋白的异常聚 集与病情的发展密切相关。此外，环境因素如农药暴露和脑 外伤也可能诱发帕金森病。
蛋白质构象病的研究前景与展望
随着蛋白质组学、结构生物学和生物 信息学等学科的发展，蛋白质构象病 的研究将更加深入。
同时，随着基因组学和大数据等技术 的应用，蛋白质构象病的预防和早期 诊断将成为可能，有助于提高患者的 生活质量和生存率。
通过深入研究蛋白质构象病的发病机 制和诊断治疗方法，有望为临床治疗 提供新的思路和方法。
02
这类疾病通常与遗传、环境、年龄等多种因素有关 ，是生物医学领域研究的热点之一。
生物化学及分子生物学(人卫第九版)-27组学与系统生物学 ppt课件
PPT课件
37
第五节
其他组学
PPT课件
38
一、糖组学研究生命体聚糖多样性及其生物学功能
（一）糖组学分为结构糖组学与功能糖组学两个分支 （二）色谱分离/质谱鉴定和糖微阵列技术是糖组学研究的主要技术 （三）糖组学与肿瘤的关系密切
PPT课件
39
二、脂组学揭示生命体脂质多样性及其代谢调控
（一）脂组学是代谢组学的一个分支 （二）脂组学研究的三大步骤——分离、鉴定和数据库检索
PPT课件
23
（三）MPSS是以序列测定为基础的基因表达谱高通量分析新技术
大规模平行信号测序系统(MPSS)
https:///probe/docs/techmpss/
PPT课件
24
三、转录组测序和单细胞转录组分析是转录组学的核心任务
（一）高通量转录组测序是获得基因表达调控信息的基础 （二）单细胞转录组有助于解析单个细胞行为的分子基础
PPT课件
7
2.物理作图就是描绘杂交图、限制性酶切图及克隆系图
物理作图（physical mapping）以物理尺度（bp或kb）标示遗传标志 在染色体上的实际位置和它们间的距离，是在遗传作图基础上绘制的更为 详细的基因组图谱。
常用的物理作图方法
荧光原位杂交图（fluorescent in situ hybridization map，FISH map） 限制性酶切图（restriction map） 连续克隆系图（clone contig map）
第27章
组学与系统生物医学
作者 : 杨生生 焦炳华
单位 : 海军军医大学
PPT课件
1
目录
第一节 基因组学 第二节 转录组学
乙酰化修饰定量蛋白质组学含案例培训课件
外蛋白等。 ➢ 高通量：不受样本数据限制，特别适用于采用多种处理方式或来自多个处理时间的
样本的差异蛋白分析； ➢ 结果可靠：定性与定量同步进行，同时给出每一个组分的相对表达水平、分子量和
丰富的结构信息； ➢ 自动化程度高：液质联用，自动化操作，分析速度快，分离效果好。
乙酰化修饰定量蛋白质组学含案例
5 乙酰化修饰实验流程
存。 2、原始样本湿重大于1g，根据不同样本得率情况尽量多提供
原始样本。 3、提得的蛋白大于5mg，可完成一次正常富集。若样本珍贵难
获取，最少2mg可完成一次实验。
乙酰化修饰定量蛋白质组学含案例
16 乙酰化非标定量详细实验步骤
2：蛋白质定量 (1) 可以采用Bradford方法及其他方法定量初步 (2) 定量取各组样本的蛋白质进行SDS-PAGE电泳，考染定量，根据每个涌道 染色情况微调蛋白浓度，保证后续实验中每组样本的蛋白量相同。
