文档介绍：第五节化学蛋白质组学人类基因组计划的顺利实施,使生命科学研究的重心逐渐转移到对生物功能的整体研究上。对生物功能的主要体现者或执行者一蛋白质的表达和能模式的研究必生命莉学发晨的趋势细胞附着(557,%)杂合蛋白(318,43)1分子伴侣(1590590)病毒蛋白((876,28°)转移、载体蛋白(°核酸梅(°)°转运因子(53317°a)信号分子(376,12°)受体1(1543,50°0选择性调节分子(988,320a转移酶(610,20°GO分类系统合酶和合成酶((16水解(122740%子功能未知(12809,°Panther分类系统在20世纪90年代中期,国际上萌发了一门研细胞内各种蛋白质的组成及其活动规律的新兴学科一蛋白质组学(proteomics)。蛋白质组(proteome)这一概念是1995年由澳大利亚学者最先提出来的,源于蛋白质protein与基因组(genome)两个词的杂合,指的在一个特定的时间和空间内,一个基因组、一种细胞组织或一种生物体所表达的全部蛋白质。对蛋白质组问题的研究称之为蛋质组学proteomics),主要是在整体水平上研究细胞内蛋白质的组成及其活动规律。而化学在这里再一次与生物学的最新发展融合,形成新的交叉研究领域化学蛋白质组学(chemicalproteomics)。化学蛋白质组学是一个目前仍在不断扩展中的全新领域,学术界至今对其尚未有确切定义。一定程度上,化学蛋白质组学可以理解为“化学加蛋白质组学”。具体地说,由于大多数蛋白质的功能直接依赖于小分子配体与靶蛋白的结合步骤,因此,利用能够与靶蛋白质特异作用的化学小分子来扰动和探测蛋白质组,有可能在蛋白质组的整体水平上,揭示感兴趣的特定蛋白质的功能以及它们与化学小分子的相互作用化学蛋白质组学利用化学小分子直接从功能角度切入蛋白质组的研究,有别于以往的主要以蛋白质定性定量鉴定为基础的蛋白质组学技术,因此,被认为是很有前途的新代功能蛋白质组学技术(function-basedproteomics)化学蛋白质组学的研究方法蛋白质组学从整体上对体系内蛋白质进行研究,常见3种研究模式:第1种是检测蛋白质组理化参数的“完全蛋白质组学”;第2种是差异蛋白质组学,主要通过比较分析不同状态下蛋白质表达图谱,实现对体系内代谢调控的动态监测,从而更易于揭示机体对内外界环境变化产生反应的本质规律;第3种主要是蛋白质功能模式的研究,包括蛋质的功能及蛋白质间的相互作用。化学蛋白质组学的主要任务在于,发展和应用具有生物活性的靶向探针,用于复杂的蛋白质组中的特异性酶或蛋白质家族的功能研究。小分子与细胞内靶蛋白质的相互作用,是很多蛋白质生物功能的基础。这种相互作用强弱不一,既可以是可逆的,也可以是不可逆的;可以是单靶点的,也可以是同时作用于多个靶蛋白的。生物体(细胞、组织等)蛋白质组的所有蛋白质经化学小分子处理前后的差异蛋白质组展示(proteomeprofiling),可以用来研究这种相互作用。对化学学科而言,通过功能蛋白质组学的研究服务于人类的健康,促进分子医学的发展,如寻找先导药物以及药物的靶分子是其重要的目标。(一)蛋白质组学的基本技术流程目前,蛋白质组Bottom-ulTop-down学研究通常有三个步骤:第运用双向电泳技术分离样品中的蛋白质;第二,应用质谱技术鉴定通过双向电泳分离出来的蛋白质;第三,应用生物信息学技术存储、处理、比较获得的数据。1,双向聚丙烯酰胺凝胶电泳1975年0farrel1和K1ose首先在两个实验室分别建立了双向聚丙烯酰胺凝胶电泳技术(twodimensionapolyacrylamidegelelectrophoresis,2-DEHEk)其基本原理是利用不同蛋白质具有不同等电点(pI)和不同分子量大小的特点将它们分离。他们将高分辨率的等电聚集电泳Isoelectrofocusing,IEF)和SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE联合组成双向电泳,第一向为IEF,采用经典的两性电解质载体在电流作用下形成pH梯度,依据pI的不同进行分离;第二向利用SDS-PAGE根据分子量大小进行分离。第一向减f等电聚焦蛋白质提取第二向:SDs凝胶电泳2,基质辅助溦光解吸电离-飞时间质谱技术基质辅助激光解吸电离一飞行时间质谱测量法以多肽质量/电荷比为依据同数据库资料进行比较进而对蛋白质进行鉴定。此法通常被称为肽质量指纹法。PrepeptidesMaldiplateonMaldi-TOFmassMSspectrumhichproteindigestsarespotted