蛋白质组，蛋白质组学及研究技术路线.pdf

中国试剂网 3.9.133 蛋白质组，蛋白质组学及研究技术路线 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。 蛋白质组学的研究内容包括： 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。 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 中国试剂网 3.9.133 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。 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 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