乙酰化修饰定量蛋白质组学含案例
6 乙酰化修饰实验结果示例
质谱扫描完毕，得到质谱信号总图
小鼠的肌肉样本：乙酰化修饰 实验（4例样本：A、B、C、D）
1: 提取各组蛋白质，定量并 用胰酶酶切；
2. 各组肽段纯化，并用乙酰 化修饰抗体进行富集；
3. RP分离和质谱分析.
4: 不同样本中乙酰化修饰的 差异表达可通过二级质谱中峰 面积确定
横坐标是洗脱时间，纵坐标是信号强度。
5. 根据该肽段的二级质谱峰 图，结合数据库检索，得到蛋 白的定性及定量信息。
乙酰化修饰定量蛋白质组学含案例
7 乙酰化修饰实验结果示例
4例样本共鉴定到1449个蛋白，肽段6879个，乙酰化修饰肽段637个。乙酰 化修饰的差异分析如下：
两两比较 B/A C/B D/C C/A D/A
样本的差异蛋白分析； ➢ 结果可靠：定性与定量同步进行，同时给出每一个组分的相对表达水平、分子量和
丰富的结构信息； ➢ 自动化程度高：液质联用，自动化操作，分析速度快，分离效果好。
乙酰化修饰定量蛋白质组学含案例
5 乙酰化修饰实验流程
存。 2、原始样本湿重大于1g，根据不同样本得率情况尽量多提供
原始样本。 3、提得的蛋白大于5mg，可完成一次正常富集。若样本珍贵难
获取，最少2mg可完成一次实验。
乙酰化修饰定量蛋白质组学含案例
16 乙酰化非标定量详细实验步骤
2：蛋白质定量 (1) 可以采用Bradford方法及其他方法定量初步 (2) 定量取各组样本的蛋白质进行SDS-PAGE电泳，考染定量，根据每个涌道 染色情况微调蛋白浓度，保证后续实验中每组样本的蛋白量相同。
乙酰化修饰定量蛋白质组学含案例
6 乙酰化修饰实验结果示例
质谱扫描完毕，得到质谱信号总图
小鼠的肌肉样本：乙酰化修饰 实验（4例样本：A、B、C、D）
1: 提取各组蛋白质，定量并 用胰酶酶切；
2. 各组肽段纯化，并用乙酰 化修饰抗体进行富集；
3. RP分离和质谱分析.
4: 不同样本中乙酰化修饰的 差异表达可通过二级质谱中峰 面积确定
横坐标是洗脱时间，纵坐标是信号强度。
5. 根据该肽段的二级质谱峰 图，结合数据库检索，得到蛋 白的定性及定量信息。
乙酰化修饰定量蛋白质组学含案例
7 乙酰化修饰实验结果示例
4例样本共鉴定到1449个蛋白，肽段6879个，乙酰化修饰肽段637个。乙酰 化修饰的差异分析如下：
两两比较 B/A C/B D/C C/A D/A
变性蛋白的复性PPT课件
供基础。
06 结论
变性蛋白复性的研究意义和价值
生物医学应用
变性蛋白的复性研究有助于理解蛋白质结构和功能的关系，对于疾病诊断和治疗具有重 要意义。例如，某些蛋白质的异常折叠与阿尔茨海默症、帕金森症等神经退行性疾病的 发生密切相关。通过变性蛋白的复性，可以深入探究这些疾病的发病机制，为药物研发
和治疗方法提供新的思路。
复性机理的深入研究
目前对变性蛋白复性的机理仍不完全清楚，需要进一步深入研究。例如，研究不同变性条件对蛋白质 结构的影响、蛋白质复性过程中的动力学行为等，有助于深入理解变性蛋白的复性机理，为复性方法 的改进提供理论支持。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
详细描述
在酸性或碱性环境中，变性蛋白的复性效果较差。而在中性pH值条件下，变性 蛋白的复性效果最佳。这是因为蛋白质在等电点附近的pH值下，其分子间的静 电作用力最小，有利于蛋白质分子的重新折叠和复性。
离子强度
总结词
离子强度对变性蛋白的复性具有重要影响。
详细描述
在低离子强度下，蛋白质分子间的电荷相互作用较强，容易形成聚集物，不利于 复性。而在高离子强度下，蛋白质分子间的电荷相互作用被屏蔽，蛋白质分子更 容易展开和复性。因此，选择适当的离子强度是变性蛋白复性的关键。
变性蛋白的复性ppt课件
contents
目录
• 引言 • 变性蛋白的形成 • 变性蛋白的复性方法 • 变性蛋白复性的影响因素 • 变性蛋白复性的应用 • 结论
01 引言
目的和背景
介绍变性蛋白复性的研究意义
蛋白质变性后，其结构和功能受到严重影响，导致许多生物 过程紊乱。因此，研究变性蛋白的复性具有重要意义。
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06 结论
变性蛋白复性的研究意义和价值
