Contents蛋白质组学技术在动物、植物和微生物学研究中的应用与进展王瑞上海中科新生命生物科技有限公司ShanghaiAppliedProteinTechnologyCo.,Ltd蛋白质组研究分析中心ResearchCenterofProteomicsAnalysis•蛋白质组学概念和研究的必要性与重要性•蛋白质组学的主要研究方法和原理介绍•蛋白质组学技术在动物、植物和微生物学研究中的应用及案例分析内容•基因和蛋白质间并没有一一对应的关系•基因组的直接功能注释•蛋白复杂的翻译后修饰•蛋白的亚细胞定位蛋白质组学研究的必要性和重要性一、蛋白质组学概念和研究重要性蛋白质组学：是对蛋白质特别是其结构和功能的大规模研究。蛋白质组：指组织或细胞中所有的蛋白质的集合。蛋白质组>基因组与基因组学研究比较：将基因表达与植物代谢和植物表型问题紧密联系在一起。与单个蛋白的研究比较：在整体、动态、网络的水平上对蛋白质进行研究，对生命的复杂活动进行全面和深入的认识。二、蛋白质组学的主要研究方法及技术路线蛋白质组学定性研究大规模表达谱构建蛋白相互作用（IP）LCMS/MS(shotgun,复杂混合样品)蛋白鉴定MALDITOF/TOF（较纯样品）定量研究基于凝胶技术2-DE,DIGE基于质谱技术SILAC,iTRAQ,Labelfree,SRM/MRM修饰磷酸化糖基化乙酰化……富集方法大规模蛋白鉴定ShotgunProteinmixtureProteindigestionSCXcolumnfractionationReversecolumnseparationAutoMS/MSdetectionTandemMSspectraBioWorksdatabasesearchResults原理：基于等电点和分子量分离蛋白质技术方法和路线蛋白提取一向等电聚焦二向SDS-PAGE染色扫描图像分析质谱鉴定DIGE（荧光差异双向凝胶电泳）基于凝胶技术的定量蛋白质组学——双向凝胶电泳2-DEVsDIGE2-DEDIGE时间和人力耗费+++经济耗费+++统计分析++++多组分析-+动态范围+++内标-+分辨率+++CellortissueProteinPeptidesMSdataDataanalysisSILACiTRAQMRMLabelfree蛋白提取MudPIT或者免疫沉淀酶解质谱鉴定技术方法和路线基于质谱技术的定量蛋白质组学可以更加有效的检测低丰度蛋白质和极端生化性质的蛋白质。Invivo-SILACLightHeavyInvitro-iTRAQm=31m=28定量蛋白质组学研究技术方法的选择和比较SILACiTRAQ/TMTLabel-free2-DE/DIGE样本类型原代细胞，动物模型如小鼠，果蝇，更多样品（组织，体液）更多样品（组织，体液）丰度较高的蛋白（疏水性，极碱或极酸性蛋白不适合）样本需求量++++++++实验规模2-3组（多组）2-8组（多组）多组（依赖于质谱重复性）多组鉴定数量+++++++实验经费+++++++动态范围++++++++三、蛋白质组学在动物、植物和微生物学研究中的应用家畜、家禽昆虫海洋生物经济作物非经济作物病原微生物环境微生物工业微生物动物植物微生物•蛋白质组基因组帮助基因组注释•基础研究：细胞分化、信号转导、蛋白质折叠等。（修饰，亚细胞定位）AProteogenomics帮助完成基因组注释AgrawalGKetal.JPro(2012)蛋白的翻译后修饰决定蛋白的高级结构，不仅影响到其化学性质,还对其亚细胞定位以及与其他大分子物质的相互作用倾向起到一定影响,进而改变其活性和功能。研究表明，动物、植物和微生物的生长、发育以及代谢调控等过程与一系列发生PTMs的蛋白质以及这些蛋白质的作用底物有关。PTM磷酸化糖基化甲基化……泛素化乙酰化B翻译后修饰（PTM）定量磷酸化蛋白质组学研究方法CarolL.NilssonAnalChem(2011)色谱分级磷酸化富集定量方法质谱鉴定数据分析TiO2FASP酶解Lectin富集PNGase去糖基化Zielinska,D.F.etal.Cell(2010)糖基化蛋白质组学研究方法I蛋白质组学在动物学研究中的应用及案例分析•驯化、选择育种•兽医诊断、致病和耐药机制研究•药物靶标、疫苗候选抗原筛选•作为疾病研究的模式动物（肠胃疾病、神经退行性疾病，肥胖和代谢疾病）家禽家畜•模式昆虫：形态、发育•非模式昆虫：生理、药剂毒理、化学生态昆虫•环境刺激下的生理研究•免疫机理（病害）海洋生物案例分析——牛奶蛋白质组学实验方法和设计：shotgun,labelfree,MRM背景:MFGM中富含生物活性蛋白，对其蛋白的质量和组分控制具有商业化开发价值。实验目的：详细的定性和定量分析MFGM的蛋白成分，加深对MFGM蛋白组分和功能的认识和...
