字典翻译 问答 初中 生物 蛋白质组组学研究的基本策略是什么?
问题标题:
蛋白质组组学研究的基本策略是什么?
问题描述:

蛋白质组组学研究的基本策略是什么?

李孑勇回答:
  蛋白质组蛋白质组(Proteome)的概念最先由MarcWilkins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-dimensionalgelelectrophoresis,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.   [编辑本段]蛋白质组学的研究内容   主要有两方面,一是结构蛋白质组学,二是功能蛋白质组学.其研究前沿大致分为三个方面:   ①针对有关基因组或转录组数据库的生物体或组织细胞,建立其蛋白质组或亚蛋白质组及其蛋白质组连锁群,即组成性蛋白质组学.   ②以重要生命过程或人类重大疾病为对象,进行重要生理病理体系或过程的局部蛋白质组或比较蛋白质组学.   ③通过多种先进技术研究蛋白质之间的相互作用,绘制某个体系的蛋白,即相互作用蛋白质组学,又称为“细胞图谱”蛋白质组学.   此外,随着蛋白质组学研究的深入,又出现了一些新的研究方向,如亚细胞蛋白质组学、定量蛋白质组学等.   [编辑本段]蛋白质组学研究中的主要技术   1双向凝胶电泳技术(2-DE)   双向凝胶电泳技术与质谱技术是目前应用最为广泛的研究蛋白质组学的方法.双向凝胶电泳技术利用蛋白质的等电点和分子量差别将各种蛋白质区分开来.虽然二维凝胶电泳难以辨别低丰度蛋白,对操作要求也较高,但其通量高、分辨率和重复性好以及可与质谱联用的特点,使其成为目前最流行、可靠的蛋白质组研究手段.双向凝胶电泳技术及质谱基础的蛋白质组学研究程序为样品制备→等电聚焦→聚丙烯酰胺凝胶电泳→凝胶染色→挖取感兴趣的蛋白质点→胶内酶切→质谱分析确定肽指纹图谱或部分氨基酸序列→利用数据库确定蛋白.蛋白质组研究要求有高分辨率的蛋白质分离及准确、灵敏的质谱鉴定技术.凝胶电泳中蛋白质的着色不仅影响蛋白质分离的分辨率,同时也影响后续的质谱鉴定.蛋白质的染色可分为有机试剂染色、银染、荧光染色及同位素显色四类.   Unlu等提出了一种荧光差异显示双向电泳(F-2D-DIGE)的定量蛋白质组学分析方法.差异凝胶电泳(DIGE)是对2-DE在技术上的改进,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.两种样品中的蛋白质采用不同的荧光标记后混合,进行2-DE,用来检测蛋白质在两种样品中表达情况,极大地提高了结果的准确性、可靠性和可重复性.在DIGE技术中,每个蛋白点都有它自己的内标,并且软件可全自动根据每个蛋白点的内标对其表达量进行校准,保证所检测到的蛋白丰度变化是真实的.DIGE技术已经在各种样品中得到应用.   2高效液相色谱技术(HPLC)   尽管二维凝胶电泳(2-DE)是目前常用的对全蛋白组的分析方法,但其存在分离能力有限、存在歧视效应、操作程序复杂等缺陷.对于分析动态范围大、低丰度以及疏水性蛋白质的研究往往很难得到满意的结果.Chong等使用HPLC/质谱比较分析恶性肿瘤前和癌症两种蛋白质差异表达.利用HPLC分离蛋白质,并用MALDI-TOF-MS鉴定收集的组分,从而在两种细胞中的差异表达中对蛋白质进行定量分析.多维液相色谱作为一种新型分离技术,不存在相对分子质量和等电点的限制,通过不同模式的组合,消除了二维凝胶电泳的歧视效应,具有峰容量高、便于自动化等特点.二维离子交换-反相色谱(2D-IEC-RPLC)是蛋白质组学研究中最常用的多维液相色谱分离系统.   3表面增强激光解吸离子化飞行时间质谱(SEL-DI)技术   表面增强激光解吸离子化飞行时间质谱技术于2002年由诺贝尔化学奖得主田中发明,刚刚产生便引起学术界的高度重视.SELDI技术是目前蛋白质组学研究中比较理想的技术平台,其全称是表面增强激光解吸电离飞行时间质谱技术(SELDI-tof).其方法主要如下:通常情况下将样品经过简单的预处理后直接滴加到表面经过特殊修饰的芯片上,既可比较两个样品之间的差异蛋白,也可获得样品的蛋白质总览.因此,在应用方面具有显著优势.SELDI技术分析的样品不需用液相色谱或气相色谱预先纯化,因此可用于分析复杂的生物样品.SELDI技术可以分析疏水性蛋白质,PI过高或过低的蛋白质以及低分子质量的蛋白质(
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