生物医学应用
变性蛋白的复性研究有助于理解蛋白质结构和功能的关系，对于疾病诊断和治疗具有重 要意义。例如，某些蛋白质的异常折叠与阿尔茨海默症、帕金森症等神经退行性疾病的 发生密切相关。通过变性蛋白的复性，可以深入探究这些疾病的发病机制，为药物研发
和治疗方法提供新的思路。
复性机理的深入研究
目前对变性蛋白复性的机理仍不完全清楚，需要进一步深入研究。例如，研究不同变性条件对蛋白质 结构的影响、蛋白质复性过程中的动力学行为等，有助于深入理解变性蛋白的复性机理，为复性方法 的改进提供理论支持。
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详细描述
在酸性或碱性环境中，变性蛋白的复性效果较差。而在中性pH值条件下，变性 蛋白的复性效果最佳。这是因为蛋白质在等电点附近的pH值下，其分子间的静 电作用力最小，有利于蛋白质分子的重新折叠和复性。
离子强度
总结词
离子强度对变性蛋白的复性具有重要影响。
详细描述
在低离子强度下，蛋白质分子间的电荷相互作用较强，容易形成聚集物，不利于 复性。而在高离子强度下，蛋白质分子间的电荷相互作用被屏蔽，蛋白质分子更 容易展开和复性。因此，选择适当的离子强度是变性蛋白复性的关键。
变性蛋白的复性ppt课件
contents
目录
• 引言 • 变性蛋白的形成 • 变性蛋白的复性方法 • 变性蛋白复性的影响因素 • 变性蛋白复性的应用 • 结论
01 引言
目的和背景
介绍变性蛋白复性的研究意义
蛋白质变性后，其结构和功能受到严重影响，导致许多生物 过程紊乱。因此，研究变性蛋白的复性具有重要意义。
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蛋白质的定性定量分析及保存ppt课件.ppt
在 整 堂 课 的 教学中 ，刘教 师总是 让学生 带着问 题来学 习，而 问题的 设置具 有一定 的梯度 ，由浅 入深， 所提出 的问题 也很明 确
原理
➢蛋白质中的Trp、Tyr在 280nm有特征性吸收；肽键 在215nm附近有特异吸收。 可通过测定该波长的光吸收 度，计算蛋白质浓度。
➢C＝A/KL，其中A为吸光 度，K为摩尔消光系数，L 为光程。K值可通过各种方 法得到（包括软件分析等）。
芳香族氨基酸的紫外吸收
在 整 堂 课 的 教学中 ，刘教 师总是 让学生 带着问 题来学 习，而 问题的 设置具 有一定 的梯度 ，由浅 入深， 所提出 的问题 也很明 确
所需时间 • 几分钟
优 点 • 快速 • 对蛋白质无破坏性
缺 点 • 不是严格的定量，适用于测定蛋 白质粗提液
• 核酸可引起强干扰作用 灵 敏 度 • 0.2 mg/ml～2 mg/ml
在 整 堂 课 的 教学中 ，刘教 师总是 让学生 带着问 题来学 习，而 问题的 设置具 有一定 的梯度 ，由浅 入深， 所提出 的问题 也很明 确
基于蛋白质的化学显色反应
二、Bradford检测法
➢由Bradford等人于1976年建立 ➢ 这是一种迅速、可靠的通过染色法测 定溶液中蛋白质含量的方法
灵 敏 度 • 5 ug/ml～100 ug/ml
在 整 堂 课 的 教学中 ，刘教 师总是 让学生 带着问 题来学 习，而 问题的 设置具 有一定 的梯度 ，由浅 入深， 所提出 的问题 也很明 确
计算方法 • 标准曲线法
注意事项 • 在加入试剂30 min后呈色达到饱 和，时间延长颜色信号减弱
在 整 堂 课 的 教学中 ，刘教 师总是 让学生 带着问 题来学 习，而 问题的 设置具 有一定 的梯度 ，由浅 入深， 所提出 的问题 也很明 确
蛋白质电泳分析PPT课件
蛋白质组学研究
蛋白质电泳分析在蛋白质组学研 究中具有重要作用，可用于分离 和鉴定蛋白质，揭示蛋白质的表
达模式和功能。
生物标志物发现
通过蛋白质电泳分析，可以发现 与疾病相关的生物标志物，有助
于疾病的早期诊用于药物靶点 的筛选和验证，以及药物作用机
制的研究，有助于新药研发。
绝对定量
通过灰度扫描电泳图谱中蛋白质条带， 可以计算出各蛋白质条带的相对含量。
通过标准品或已知浓度的蛋白质样品， 可以建立标准曲线，从而对未知浓度 的蛋白质样品进行绝对定量分析。
相对定量
