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蛋白质组学技术及应用在生物学研究中，蛋白质组学已经成为一种有效的手段。
因为蛋白质是生命体内最为重要的功能分子，具有复杂的结构，并且在病理发生过程中起着重要的作用。
因此，了解蛋白质的组成和功能，对于认识生物学的本质和疾病的发生机理都至关重要。
蛋白质组学技术的应用范围涉及医学、生物工程、食品科学等众多领域。
一、蛋白质组学技术蛋白质组学技术是基于对生物样品中全部蛋白质的高通量分析，以生成有关蛋白质组成、富集、表达、结构、功能以及相互作用的信息。
蛋白质组学技术通过蛋白质的翻译后修饰、表达水平、相互作用、位置、结构信息等方面研究细胞及生物体系统的生理功能，从而洞悉细胞及生物体系统的机理和事件。
蛋白质组学技术主要分为以下几种：1. 质谱分析技术。
质谱分析是目前最常用的蛋白质组学分析技术。
其主要利用蛋白质的序列和质量来进行分析。
质谱分析技术又包括MALDI-TOF、ESI-Q-TOF、MALDI-TOF/TOF等方法。
通过质谱分析，可以确定蛋白质序列、修饰以及结构信息，并且对于某些代谢异常、蛋白质变异等情况也能进行定量测定。
2. 电泳分离技术。
电泳分离技术是最早的分离方法之一，其基本原理是根据蛋白质质量与荷电性质的不同，利用电场将蛋白质进行分离。
电泳技术主要包括SDS-PAGE、两级荧光差异凝胶电泳以及等电点聚焦电泳等方法。
通过电泳技术，可以测定和比较不同组织、不同生长条件下蛋白质组成的差异。
3. 免疫分析技术。
免疫分析技术是一种非常灵敏的检测方法，其原理是利用蛋白质的免疫特性对蛋白质进行分析。
免疫分析技术主要包括免疫电泳、ELISA、免疫印迹等方法。
通过免疫分析，可以定量测定蛋白质的富集度和表达水平，用于研究生长条件和疾病状态下蛋白质的变化。
二、蛋白质组学技术的应用1. 蛋白质组学在医学中的应用。
蛋白质组学技术可以用于探测对疾病具有敏感性的分子标志物，比如肿瘤标志物、血管生成因子、免疫调节因子等。
并且，通过对样本的蛋白质组成进行分析可以找出疾病的发生机理，并可以利用蛋白质组学技术对药物的疗效及其副作用进行评估。
蛋白质组学研究及其进展 蛋白质组学（Proteomics）一词，源于蛋白质（protein）与 基因组学（genomics）两个词的组合，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。蛋白质组本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识，这个概念最早是由Marc Wilkins 在1995年提出的。 蛋白质组的研究不仅能为生命活动规律提供物质基础，也能为众多种疾病机理的阐明 蛋白质组学及攻克提供理论根据和 解决途径。通过对正常个体及病理个体间的蛋白质组比较分析，我们可以找到某些“疾病特异性的蛋白质分子”，它们可成为新药物设计的分子靶点，或者也会为疾病的早期诊断提供分子标志。确实，那些世界范围内销路最好的药物本身是蛋白质或其作用靶点为某种蛋白质分子。因此，蛋白质组学研究不仅是探索生命奥秘的必须工作，也能为人类健康事业带来巨大的利益。蛋白质组学的研究是生命科学进入后基因时代的特征。 基本策略： 蛋白质组(Proteome)的概念最先由Marc Wilkins提出，指由一个基因组(genOME)，或一个细胞、组织表达的所有蛋白质(PROTein). 蛋白质组的概念与基因组的概念有许多差别，它随着组织、甚至环境状态的不同而改变. 在转录时，一个基因可以多种mRNA形式剪接，并且，同一蛋白可能以许多形式蛋白质组学进行翻译后的修饰. 故一个蛋白质组不是一个基因组的直接产物，蛋白质组中蛋白质的数目有时可以超过基因组的数目. 蛋白质组学(Proteomics)处于早期“发育”状态，这个领域的专家否认它是单纯的方法学，就像基因组学一样，不是一个封闭的、概念化的稳定的知识体系，而是一个领域. 蛋白质组学集中于动态描述基因调节，对基因表达的蛋白质水平进行定量的测定，鉴定疾病、药物对生命过程的影响，以及解释基因表达调控的机制. 作为一门科学，蛋白质组研究并非从零开始，它是已有20多年历史的蛋白质(多肽)谱和基因产物图谱技术的一种延伸. 多肽图谱依靠双向电泳(Two-dimensional gel electrophoresis, 2-DE)和进一步的图象分析；而基因产物图谱依靠多种分离后的分析，如质谱技术、氨基酸组分分析等. 研究基础 90年代初期开始实施的人类基因组计划，在经过各国科学家近10年的努力下，已经取得了蛋白质组学巨大的成就。