蛋白质组学概述VIP免费

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(MS)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。更重要的是，从基因中得到的蛋白质的信息是不完整的，比如在基因组水平上无法获知蛋白质的结构形成、修饰加工、转运定位、蛋白质与蛋白质相互作用等活动。因此，若要精确地研究基因的功能，解释复杂的生命现象，就必然要在整体、动态、网络的水平上对蛋白质进行研究，即进行蛋白质组学的研究。2、蛋白质组学研究的策略和趋势蛋白质组学自其出现起，就有两种研究策略。一种可称为穷尽法(或竭泽法)，即采用高通量的蛋白质组研究技术，力图查清生物体内一切蛋白质，这种大规模、系统性的策略较为符合蛋白质组学的本质。但是，由于蛋白质种类繁多，表达随空间和时间不断变化，且目前高通量研究的技术尚不成熟，短期内要分析生物体内所有的蛋白质是一个难以实现的目标，因此这方面的研究和投资与初期相比已有明显降温。人们逐渐转向另一种策略：差异法(也称为功能法)，它着重于寻找和筛选任何有意义的因素引起的不同样本之间的差异蛋白质谱，试图揭示细胞对此因素的反应途径、进程与本质，同时获得对某些关键蛋白的认识和功能分析。这种观点更倾向于把蛋白质组学作为研究生命现象的手段和方法，技术上具有更高的可实现性，在疾病的早期诊断、病程监测、药效分析等方面的应用价值十分显著，是目前蛋白质组学在应用上最具前景的领域。随着蛋白质组学研究的深入，又出现了一些新的研究趋势：(1)相互作用蛋白质组学。又称为细胞图谱蛋白质组学，它包含两个方面的内容:研究蛋白质之间相互作用的网络；分析蛋白质复合体的组成。目前这方面的研究较热。(2)亚细胞蛋白质组学。不同蛋白质在细胞中有不同的定位，在某一亚细胞结构内的所有蛋白质因相互作用较紧密而构成一个小整体，因此又派生出一个与空间密切相关的新领域：亚细胞蛋白质组学，例如细胞器蛋白质组[4]、核膜蛋白质组等。(3)定量蛋白质组学[5]。即对蛋白质的差异表达进行准确的定量分析。这标志着蛋白质组学研究开始从简单的定性朝向精确的定量方向发展，并已逐渐成为蛋白质组研究的新前沿。3.蛋白质组学研究技术与进展3．1双向凝胶电泳双向凝胶电泳(2-dimentiona...