通过比较不同样品中蛋白质条带的灰 度值或亮度，可以计算出各蛋白质的 相对表达量。
04
蛋白质电泳分析的优缺点
优点
03
蛋白质电泳分析结果解读
电泳图谱的解读
01
02
03
蛋白质分子量标准
电泳图谱中通常会有一条 蛋白质分子量标准，用于 参考和标定蛋白质的分子 量。
蛋白质条带位置
通过观察电泳图谱中蛋白 质条带的位置，可以判断 蛋白质的迁移率和分子量 大小。
蛋白质表达量
通过比较不同样品中蛋白 质条带的亮度或密度，可 以判断蛋白质的表达量。
在食品安全和检测领域的应用前景
食品成分分析
蛋白质电泳分析可用于食品中蛋白质的鉴定和含 量测定，确保食品质量和安全。
污染物检测
蛋白质电泳分析可以检测食品中的有害物质和污 染物，如农药残留、重金属等。
转基因食品检测
通过蛋白质电泳分析，可以检测转基因食品中的 外源蛋白质，保障消费者权益。
THANKS
感谢观看
蛋白质电泳分析PPT 课件
目录
• 蛋白质电泳分析概述 • 蛋白质电泳分析实验操作 • 蛋白质电泳分析结果解读 • 蛋白质电泳分析的优缺点 • 蛋白质电泳分析展望
免疫组学 ppt课件
源性；基因定位 1q32
化角质细胞 Stat3，与牛皮癣有关
IL-21 131 个 氨 基 酸 ， 基 因 定 位 促进骨髓 NK 细胞的增殖与分化，与抗 CD40 抗体
4q26-q27
协同刺激 B 细胞的增殖，与抗 CD3 抗体协同刺激
T 细胞的增殖。
IL-22 146 个氨基酸，与 IL-10 有同 活化多种细胞系的 STAT1，3，促进炎症时的急性
13
获得性免疫（Adaptive Immunity）
机体特异性识别和排除抗原的免疫系统， 具有记忆性的特点，包括T、B细胞、抗 体等
2021/4/30
14
Humoral Immunity & Cellular Immunity
2021/4/30
15
免疫细胞
2021/4/30
16
B Cells-Plasma Cells
2021/4/30
45
Cambridge大学的免疫基因相关信息数 据库（The Immunogenetic Related Information Source，IRIS）包括1562 基因，大约代表7%人类基因组基因。实 际免疫相关基因数量应该至少1倍以上。
Kelley J et al: Genomics. 2005， 85:503
2021/4/30
17
Cytotoxic T Cell (CD8+)
细胞毒性T细胞（Tc，Cytotoxic T cell；CTL， Cytotoxity T lymphocyte）：具有特异性杀伤靶 细胞作用的T细胞
The kiss of death
2021/4/30
18
Helper T Cells (CD4+)
《尿微量白蛋白》课件
正常值范围
正常值
正常情况下，尿中白蛋白的浓度 很低，一般不超过10mg/L。
检测方法
常用的检测方法有免疫透射比浊 法、免疫散射比浊法等。
临床意义
早期发现肾脏损伤
尿微量白蛋白的出现是肾脏损伤 的早期表现，及时发现和治疗有 助于预防或延缓肾脏疾病的进展
。
评估肾功能
尿微量白蛋白的排泄量与肾脏功 能密切相关，通过检测尿微量白
通过检测尿微量白蛋白的水平， 有助于判断肾脏疾病的严重程度
、进展情况及治疗效果。
与其他肾功能指标相结合，尿微 量白蛋白的检测可提高肾脏疾病
的诊断准确率。
04
尿微量白蛋白与心血管疾 病的关系
尿微量白蛋白与动脉硬化的关系
尿微量白蛋白是肾脏损伤的标志物，也是心血管疾病的危险因素之一。
尿微量白蛋白水平升高与动脉硬化程度呈正相关，可反映动脉硬化的进 展。
《尿微量白蛋白 》ppt课件
目录
• 尿微量白蛋白简介 • 尿微量白蛋白的检测方法 • 尿微量白蛋白与肾脏疾病的关系 • 尿微量白蛋白与心血管疾病的关
系 • 尿微量白蛋白的预防与控制 • 总结与展望
01
尿微量白蛋白简介
定义与特性
定义
尿微量白蛋白是指在尿中出现微量白蛋白。
特性
白蛋白是一种由肝脏合成的蛋白质，在正常情况下，由于肾小球滤过膜的滤过 作用，它不能通过肾小球滤过膜滤过，但在病理状态下，肾小球滤过膜的滤过 作用受损，尿中可出现白蛋白。