不仅完成了十余种模式生物（从大肠杆菌、酿酒酵母到线虫）基因组全序列的测定工作，还有望在2003年提前完成人类所有基因的全序列测定。那么，知道了人类的全部遗传密码即基因组序列，就可以任意控制人的生老病死吗？其实并不是这么简单。基因组学（genomics）虽然在基因活性和疾病的相关性方面为人类提供了有力根据,但实际上大部分疾病并不是因为基因改变所造成。并且，基因的表达方式错综复杂，同样的一个基因在不同条件、不同时期可能会起到完全不同的作用。关于这些方面的问题，基因组学是无法回答的。所以，随着人类基因组计划的逐步完成，科学家们又进一步提出了后基因组计划，蛋白质组（proteome）研究是其中一个很重要的内容。 目前，在蛋白质功能方面的研究是极其缺乏的。大部分通过基因组测序而新发现的基因编码的蛋白质的功能都是未知的，而对那些已知功能的蛋白而言，它们的功能也大多是通过同源基因功能类推等方法推测出来的。有人预测，人类基因组编码的蛋白至少有一半是功能未知的。因此，在未来的几年内，随着至少30种生物的基因组测序工作的完成，人们研究的重点必将转到蛋白质功能方面，而蛋白质组的研究正可以完成这样的目标。在蛋白质组的具体应用方面，蛋白质在疾病中的重要作用使得蛋白质组学在人类疾病的研究中有着极为重要的价值。 基因组(genome)包含的遗传信息经转录产生mRNA，一个细胞在特定生理或病理状态下表达的所有种类的mRNA称为转录子组(transcriptome)。很显然，不同细胞在不同生理或病理状态下转录子组包含的mRNA的种类不尽相同。mRNA经翻译产生蛋白质，一个细胞在特定生理或病理状态下表达的所有种类的蛋白质称为蛋白质组(proteome)。同理，不同细胞在不同生理或病理状态下所表达的蛋白质的种类也不尽相同。蛋白质是基因功能的实施者，因此对蛋白质结构，定位和蛋白质-蛋白质相互作用的研究将为阐人类蛋白质组计划明生命现象的本质提供直接的基础。 生命科学是实验科学，因此生命科学的发展极大地依赖于实验技术的发展。以DNA序列分析技术为核心的基因组研究技术推动了基因组研究的日新月异，而以基因芯片技术为代表的基因表达研究技术为科学家了解基因表达规律立下汗马功劳。在蛋白质组研究中，二维电泳和质谱技术的黄金组合又为科学家掌握蛋白质表达规律再铸辉煌。蛋白质组学(proteomics)就是指研究蛋白质组的技术及这些研究得到的结果蛋白质组学的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，对相关蛋白质进行分类和鉴定。更重要的是蛋白质组学的研究要分析蛋白质间相互作用和蛋白质的功能。 研究内容 蛋白质研究 1.蛋白质鉴定：可以利用一维电泳和二维电泳并结合Western等技术，利用蛋白质芯片和抗体芯片及免疫共沉淀等技术对蛋白质进行鉴定研究。 2.翻译后修饰：很多mRNA表达产生的蛋白质要经历翻译后修饰如磷酸化，糖基化，酶原激活等。翻译后修饰是蛋白质调节功能的重要方式，因此对蛋白质翻译后修饰的研究对阐明蛋白质的功能具有重要作用。 3.蛋白质功能确定：如分析酶活性和确定酶底物，细胞因子的生物分析/配基-受体结合分析。可以利用基因敲除和反义技术分析基因表达产物-蛋白质的功能。另外对蛋白质表达出来后在细胞内的定位研究也在一定程度上有助于蛋白质功能的了解。Clontech的荧光蛋白表达系统就是研究蛋白质在细胞内定位的一个很好的工具。蛋白质生物合成4.对人类而言，蛋白质组学的研究最终要服务于人类的健康，主要指促进分子医学的发展。如寻找药物的靶分子。很多药物本身就是蛋白质，而很多药物的靶分子也是蛋白质。药物也可以干预蛋白质-蛋白质相互作用。 在基础医学和疾病机理研究中，了解人不同发育、生长期和不同生理、病理条件下及不同细胞类型的基因表达的特点具有特别重要的意义。这些研究可能找到直接与特定生理或病理状态相关的分子，进一步为设计作用于特定靶分子的药物奠定基础。 细胞甚至亚细胞研究 不同发育、生长期和不同生理、病理条件下不同的细胞类型的基因表达是不一致的，因此对蛋白质表达的研究应该精确到细胞甚至亚细胞水平。可以利用免疫组织化学技术达到这个目的，但该技术的致命缺点是通量低。LCM(Laser Capture Microdissection)技术可以精确地从组织切片中取出研究者感兴趣的细胞类型，因此LCM技术实际上是一种原位技术。取出的细胞用于蛋白质样品的制备，结合抗体芯片或二维电泳-质谱的技术路线，可以对蛋白质的表达进行原位的高通量的研究。很多研究采用匀浆组织制备蛋白质样品的技术路线，其研究结论值得怀疑，因为组织匀浆后不同细胞类型的蛋白质混杂在一起，最后得到的研究数据根本无法解释蛋白质在每类细胞中的表达情况。