化学生物学新前沿化学蛋白质组学周兴旺约翰霍普金斯大学巴尔的摩马里兰州21205美国)摘要随着包括人类在内的主要模式生物的基因组计划的完成9生命科学的研究重心转向蛋白质组的研究在对应基因组的整体蛋白质水平上系统研究调控细胞生命活动的蛋白质O化学蛋白质组学是化学生物学在后基因组时代的最新发展2化学蛋白质组学利用化学小分子为工具和手段9以基于靶蛋白质功能的新战略探测体内蛋白质组9是新一代的功能蛋白质组学O本文综述了化学蛋白质组学的最新进展~有关技术及其在生物医学和药物研发等方面的应用9并对化学蛋白质组学的发展趋势和前景进行了讨论O关键词化学生物学化学蛋白质组学功能蛋白质组学中图分类号251;7文献标识码2A文章编号21005-281X2003)06-0518-05NewFrontierinChemicalBiology2ChemicalProteomicsZhouXingwangMedicalcampuS9]ohnS~opkinSuniverSity9Baltimore9MD212059uSA)AbstractTheknowledgeofcompletegenomeSeguenceSofleadingorganiSmSiSdramaticallychangingthelandScapeoflifeScience.InordertofurtherunderStandhowexpreSSionproteinSinentiregenomeworktogetherincomplexbiologicalSyStem9agenomicS-baSedtechniguetermedproteomicShaSbeendevelopedtogloballyStudyproteinidentitieSandfunctionSincellularproteome.Recently9chemicalproteomicSemergedaSanewproteomictechnigue.Employingtarget-directedchemicalmoleculeS9chemicalproteomicSuSeSinnovativeStrategieStoprobeproteinfunctionattheproteomelevelthuSiSeStabliShedaSapromiSingfunction-baSedproteomicapproach.ThedevelopmentandproSpectofchemicalproteomicSanditSmainapplicationS9eSpeciallyinthefieldSofbiologicalreSearchanddrugdiScoveryarereviewed.Keywordschemicalbiology;chemicalproteomicS;functionalproteomicS收稿22003年3月9收修改稿22003年9月通讯联系人e-mail2xwzhou-2001＠hotmail.com一~化学与生物学的不断交叉2从“生物化学”~“化学生物学”到“化学蛋白质组学”化学是自然科学的基础和中心学科之一O与此同时9化学也不断渗透到自然科学的前沿领域特别是与人类自身健康密切联系的生命科学领域)9成为自然科学中最富有拓展力和生命力的学科O19世纪以来9化学理论和技术介入到生物学并随之建立“生物化学”的新学科9使得生物学研究逐渐从宏观的描述水平深入到微观的分子水平9极大地促进了生物科学的发展O20世纪90年代以来9随着分子生物学技术的成熟和普及9对基因的生物学功能的了解愈显重要和迫切9基因的表达产物和体内功能的执行者“蛋白质”的研究因而也日益成为生物学研究的关键O建立在遗传学基础上的基因敲除knock-out)技术是目前揭示蛋白质在生物体内功能的最有效手第15卷第6期2003年11月化学进展PROGRESSINc~EMISTRYVol.15No.6Nov.92003段O但该手段也存在一些局限性[1]:例如基因敲除对构型的必需功能基因通常无能为力应用于基因组复杂的高等动物难度很大;而且由于体内相关基因的功能补偿机制使得非必需基因的基因敲除结果有时较难解释O与此同时基于靶蛋白质结构的合理药物设计的发展迫切需要知道更多潜在的药靶蛋白的功能信息O在这两种因素的推动下化学和生物学逐渐交叉形成了一门现在称为化学生物学(chemicalbiology)'的新边缘学科[23]O化学生物学主要通过化学小分子对生物体功能靶蛋白的特异性调控来研究活性小分子与体内靶蛋白的化学相互作用及其对生物体表型(phenotype)的影响以利用化学小分子探测生物体功能并在此基础上发现和优化具有重要生理病理调控作用的小分子药物[4]O化学生物学诞生以来在生物医学和新药创制中发挥了重要的作用O鉴于这个新学科的发展前景美国哈佛大学化学系目前已更名为化学生物学系我国北京大学也成立专门的化学生物学系以推动此领域的研究O21世纪人类基因组计划[5]近乎完成的今天生命科学进入了后基因组时代化学生物学也随之拓展新的前沿O由于后基因组时代解码基因组蕴藏的全部功能信息的研究需要加上90年代生物质谱技术和计算机技术的发展催生了一门在蛋白质水平上对应于基因组学的新学科蛋白质组学(proteomics)'以研究特定条...