联合检测尿微量白蛋白与其他危险因素，可提高心血 管疾病的预测准确性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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蛋白质检测方法ppt课件
移 (photo-induced electron transfer PET）, 分子内电荷转移
( Intramolecular charge transfer , ICT)等效应对蛋白质进行选
择性识别
26
精品课件
✓ 基于自组装机理检测蛋白质
超分子化学：分子聚集体结构和功能为研究对象, 旨在 研究分子基于弱相互作用的组装、自组装和自组织行为,并 研究这些行为可能带来的结构和功能的改变,以期建立结构 和功能之间的关系。超分子的组装的实现依赖于分子间键. 它包括氢键、范德华力、亲脂-疏水作用、金属离子的配位 键、π-π堆积作用等
曙红Y
23
铬天青S
精品课件
溴酚蓝
Evans blue
24
四羧基苯基卟啉
精品课件
偶氮染料
方酸菁染料
酞菁染料
25
精品课件
✓ 基于AIE机理检测蛋白质
✓ 此外，小分子荧光探针还可基于荧光能量共振转移
(fluorescence resonance energy transfer, FRET),光诱导电子转
17
精品课件
近红外光谱法
✓ 原理：当红外光照射样品分子时，极性共价键选择性地吸 收某些波长的光后产生振动能级跃迁，吸收光子的频率与跃 迁前后的能量差相关，吸收的强度取决于化学键振动的非谐 性。分子的基频振动产生的吸收谱带位于波长2500-25000nm 的中红外区域，发生780-1100nm 的短波近红外区11002500nm 的长波近红外区的吸收谱带对应着基频振动的倍频 和组合频。含氢基团（X-H）的振动跃迁非谐性常数最高， 其在有机物的近红外吸收光谱中占主导地位。
12
精品课件
比色法-BCA法
蛋白质表达PPT课件
利用蛋白质表达技术，可以调控特定蛋白质的表达，为生 物治疗提供新的策略和方法，如基因治疗、细胞治疗等。
提高蛋白质表达产量的方法与策略
01
优化基因序列
通过优化目的基因的序列，如提高启动子活性、调整密码子使用等，可
以提高蛋白质的表达水平。
02
宿主细胞选择与改造
选择合适的宿主细胞，并进行必要的改造，如细胞代谢途径的优化、细
蛋白质降解
通过细胞内的蛋白酶体系统降解蛋白 质，调节细胞内蛋白质的平衡和功能。
02
蛋白质表达系统
原核表达系统
表达量高
原核表达系统如大肠杆菌表达 系统能够高效表达外源基因，
产生大量的重组蛋白质。
操作简便
原核表达系统相对简单，遗传 背景和培养条件较明确，便于 实验操作和基因工程改造。
表达产物易纯化
原核表达产物通常以可溶性或 包涵体的形式存在，易于分离 和纯化。
酵母表达系统在工业生产中具有一定的应 用价值，可以用于生产酶制剂、生物材料 等。
培养基廉价易得
表达量不稳定
酵母菌可以在相对简单的培养基中生长繁 殖，降低了生产成本。
酵母表达系统的表达量可能受到多种因素 的影响，如基因拷贝数、整合位点等，导 致表达量不稳定。
昆虫表达系统
高效表达外源基因
昆虫表达系统如杆状病毒表达系统能够 高效侵染昆虫细胞，并在短时间内获得
基因转染技术
基因转染技术是一种将外源DNA或RNA导入细胞的技术。通 过基因转染技术，可以将目的基因导入到细胞中，实现目的 基因的表达。
基因转染技术是蛋白质表达的重要手段之一，通过基因转染 技术可以将目的基因导入到各种类型的细胞中，如原代细胞 、干细胞、肿瘤细胞等，实现目的基因的表达和功能研究。
提高蛋白质表达产量的方法与策略
01
优化基因序列
通过优化目的基因的序列，如提高启动子活性、调整密码子使用等，可
以提高蛋白质的表达水平。
02
宿主细胞选择与改造
选择合适的宿主细胞，并进行必要的改造，如细胞代谢途径的优化、细
蛋白质降解
通过细胞内的蛋白酶体系统降解蛋白 质，调节细胞内蛋白质的平衡和功能。
02
蛋白质表达系统
原核表达系统
表达量高
原核表达系统如大肠杆菌表达 系统能够高效表达外源基因，
产生大量的重组蛋白质。
操作简便
原核表达系统相对简单，遗传 背景和培养条件较明确，便于 实验操作和基因工程改造。
表达产物易纯化
原核表达产物通常以可溶性或 包涵体的形式存在，易于分离 和纯化。
酵母表达系统在工业生产中具有一定的应 用价值，可以用于生产酶制剂、生物材料 等。