虽然培养细胞可以得到单一类型细胞，但体外培养的细胞很难模拟体内细胞的环境，因此这样研究得出的结论也很难用于解释在体实际情况。因此在研究中首先应该将不同细胞类型分离，分离出来的不同类型细胞可以用于基因表达研究，包括mRNA和蛋白质的表达。 LCM技术获得的细胞可以用于蛋白质样品的制备。可以根据需要制备总蛋白，或膜蛋白，或核蛋白等，也可以富集糖蛋白，或通过去除白蛋白来减少蛋白质类型的复杂程度。相关试剂盒均有厂商提供。 二维电泳分离蛋白质 蛋白质样品中的不同类型的蛋白质可以通过二维电泳进行分离。二维电泳可以将不同种类的蛋白质按照等电点和分子量差异进行高分辨率的分离。成功的二维电泳可以将2000到3000种蛋白质进行分离。电泳后对胶进行高灵敏度的染色如银染和荧光染色。如果是比较两种样品之间蛋白质表达的异同，可以在同样条件下分别制备二者的蛋白质样品，然后在同样条件下进行二维电泳，染色后比较两块胶。也可以将二者的蛋白质样品分别用不同的荧光染料标记，然后两种蛋白质样品在一块胶上进行二维电泳的分离，最后通过荧光扫描技术分析结果。 胶染色后可以利用凝胶图像分析系统成像，然后通过分析软件对蛋白质点进行定量分析，并且对感兴趣的蛋白质点进行定位。通过专门的蛋白质点切割系统，可以将蛋白质点所在的胶区域进行精确切割。接着对胶中蛋白质进行酶切消化，酶切后的消化物经脱盐/浓缩处理后就可以通过点样系统将蛋白质点样到特定的材料的表面（MALDI-TOF）。最后这些蛋白质就可以在质谱系统中进行分析，从而得到蛋白质的定性数据;这些数据可以用于构建数据库或和已有的数据库进行比较分析。 LCM-二维电泳-质谱的技术路线是典型的一条蛋白质组学研究的技术路线，除此以外，LCM-抗体芯片也是一条重要的蛋白质组学研究的技术路线。即通过LCM技术获得感兴趣的细胞类型，制备细胞蛋白质样品，蛋白质经荧光染料标记后和抗体芯片杂交，从而可以比较两种样品蛋白质表达的异同。Clontech最近开发了一张抗体芯片，可以对378种膜蛋白和胞浆蛋白进行分析。该芯片同时配合了抗体芯片的全部操作过程的重要试剂，包括蛋白质制备试剂，蛋白质的荧光染料标记试剂，标记体系的纯化试剂，杂交试剂等。 对于蛋白质相互作用的研究，酵母双杂交和噬菌体展示技术无疑是很好的研究方法。Clontech开发的酵母双杂交系统和NEB公司开发的噬菌体展示技术可供研究者选用。 关于蛋白质组的研究，也可以将蛋白质组的部分或全部种类的蛋白质制作成蛋白质芯片，这样的蛋白质芯片可以用于蛋白质相互作用研究，蛋白表达研究和小分子蛋白结合研究。 Science，Vol. 293，Issue 5537，2101-2105，September 14，2001发表了一篇关于酵母蛋白质组芯片的论文。该文主要研究内容为：将酵母的5800个ORF表达成蛋白质并进行纯化点样制作芯片，然后用该芯片筛选钙调素和磷脂分子的相互作用分子。 最后有必要指出的是，传统的蛋白质研究注重研究单一蛋白质，而蛋白质组
蛋白质组学及其研究方法与进展蛋白质是生命活动的体现者，基因的表达最后是通过蛋白质来体现的，在这个过程中，蛋白质起了连接基因与表现的功能。
蛋白质是有氨基酸组成的，组成蛋白质的氨基酸的种类及排列顺序构成了蛋白质的一级结构，而在一级机构基础上的多肽链本身的折叠和盘绕方式构成了蛋白质的二级结构，考虑到多肽链上原子在空间的分布，由二级结构进一步形成了蛋白质的三级结构，对于有多个亚基的蛋白质还存在四级结构。
蛋白质的一级结构决定了高级结构，而高级结构则决定着蛋白质的生物学功能。
如今对于蛋白质研究已经单独形成了一个活跃的生物学分支学科―――蛋白质组学，在蛋白质的研究中发挥着很重要的作用，下面将介绍蛋白质组学的一些基本内容及研究进展。
一.产生背景[1]在20世纪中后期随着DNA双螺旋结构的提出和蛋白质空间结构的解析，生命科学研究进入了分子生物学时代，对遗传信息载体DNA和生命功能的体现者蛋白质的研究，成为了其主要内容。
90年代初期启动的庞大的人类基因组计划．在经过各国科学家多年的努力下，已经取得了巨大的成就。
10多种低等模式生物的基因组序列测定L三完成；第一个多细胞生物一线虫基因组的DNA全序列测定也在1998年年底完成；人类所有基因的部分序列测定(EST)已经完成；人类基因组的全序列测定有可能提前到2003年完成。
生命科学已跨入了后基因组时代。
在后基因组时代，研究重心将从揭示生命的所有遗传信息转移到在整体水平上对功能的研究。
这种转向的第一个标志是产生了功能基因组学这一新学科，即从基因组整体水平上对基因的活动规律进行阐述。
如在mRNA 水平上，通过DNA 芯片(DNA chips)和微阵列(Microarray)法等技术检测大量基因的表达模式，并取得了很好的进展。
