系统生医蛋白质组PPT课件.ppt

Proteomicsofthepost genomicsera 后基因组时代 蛋白组学研究 从基因组序列信息到基因功能 一 蛋白质组学背景 人类基因组计划的启动 1985年 美国能源部 DepartmentofEnergy DOE 提出 要将共包含约3 109碱基对的人类基因组全部碱基序列分析清楚 1986年 美国宣布启动 人类基因组计划 HumanGenomeProject HGP 1999年12月1日 首条人类染色体完成测序 人类第22号染色体DNA全序列测定宣布完成 2000年4月6日 美国Celera遗传信息公司宣布 该公司已破译出一名实验者的完整遗传密码 2000年5月 科学家聚集美国冷泉港 宣布人类基因组草图的完成 这是人类基因组计划首席科学家 美国国家人类基因组研究所所长弗朗西斯 柯林斯在介绍情况 人类基因组草图基本信息 由31 65亿bp组成含3 3 5万基因与蛋白质合成有关的基因占2 人类基因组 激光显微切割系统获单一类型病理组织 病理组织 全基因组筛选 RT PCR Northern检测基因表达差异 蛋白抽提 2维电泳 质谱分析 蛋白表达修饰分析 蛋白组学研究系统 蛋白组学研究路线 细胞学研究路线 免疫学研究路线 数据分析获得差异表达基因 DNA RNA提取 基因组学研究路线 分子机理研究技术路线 结构蛋白组学 蛋白互作研究 30 000 250 000 Nature Science杂志分别发表了评述和展望 认为蛋白质组学是功能基因组学前沿研究的战略制高点和新世纪最大的战略资源 有用基因 争夺战的重要 战场 Macilwain Nature 2000 405 983 984 Kaiser Science 2000 288 1715 人类蛋白质组正式启动 2001年成立国际人类蛋白质组组织 HUPO 2003 12 15启动两个首批行动计划 人类肝脏蛋白质组计划 HLPP 由中国军事医学科学院副院长贺福初院士领导 16国80多个实验室参加 中国第一次领导重大国际协作计划 人类血浆蛋白质组计划 HPPP 由美国科学家牵头 13国47个实验室参加 第三届国际人类蛋白质组大会今年在北京举行 主题 蛋白质组 生命真谛的诠释 二 蛋白质组学是 Proteome Proteomics定义Proteome 蛋白质组 由1个细胞 或1种器官或组织的基因组所表达的全部相应的蛋白质Proteomics 蛋白质组学 研究在某个时间或某种特定条件下细胞或组织的蛋白表达 1 Expressionproteomics 表达蛋白组学 Thestudyofglobalchangesinproteinexpression Proteomics 2 Cell mapproteomics 细胞图谱蛋白组学 Thesystematicstudyofprotein proteininteractionsthroughtheisolationofproteincomplexes 3 结构蛋白组学 靶序列的选择 克隆表达纯化结晶或同位素标记x ray或NMR解析结构 三 蛋白质组学技术 蛋白质组研究技术 MS酵母双杂交系统噬菌体展示技术蛋白质微阵列大规模数据处理的计算机系统和软件 蛋白组研究的主要步骤Separationofindividualproteinsby2 Dpolyacrylamidegelelectrophoresis 2 DPAGE IdentificationbymassspectrometryorN terminalsequencingofindividualproteinsrecoveredfromthegelStorage manipulation andcomparisonofthedatausingbioinformatics SamplePrep 蛋白分离技术二维电泳技术 等电点 分子量 LC色谱技术 等电点 分子量 疏水性 二维蛋白凝胶的显色技术 考染法银染法荧光染料法 2DGel分析 蛋白鉴定技术Edman降解法鉴定质谱技术鉴定分子扫描技术 DigestionProtocol De stain 100 mMammoniumbicarbonateand acetonitrile Dehydrate Acetonitrile Reduce 10 mM dithiothreitolin100 mMammoniumbicarbonate 30minutes Alkylate 55 mM iodoacetamidein 100 mMammoniumbicarbonate 20minutes Wash 100 mMammoniumbicarbonate Dehydrate Acetonitrile Digest 6 ng LTrypsinin50 mMammoniumbicarbonate 25 L 5hoursat37 C Extract 1 formicacid 2 acetonitrile 30 L Spot 96 spotMALDItarget 2x2 5 L 蛋白质组研究步骤 2 D电泳双向高效柱层析分离蛋白质氨基酸组成分析 C 端或N 端氨基酸序列分析及MS鉴定所分离的蛋白质生物信息学数据库对鉴定结果进行存储 处理 对比和分析 四 蛋白质组学热点 亚蛋白质组学研究蛋白质 蛋白质相互作用酵母双杂交Phagedisplay 噬菌体展示技术 Phagedisplay 噬菌体展示技术是利用噬菌体的外壳蛋白与目的蛋白或多肽融合表达 将目的蛋白表达在噬菌体颗粒的外部 在蛋白质水平上进行 Biopanning 体外筛选 十分适用于酶与其配体或抑制剂 抗原决定簇 细胞表面受体的筛选等等 这个筛选的过程很简单 将目标肽或蛋白质固定于平板上 铺上噬菌体 噬菌体外壳融合蛋白与目标肽结合 不能结合的噬菌体颗粒将被洗掉 再将结合的噬菌体洗下 进行扩增培养 再进行一到两次的轮回 就能够分离到特定的噬菌体颗粒 酵母双杂交 TheDNA BD proteinX bait bindspromoterbutcannotactivatetranscription AD libraryfusionproteincannotbindtothepromoteraloneandthuscannotactivatetranscription A B 1367 1 16 Interactionbetweenthebaitandlibraryproteinsi