培养基廉价易得
表达量不稳定
酵母菌可以在相对简单的培养基中生长繁 殖，降低了生产成本。
酵母表达系统的表达量可能受到多种因素 的影响，如基因拷贝数、整合位点等，导 致表达量不稳定。
昆虫表达系统
高效表达外源基因
昆虫表达系统如杆状病毒表达系统能够 高效侵染昆虫细胞，并在短时间内获得
基因转染技术
基因转染技术是一种将外源DNA或RNA导入细胞的技术。通 过基因转染技术，可以将目的基因导入到细胞中，实现目的 基因的表达。
基因转染技术是蛋白质表达的重要手段之一，通过基因转染 技术可以将目的基因导入到各种类型的细胞中，如原代细胞 、干细胞、肿瘤细胞等，实现目的基因的表达和功能研究。
第章蛋白质的结构与功能ppt课件
协助蛋白质正确折叠
作用
与错误聚集的肽段结合，使之解聚再诱导其 正确折叠
参与二硫键的正确形成
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四、蛋白质的四级结构
亚基 (subunit)： 体内有许多蛋白质分子含有两条或两条以 上多肽链，每一条多肽链都有完整的三级结 构，称为蛋白质的亚基。
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1. 定义： 蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基
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一、蛋白质的一级结构
1.定义： 指蛋白质分子从N-端至C-端的氨基酸
排列顺序。
2.主要的维系键：肽键
一级结构是蛋白质空间构象和特异生物学 功能的基础。
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F.Sanger
牛胰岛素结晶
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二、蛋白质的二级结构
1.定义： 蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构， 即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置， 并不涉及氨基酸残基侧链的构象 。
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（1）α-螺旋：以-C为转折点，形成右手螺旋
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-螺旋的结构要点：
1.形成右手螺旋，侧链 向外伸出； 2.每圈螺旋含3.6个氨基 酸残基，螺距为0.54nm； 3.维系化学键：氢键 4.氢键方向与螺旋轴基 本平行。
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影响 -螺旋稳定的因素： 1、侧链基团的性质； 2、侧链基团的大小； 3、Pro不利于螺旋的稳定。
4. 组成人体蛋白质分子的氨基酸属于下列哪一种？
A．L-β-AA B．D-β-AA C．L-α-AA D．D-α-AA
5．下列氨基酸中，属于酸性氨基酸的是(2008年) A．精氨酸 B．甘氨酸 C．亮氨酸 D．天冬氨酸
6．含有两个羧基的氨基酸是(1997年) A．谷氨酸 B．丝氨酸 C．酪氨酸 D．赖氨酸 E．苏氨酸
蛋白质组学课件样品制备-中文
基因组学（Genomics）
转录组学（Transcriptomics）
蛋白质组学（Proteomics）
代谢组学（Metaboliomics）
系统生物学
脂类组学（Lipidomics）
……
蛋白质组学分类： 细胞蛋白组学(Cell Proteomics)
结构蛋白组学(Structural Proteomics)
功能蛋白组学(Functional Proteomics) 磷酸化蛋白组学(Phosphoproteomics) 临床蛋白组学(Clinical Proteomics) 毒理蛋白组学(Toxicoproteomics) ……
蛋白质组学
基本生物问题
翻译后修饰 蛋白质-蛋白质相互作用 基因组-转录组-蛋白质组 临床问题