但是，mRNA的表达水平(包括mRNA的种类和含量)由于mRNA储存和翻译调控以及翻译后加工等的存在．并不能直接反映蛋白质的表达水平}蛋白质自身特有的活动规律，如蛋白质的修饰加工、转运定位结构形成、代谢、蛋白质与蛋白质及其他生物大分子的相互作用等．均无法从在基因组水平上的研究获知。
蛋白质组学综述摘要: 蛋白质组学是在后基因组时代出现的一个新的研究领域，它是对机体、组织或细胞的全部蛋白质的表达和功能模式进行研究。
综述了蛋白质组学研究的技术手段及应用的最新进展。
关键词：蛋白质组学研究技术随着人类基因组草图2001年的正式发表[1]和2003年4月的最终完成[2]，科学家们又进一步提出了后基因组计划，蛋白质组( Proteome ) 研究便是其中一个很重要的内容。
蛋白质组学( Proteomics) 也正是作为功能基因组学的重要支柱20 世纪90年代应运而生，并已成为新世纪生命科学研究的前沿和热门领域。
1、蛋白质组学的研究内容与研究的必要性蛋白质组研究可分为两个方面：一方面是对蛋白质表达模式( 或蛋白质组组成) 的研究；另一方面是对蛋白质组功能模式( 目前主要集中在蛋白质相互作用网络关系) 的研究。
对蛋白质组组成的分析鉴定是蛋白质组学中与基因组学相对应的主要内容。
它要求对蛋白质组进行表征，即实现亚细胞结构、细胞或组织等不同生命结构层次中所有蛋白质的分离、鉴定及其图谱化。
此外，尚须比较、分析在发生变化的生理条件下蛋白质组所发生的变化。
如蛋白质表达量的变化，翻译后修饰的类型和程度，或者可能的条件下分析蛋白质在亚细胞水平上定位的改变等[3]，这就属于蛋白质组功能模式研究内容，又称比较蛋白质组学。
双向凝胶电泳( 2 -DE ) 和质谱( M S ) 技术是当前分离鉴定蛋白质的两大支柱技术。
通过分析一个蛋白质是否与有抑制功能的蛋白质相互作用可得到揭示其功能的线索，利用大规模酵母双杂交系统，建立相互作用关系的网络图，是目前功能蛋白质组学领域的研究热点之一。
蛋白质有其自身特定的活动规律，这些通常都无法直接从基因组的信息中反映出来。
这是因为基因组是均一的，在同一生物个体的不同细胞中基本相同，而且它是静态的，比较稳定而不易改变。
蛋白质组则具有多样性，同一生物个体的不同细胞中所含蛋白质的种类和数量都不相同，并且它是动态的，不断地改变着，即使是同一种细胞，在不同时期或在不同环境条件下，其蛋白质组分也在不断地发生着变化。
基因组学和蛋白质组学技术的发展和应用随着科技的发展，基因组学和蛋白质组学技术逐渐被广泛应用于各种领域，从而推动着科学研究和医学发展的进步。
一、基因组学技术的发展与应用基因组学技术是指应用先进的高通量测序技术，对生物体的基因组进行测序。
基因组测序是一项复杂的任务，包括样品制备、测序、序列质控等多个环节，但是随着技术的进一步发展，基因组测序的成本不断降低，技术也越来越成熟。
基因组学技术的应用非常广泛，包括人类基因组计划、农业生物技术、微生物组学、环境污染研究等多个领域。
首先，人类基因组计划的启动促进了基因组学技术的发展。
人类基因组计划是人类基因组研究的标志性事件，该计划的实施为基因组学技术的应用发展提供了重要的平台。
其次，基因组学技术在农业生物技术中应用广泛，可以提高粮食、畜牧业等产量和质量。
最后，微生物组学的发展，使我们能更深入地理解微生物的生命机理，为微生物制药和治疗疾病带来了新的机遇。
二、蛋白质组学技术的发展与应用蛋白质组学技术是指对生物体内所有蛋白质进行定量分析、结构与功能研究的技术。
随着科技的发展，蛋白质组学技术逐渐得到广泛应用，并极大地推动了许多领域的发展。
蛋白质组学技术的应用非常广泛，包括药物研发、生物医学工程、疾病诊断与治疗、环境变化探测等多个领域。
例如，在药物研发方面，蛋白质组学技术可以使人们更好地理解疾病的发生机理，从而为新药研发提供更好的机会。
此外，在生物医学工程中，蛋白质质谱技术可以用于开发高通量蛋白质检测平台，为快速诊断和治疗疾病提供支持。
同时，蛋白质质谱技术还可以用于环境变化的检测，为研究和治理环境提供数据支持。
三、基因组学和蛋白质组学技术的应用前景基因组学和蛋白质组学技术将在未来继续发挥重要作用，同时也有巨大的潜力。
未来可能会出现更高效、更精确和更具多功能性的技术，这将有助于更好地研究基因与蛋白质的功能，推进科学研究和医学领域的创新。
总的来说，基因组学和蛋白质组学技术的发展和应用已经推动了科学研究和医学发展的进步。
蛋白质组学技术及其在疾病研究中的应用蛋白质是生命现象中最为重要的一类分子，它们承担着细胞的各种生理活动，构建着生物体内的结构与功能。
对于疾病的研究而言，蛋白质的作用至关重要，理解各种蛋白质的功能和相互作用关系，对于治疗各种疾病具有重要的参考价值。
而蛋白质组学技术正是探索蛋白质这一领域的重要手段之一。
一、蛋白质组学技术简介蛋白质组学技术是指通过一系列的实验手段，尝试从全局的角度解析细胞和组织中的所有蛋白质及其功能。
主要包括蛋白质质谱和蛋白质芯片两个方面。
1. 蛋白质质谱蛋白质质谱是指利用质谱技术对蛋白质进行分析鉴定。
它的工作流程主要包括蛋白质的提取、分离、消化、质谱检测等步骤。
其中最关键的环节是质谱检测，通过对蛋白质的质谱图谱进行解析，可以得到蛋白质的序列信息、结构信息以及定量信息等。
2. 蛋白质芯片蛋白质芯片是一种将具有致病性的蛋白质以及与之相关的蛋白质进行组合，构建成芯片的技术。
它可以通过与样品中的蛋白质结合，快速检测肿瘤标记物、生物标志物等。
在蛋白质芯片上，可以将不同样品的蛋白质进行定量比较，了解不同样品的蛋白质差异。
二、蛋白质组学技术在疾病研究中的应用1. 肿瘤研究蛋白质组学技术在肿瘤研究中扮演着重要的角色。
它可以通过对肿瘤细胞和正常细胞中的蛋白质组成进行比较，找到在肿瘤病理生理过程中发生变化的蛋白质。
利用这些蛋白质可以筛选潜在的生物标志物和靶向治疗药物。
例如，HER2在人类乳腺癌中的异常表达，可以通过蛋白质质谱技术进行检测，并导入临床治疗。
2. 器官移植研究同种异体移植是治疗某些疾病的有效手段。
但是，历经多次移植后，移植物无法被宿主体所接纳，这成为了制约移植效果的关键因素。
在器官移植领域，蛋白质组学技术能够帮助研究人员了解移植物和宿主体之间发生的相互作用。
例如，通过分析术前和术后的血浆样本，可以发现具有免疫调节功能的蛋白质在器官移植过程中发挥了重要作用。
3. 神经退行性疾病研究神经退行性疾病是一类严重的疾病，目前并没有有效的治疗手段。
蛋白质组学【摘要】当今分子生物学领域内，蛋白质组已成为研究的热点。
基因组相对较稳定，而且各种细胞或生物体的基因组结构有许多基本相似的特征；蛋白质组是动态的，随内外界刺激而变化。
对蛋白质组的研究可以使我们更容易接近对生命过程的认识。
蛋白质组学是在细胞的整体蛋白质水平上进行研究、从蛋白质整体活动的角度来认识生命活动规律的一门新学科，简要介绍蛋白质组学的科学背景及其最新发展。
【关键词】蛋白质组实验技术差异蛋白质组学应用前景【正文】1、蛋白质组学产生的科学背景众所周知，始于20世纪90年代初的庞大的人类基因组计划业已取得了巨大的成就，几个物种（包括人类）的基因组序列已经或即将完成。
生命科学已实质性地跨入了后基因组时代，研究重心已开始从揭示生命的所有遗传信息转移到在分子整体水平对功能的研究上。
这种转向的第一个标志是产生了功能基因组学（functional genomics）这一新学科，即从基因组整体水平上对基因的活动规律进行阐述_如在RNA水平上通过DNA芯片技术检测大量基因的表达模式。
而第二个标志则是蛋白质组学的兴起。
蛋白质组（proteome）一词是澳大利亚Macquarie大学的Wilkins和Williams在1994首次提出，最早见诸于文献是在1995年7月的《Electrophoresis》杂志上【1~4】。
它是指基因组表达的全部蛋白质及其存在方式。
蛋白质组学旨在阐明生物体全部蛋白质的表达模式及功能模式，其内容包括鉴定蛋白质的表达、存在方式（修饰形式）、结构、功能和相互作用等_国内已有多篇综述文章介绍了蛋白质组学的产生背景与科学意义，从蛋白质组的定义上就可以清楚看出，蛋白质组学不同于传统的蛋白质学科之处在于它的研究是在生物体或其细胞的整体蛋白质水平上进行的，它从一个机体或一个细胞的蛋白质整体活动的角度来揭示和阐明生命活动的基本规律。
2、概念及相关内容蛋白质组用来描述一个细胞、组织或有机体表达的所有蛋白质，蛋白质组学（proteomics）则是研究特定时间或特定条件下这些蛋白质表达情况的科学【5】。
蛋白质组学简介蛋白质是构成所有生命体的重要分子，它们具有多种生物学功能，包括催化酶反应、质量传输、细胞信号传导、免疫防御和细胞结构支撑等。
因此，研究蛋白质及其功能在生命科学中具有关键性的作用。
传统的蛋白质鉴定和分析技术在生物体内的复杂性和极小的蛋白质浓度下往往难以进行。
为了获得更全面、准确的蛋白质信息并解决这些问题，蛋白质组学应运而生。
蛋白质组学是研究生物体内所有蛋白质的系统性科学。
本文将从蛋白质组学的定义、技术、应用等方面对其进行介绍。
蛋白质组学的定义蛋白质组学是一种系统性的、高通量的蛋白质分析与鉴定技术，结合了生物信息学、分子生物学、蛋白质化学、免疫学等学科的研究方法，旨在探究生物体内所有蛋白质的表达水平、鉴定与分类、功能，从而全面了解生物体的科学特性和生物化学过程。