并且技术的难度也远远大 于基因组的研究技术；
蛋白质组研究技术可以简 单地分为两大类：蛋白质 组分离技术，蛋白质组的 鉴定技术，其核心是质谱 技术。
蛋白质组学与基因组学研究互补与互助
在质谱测定蛋白质的过程中，离不开对已 知基因组的基因数据的比较
蛋白质组的数据可以帮助大大提高基因注 释的正确率
“组学”时代
空间定位密切相关；
许多蛋白质在细胞内不是静 止的，他们常常在不同的亚 细胞环境里运动而发挥作用； 细胞的信号传导和转录调控
也常常依赖于蛋白质的变化 和运动。
基因组
孤立行为
基因组表达的各种
蛋白组
蛋白质组中的各种蛋白质 却是彼此间有着广泛的相 互作用； 蛋白质互作的研究有两类： 第一类是研究蛋白质相互
疾病生物标志物-诊断 疾病的机理 药物目标-治疗
蛋白质组学
确定蛋白质组 鉴定 定量 定位 修饰 相互作用 功能
转录组学（Transcriptomics）
蛋白质组学（Proteomics）
代谢组学（Metaboliomics）
系统生物学
脂类组学（Lipidomics）
……
蛋白质组学分类： 细胞蛋白组学(Cell Proteomics)
结构蛋白组学(Structural Proteomics)
功能蛋白组学(Functional Proteomics) 磷酸化蛋白组学(Phosphoproteomics) 临床蛋白组学(Clinical Proteomics) 毒理蛋白组学(Toxicoproteomics) ……
蛋白质组学
基本生物问题
翻译后修饰 蛋白质-蛋白质相互作用 基因组-转录组-蛋白质组 临床问题
并且技术的难度也远远大 于基因组的研究技术；
蛋白质组研究技术可以简 单地分为两大类：蛋白质 组分离技术，蛋白质组的 鉴定技术，其核心是质谱 技术。
蛋白质组学与基因组学研究互补与互助
在质谱测定蛋白质的过程中，离不开对已 知基因组的基因数据的比较
蛋白质组的数据可以帮助大大提高基因注 释的正确率
“组学”时代
空间定位密切相关；
许多蛋白质在细胞内不是静 止的，他们常常在不同的亚 细胞环境里运动而发挥作用； 细胞的信号传导和转录调控
也常常依赖于蛋白质的变化 和运动。
基因组
孤立行为
基因组表达的各种
蛋白组
蛋白质组中的各种蛋白质 却是彼此间有着广泛的相 互作用； 蛋白质互作的研究有两类： 第一类是研究蛋白质相互
疾病生物标志物-诊断 疾病的机理 药物目标-治疗
蛋白质组学
确定蛋白质组 鉴定 定量 定位 修饰 相互作用 功能
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功能蛋白质组学 结构蛋白质组学
.
11
人类蛋白质组学研究进展
2001年成立国际人类蛋白质组组织（HUPO）， 2003.12.15启动两个首批行动计划 1.人类肝脏蛋白质组计划（HLPP）由中国军事医学科学
院副院长贺福初院士领导，16国80多个实验室参加。 中国第一次领导重大国际协作计划。 2. 人类血浆蛋白质组计划（HPPP）由美国科学家牵头， 13国47个实验室参加。
双向电泳后的凝胶
经染色后蛋白呈现二维
分布图： 水平方向反映出蛋
白在pI上的差异， 垂直方向反映出它
聚焦后凝 胶放置在 SDS凝胶 上，进行 第二向电 泳
们在分子量上的差别。
第二向电泳： SDS-PAGE
pH9
.
pH9
pH3
分子量大 分子 量小
pH3
18
(1)等电聚焦 凝胶电泳 （ IFE）
利用载体两 性电解质在电场 作用下沿电场方 向在凝胶内形成 一个连续而稳定 的pH梯度。
根据一定的配方计算后，将适宜的IPG试剂添加至混 合物中用于凝胶聚合，在聚合中缓冲基团通过乙烯键共 价聚合至聚丙烯酰胺骨架中而形成pH梯度。通过这种方 式生成的IPG不会发生电渗作用，因而可以进行特别稳 定的IEF分离达到真正的平衡状态。
.
5
第一节 蛋白质组及蛋白质组学基本概念
.
6
什么是蛋白质组？
蛋白质组(proteome)：
PROTEOME = PROTE in +genOME Proteins expressed by a genome.
是指“特定细胞、组织乃至机体作为一个 生命单元中所有蛋白质的集合，即生命体中携 带的基因信息在某一时段所表达的全部蛋白质。
.
12
第二节 蛋白质组学研究的内容及所采用的主要技术
.