作为一种新兴的学科，蛋白质组学已成为了生命科学的一个重要分支。
它研究的对象是生物体内所有蛋白质，因此其涵盖的层面远比基因组学要广。
同时，蛋白质组学关注的是蛋白质的表达水平、分布和作用机制等内容，这些是基因组学无法覆盖的范畴。
因此，蛋白质组学是生物大分子的研究重心。
蛋白质组学的技术蛋白质组学是迅速发展的新兴技术，其技术体系十分复杂，包括试剂的制备、样品处理、分离、鉴定、定量和数据处理等流程。
常见的蛋白质组学技术主要包括以下几种：（1）二维凝胶电泳（2-DE）2-DE是一种基于物理化学性质差异进行蛋白质分离的技术，通过蛋白质在等电点和分子量上的差异实现蛋白质的分离和图谱的生成。
该技术优势在于对多个蛋白质进行分析和半定量分析，但仅限于高丰度蛋白质的分离和检测。
（2）液相色谱质谱联用技术（LC-MS）LC-MS是一种基于化学特性和质量/电荷比差异进行的蛋白质分析技术，通过前沿的液相色谱与高分辨质谱仪的联用，大大增强了蛋白质分析的灵敏度和准确性，可以用于鉴定、定量甚至研究蛋白质的组学水平。
（3）矩阵辅助激光解析飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）MALDI-TOF MS是一种用于分析生物样品蛋白质序列的方法，它将蛋白质与矩阵混合后通过激光脱附并飞行时间分析进行分离和识别，这种方法可以用来分析单个蛋白质并测定其序列信息。
蛋白质组学及技术介绍蛋白质组学是研究细胞、组织和生物体中蛋白质产生、结构、功能以及相互作用的一门科学。
蛋白质是生物体中最重要的有机物之一，扮演着许多生理和生化过程的关键角色。
蛋白质组学的目标是通过大规模研究蛋白质的组成、结构和功能，深入了解生物体的调控机制和疾病的发生发展规律。
蛋白质组学的研究内容包括蛋白质的鉴定、分类、结构分析、表达调控、功能研究等。
与基因组学类似，蛋白质组学也具有高通量、全面性、定量性等特点。
蛋白质组学研究可以帮助科学家在生物体水平上揭示生物的基本功能，并揭示蛋白质在各种生理和病理过程中的重要作用。
1.蛋白质分离技术：蛋白质组学研究需要从复杂样品中分离目标蛋白质。
常用的蛋白质分离方法有SDS-、二维电泳等。
其中，二维电泳是一种常用的高分离效果的方法，可以将蛋白质根据等电点和分子量进行分离，更好地了解蛋白质组成。
2.质谱法：质谱法是蛋白质组学研究中最重要的技术之一、质谱法可以用来鉴定蛋白质的氨基酸序列、确定修饰位点、测定蛋白质的分子量等。
常用的质谱方法包括MALDI-TOF、ESI-MS等。
3. 蛋白质组分析软件：蛋白质组学研究得到的大量数据需要通过蛋白质组分析软件进行处理和分析。
这些软件可以对质谱数据进行解析、蛋白质鉴定和定量分析等。
常用的分析软件包括Mascot、MaxQuant等。
4.蛋白质相互作用研究技术：蛋白质在生物体内通常与其他蛋白质相互作用，形成复杂的蛋白质网络。
蛋白质相互作用研究技术可以帮助科学家了解蛋白质在细胞内的功能调控机制。
常用的蛋白质相互作用研究技术有酵母双杂交、蛋白质亲和纯化、共免疫沉淀等。
5.大规模蛋白质组测定技术：蛋白质组学研究需要同时分析大量的蛋白质样品。
目前，已经发展出了很多高通量、全面性的蛋白质组测定技术，如蛋白质芯片技术、TMT标记质谱技术等。
这些技术可以同时分析大量样品，提高研究效率。
总之，蛋白质组学及其相关技术在生物学、生物医学研究中具有重要的地位和应用前景。
蛋白质组学相关技术及发展文献综述 张粒 植物学 21107016 1 概念及相关内容
1994年澳大利亚Macquaie大学的Wilkins和Williams等在意大利的一次科学会议上首次提出了蛋白质组(proteome)这个概念，该英文词汇由蛋白质的“prote”和基因组的“ome”拼接而成，并且最初定义为“一个基因组所表达的蛋白质”[1]。然而这个定义并没有考虑到蛋白质组是动态的，而且产生蛋白的细胞、组织或生物体容易受它们所处环境的影响。目前认为蛋白质组是一个已知的细胞在某一特定时刻的包括所有亚型和修饰的全部蛋白质[2]。蛋白质组学就是从整体角度分析细胞内动态变化的蛋白质组成、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与联系，提示蛋白质的功能与细胞的活动规律。 2 蛋白质组学的分类 蛋白质组学从其研究目标方面可分为表达蛋白质组学和结构蛋白质组学。前者主要研 究细胞或组织在不同条件或状态下蛋白质的表达和功能，这将有助于识别各种特异蛋白[3]，目前蛋白质组学的研究在这方面开展的最为广泛,其运用技术主要是双相凝胶电泳（Two-dimensional gel electrophoresis，2DE）技术以及图像分析系统, 当对感兴趣的蛋白质进行分析时可能用到质谱。由于蛋白质发生修饰后其电泳特性将发生改变，这些技术可以直接测定蛋白质的含量，并有助于发现蛋白质翻译后的修饰，如糖基化和磷酸化等[4] 。 结构蛋白质组学的目标是识别蛋白质的结构并研究蛋白质间的相互作用。近年来，酵母双杂交系统是研究蛋白质相互作用时常用的方法，同时研究者也将此方法不断改进[5]。有研究者最近发现在研究蛋白质相互作用时通过纯化蛋白复合物并用质谱进行识别是很有价值的[4]。 3 蛋白质组学相关技术 目前蛋白质组学研究在表达蛋白质组学方面的研究最为广泛，其分析通常有三个步骤：第一步，运用蛋白质分离技术分离样品中的蛋白质；第二步，应用质谱技术或N末端测序鉴定分离到的蛋白质；第三步，应用生物信息学技术存储、处理、比较获得的数据。 3.1 蛋白质分离技术 这类技术主要是电泳，其中应用最多的是双向电泳技术，其他还有SDS-PAGE、毛细吸管电泳等。除了电泳外还有液相色谱，通常使用高效液相色谱(HPLC)和二维液相色谱(2D-LC)。 另外还有用于蛋白纯化、除杂的层析技术、超离技术等。 3.1.1双相凝胶电泳 双相凝胶电泳（two-dimensional gel elec—trophoresis，2DE)这是最经典、最成熟的蛋白质组分离技术，产生于20世纪70年代中叶，但主要的技术进步(如实验的重复性、可操作性，蛋白质的溶解性、特异性等)是在近lO年取得的。它根据蛋白质不同的特点分两相分离蛋白质。第一相是等电聚焦(IEF)电泳，根据蛋白质等电点的不同进行分离。蛋白质是两性分子，根据其周围环境pH可以带正电荷、负电荷或静电荷为零。等电点（pI）是蛋白质所带静电荷为零时的pH，周围pH小于其pI时，蛋白质带正电荷，大于其pI时蛋白质带负电荷。IEF时，蛋白质处于一个pH梯度中，在电场的作用下，蛋白质将移向其静电荷为零的点，静电荷为正的蛋白将移向负极，静电荷为负的将移向正极，直到到达其等电点，如果蛋白质在其等电点附近扩散，那么它将带上电荷重新移回等电点。这就是IEF的聚焦效应，它可以在等电点附近浓集蛋白，从而分离电荷差别极微的蛋白。 pH梯度的形成最初是在一个细的包含两性电解质的聚丙烯酰胺凝胶管中进行。在电流的作用下，两性电解质可形成一个pH梯度。但由于两性电解质形成的pH梯度不稳定、易漂移、重复性差，80年代以后，研究人员研制了固定pH梯度的胶条（IPG）。此种胶条的形成需要一些能与丙烯酰胺单体结合的分子，每个含有一种酸性或碱性缓冲基团。制作时，将一种含有不同酸性基团的此分子溶液和一种含有不同碱性基团的此分子溶液混合，两种溶液中均含有丙烯酰胺单体和催化剂，不同分子的浓度决定pH的范围。聚合时丙烯酰胺成分与双丙烯酰胺聚合形成聚丙烯酰胺凝胶。 第二相是SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)，根据蛋白质的分子量不同进行分离。此相是在包含SDS的聚丙烯酰胺凝胶中进行。SDS是一种阴离子去污剂，它能缠绕在多肽骨架上使蛋白质带负电，所带电荷与蛋白质的分子量成正比，在SDS聚丙烯酰胺凝胶中蛋白质分子量的对数与它在胶中移动的距离基本成线性关系。SDS-PAGE装置有水平和垂直两种形式，垂直装置可同时跑多块胶，如Amersham pharmacia Biotech的Ettan DALT II 系统可同时跑12块胶，提高了操作的平行性。 经过2DE以后，二维平面上每一个点一般代表了一种蛋白，这样成千种不同的蛋白即可被分离，有关蛋白质的等电点、分子量及每种蛋白的数量信息也可以得到。 蛋白质组学分析对2DE后的染色技术要求很高，除了标准的敏感性要求外，还要求染色技术的线性和均一性[6]。目前有多种染色方法，如考马斯亮蓝染色、银染色、及荧光染色等。银染比考马斯亮蓝染色灵敏度高，已有学者对这两种方法进行了比较，如PhillipCash等在 检测肺炎链球菌红霉素敏感株和抵抗株表达的蛋白时，用考马斯亮蓝G-250染色，发现了200多种蛋白，PI 4-7，分子量15000-110000，在相同的PI和分子量范围下用银染检测到360多种蛋白[7]。但是银染的线性效果并不是很好，并且对质谱分析干扰大。考马斯亮蓝染色线性、均一性较高, 对质谱干扰较小, 但其敏感性较低。较理想的是荧光染色，Thierrry Rabilloud等比较了两种荧光剂RuBps和Sypro Ruby的效果，发现其敏感性、线性都很好，对质谱干扰小[6]，但其成本较高。实验时，可以根据不同的目的选用不同的方法。 2DE图像所产生的大量蛋白质点是单纯用肉眼分析无法完成。