13
蛋白质组学的研究内容与技术
二维电泳
表达模式研究 高效液相色谱HPLC
蛋
质谱技术
白
生物信息学
质
组
噬菌体展示技术
学
功能模式研究
酵母双杂交系统 蛋白芯片技术
.
14
一、蛋白质组学主要研究技术 （Technology of Proteomics）
第五章
蛋白质组学
(Proteomics)
医学检验系临床生化教研室 周琳
.
1
重点 蛋白质与蛋白质组学的概念 难点 二维凝胶电泳、酵母双杂交等技术的原理与方法 了解 蛋白质组学在医学中的应用
.
2
蛋白质组学研究背景
1.基因研究是20世纪生命科学的主线 1953年，DNA双螺旋结构的提出 1954年，“中心法则”的问世 20世纪90年代，全球性基因组计划尤其是人类基因组计 划（HGP）的大力推进 2000年6月，HGP计划完成
1.蛋白质分离技术
凝胶二维电泳、HPLC；
2.蛋白质鉴定技术
Edman测序、质谱技术；
3.图像分析与生物信息
图像分析软件，数据库；
4.相互作用研究技术
酵母双杂交技术、免疫共沉淀、蛋白质芯片等。
.
15
二、蛋白质组表达模式研究流程图
蛋白质样品制备 (sample preparation)
Protein Extraction
.
10
蛋白质组学的分类与研究内容学组成蛋白质组
比较蛋白质组 学 表达蛋白质组学（expression proteomics)： 即把细胞、 组织中的蛋白，建立蛋白定量表达图谱，观察某种细胞或组织 中蛋白质的整体表达, 并分析不同情况下表达图谱的变化。
细胞图谱蛋白质组学（cell－map proteomics）：即确 定蛋白质在亚细胞结构中的位置；通过纯化细胞器或用质谱仪 鉴定蛋白复合物组成等，来确定蛋白质-蛋白质的相互作用。
每种蛋白质 都将迁移至与它 的pI 相一致的 pH处。
凝胶中加 有两性电 解质溶液 （pH9-3）
加电场后
在凝胶内形 成一个稳定 pH梯度
加样品， 凝胶染色表明
然后继续 样品按照各自
电泳
pI值沿着pH
梯度分布
.
19
等电聚焦凝胶电泳（ IFE）
固相pH梯度等电聚焦（IPG-IEF）
所用介质为拥有CH2=CH-CO-NH-R结构的8种丙烯酰 胺衍生物系列，其中R为弱酸性或弱碱性基团，它们构 成了分布在pH3-9不同值的缓冲体系。
Protein Prefractionation
蛋白质的分离 蛋白质的鉴定 生物信息学研究
Protein Separation Protein Identification Database utilization
.
16
1、蛋白质的分离
大规模蛋白质的分离技术—二维凝胶电泳 （Two-Dimensional Gel Electrophoresis， 2-DE）
是将不同种类的蛋白质以电荷差异和相对分子量差 异为基础进行的高分辨率分离分析方法。 工作原理：
(1)1st dimension: 等电聚焦凝胶电泳 (IEF)
根据蛋白质的净电荷或等电点的不同进行分离 (2)2nd dimension: SDS-PAGE 根据蛋白质相对分子质量大小不同进行分离
tic composition
Proteome = highly flexible composition
proteome comparison
.
9
什么是蛋白质组学？
• 蛋白质组学（proteomics）： 以蛋白质组为研究对象，分析细胞内动态 变化的蛋白质组成成分、表达水平与修 饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与 联系，在整体水平上揭示蛋白质功能与 细胞生命活动规律。
.
7
蛋白质组
1.对应于基因组的所有蛋白质构成的整体， 不是局限于一个或几个蛋白质。
2.同一基因组在不同细胞、不同组织中的表 达情况各不相同 。
3.在空间和时间上动态变化着的整体。
.
8
蛋白质组与基因组的联系与区别
Identical Genome – but different looks....?
结构基因组学时代
.
3
蛋白质组学研究背景
2.“后基因组时代”（postgenome era）
功能基因组学（functional genomics)成为研
究的重心，蛋白质组学（proteomics）则是其
“中流砥柱”。
转录组学
蛋白质组学
功能基因组学
代谢组学 表型组学
相互作用组学
.
4
蛋白质组学是后基因组学时代研究的中心， 而以阐明生物体内蛋白质表达模式与功能模式 为目标的蛋白质组学成为功能基因组学研究的 重要内容之一。