目前有多种图像分析软件可用于胶的图像分析，如MelanieII (BioRad), PD Quest (BioRad), Phoretix 2D Full,又称2D Image Master Elite (Amersham Pharmacia Biotech) 等，这些软件可以完成蛋白质点的识别、匹配等，具有很强的分析功能，但其缺点是需要很多的图像手工校对，一般分析一个图像需要8-10h。 2DE是目前唯一的一种能溶解大量蛋白质并进行定量的方法，具有高通量、重复性好、敏感性较高等优点[8]。它能同时分离和定量数千种甚至上万种蛋白[8]。它的分辨率极高，等电聚焦相可以区分PI相差0.1的蛋白质，SDS-PAGE相可以区分分子量相差1kD的蛋白质[9]。 其缺点是由于蛋白表达水平的差异较大，一些低丰度的蛋白不易检测[8,10]。另外某些基因的表达产物在2D胶中呈多点或不同基因的表达产物共点，使2D胶数据的比较、定量更加复杂[8]。2DE分离的蛋白数量受诸多因素影响，疏水性的膜蛋白（往往是药物设计最好的靶点）很难用此法分离，同时染色技术的灵敏度和线性范围不足以呈现所有分离的蛋白质。目前，人们采用多种方法来减少这些缺点，如通过增加上样量分离低丰度蛋白，应用窄范围固定pH梯度胶条、蛋白层析等技术提高分离的蛋白数目，应用荧光染色提高检测灵敏度等。 3.1.2双向荧光差异电泳 双向荧光差异电泳(two—dimensional difference gel electrophoresis，2D—DlGE) 2D—DIGE分析系统是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，且软件自动根据每个蛋白点的内标对其表达量进行校准，这样可以很好地去除样品的假阳性差异点。DIGE技术可检测到表达差异小于10％的蛋白，统计学可信度达到95％以上。利用Ettan DIGE技术还可以对微量(少到5μg)样品进行蛋白质组学分析。2D-DIGE的具体操作过程与常规2DE的步骤相似，所不同的就是在样品制备时，在每份样品中预先分别加入不同的荧光染料，并且需要制作一个供其他样品比较的内参，另外在电泳后的凝胶显色时需要在特殊的荧光检测 仪中进行。 3.1.3液相色谱 高效液相色谱因具有分离效率高、分析速度快、检测灵敏度高和应用范围广等特点，广泛应用于生产实践中。高效液相色谱是利用高压输液泵驱使带有样品的流动相通过装填固定相的色谱柱，利用固液相之间的分配机理对混合物样品溶液进行分离的方法。例如对奶粉中三聚氰胺的检测[11]。二维或多维液相色谱，是将分离机理不同而又相互独立的两支色谱柱串联起来构成的分离系统。样品经过第一维的色谱柱进入接口中，通过浓缩、捕集或切割后被切换进入第二维色谱柱及检测器。二维液相色谱通常采用两种不同的分离机理分析样品，即利用样品的不同特性把复杂混合物(如肽)分成单一组分，这些特性包括分子尺寸、等电点、亲水性、电荷、特殊分子间作用(亲和)等。在一维分离系统中不能完全分离的组分，可能在二维系统中得到更好的分离，分离能力、分辨率得到极大的提高。完全正交的二维液相色谱，峰容量是两种一维分离模式单独运行时峰容量的乘积。 3.2目的蛋白点的筛选 对目的蛋白的筛选通常与双向电泳连用，主要用来分析凝胶中分离出的蛋白质样品，采用的主要技术手段通常是Western印迹和差异蛋白比较分析。Western印迹主要是将双向电泳后的凝胶不经过染色而直接转印到固相支持物(如NC膜、PVDF膜等)上，再在膜上进行免疫学反应，从而筛选出与免疫功能相关的蛋白；差异蛋白比较分析则是先对凝胶进行染色，然后应用软件(如Image Master、PDQuest等)对存在差异的2组凝胶进行比较，从而找出差异的蛋白。在比较时，通常要求每个被分析的样品重复3次，然后先做组内比较，再做组间比较。 3.3蛋白质鉴定技术 对2DE所产生的上千个蛋白用传统的方法如Edman降解法等进行分析将是一个很艰巨的任务。质谱技术的发展解决了这一难题。 3.3.1一级质谱 质谱技术的高速发展，目前可以快速、高效地对目的蛋白进行鉴定，且样品用量少(通常达到微克级)。除此之外，质谱技术还可以对蛋白质翻译后修饰进行分析。根据离子源的不同，质谱主要包括基质辅助激光解析飞行时间质谱(MALDITOFMS)、电喷射离子井飞行时间质谱(ESI—TOFMS)。常用的质谱分析仪除了飞行时间(TOF)外，还有四级杆(Q)、离子井，而在串联质谱中通常使用的是Q—TOF或TOF—TOF等。 2种离子源都可以使肽段、蛋白、药物的代谢产物、寡核苷酸等其他碳水化合物离子化，进而被质谱仪分析。通常的质谱仪一般由样品槽、离子源、分析仪和检测器组成。
