文档介绍：微生物蛋白质组研究简介
主要内容
一、蛋白质组研究的概念及简单介绍
二、蛋白质组研究的主要手段
三、微生物蛋白质组的研究
四、蛋白质组技术在微生物研究领域的应用
一、蛋白质组研究的概念及简单介绍
蛋白质组(Proteome)的概念1994年由Wilkins 和
Williams提出,指一种细胞或一个组织内所存在的全部
蛋白质。蛋白质组学(Proteomics)通常指用生物化学等方
法对不同条件和不同生物学过程中的蛋白质组进行定性
和定量的比较研究。
一、蛋白质组研究的概念及简单介绍
基因是遗传信息的携带者,但单纯得到基因序列并不是基因组
研究的终点。生命活动的执行者是蛋白质,蛋白质有其自身的规律,
基因组中开放阅读框架(ORF)的存在并不意味着基因一定有活性,
蛋白质的修饰也不能从DNA序列上看出来,翻译后产物的修饰和
加工也只能从蛋白质组分析得出。蛋白质组学是基因组学不可缺少
的后续部分——后基因组学。
一、蛋白质组研究的概念及简单介绍
蛋白质组的研究比基因组学的研究要复杂得多,
蛋白质组是一个整体和动态的概念,一个有机体
只有一个基因组,但不同组织的细胞蛋白质种类和
数量很不相同;一个细胞只有一个基因组,但其表达
的蛋白质在不同环境下及不同生长状况下也不相
同。由于有基因剪切,蛋白质翻译后修饰等,基因与
蛋白质的关系可能不是一个基因一个蛋白质的关
系。蛋白质还可以通过改变在细胞内的位置、裂解或
改变其结合的物质来回应环境的变化。
蛋白质组是一个整体和动态的概念。
二、蛋白质组研究的主要手段
1. 双向凝胶电泳
这样就把复杂蛋白混合物中的蛋白质在二维平面上分开。
经过多方面改进,这种方法已经成为蛋白质组研究的最有
实用价值的核心方法。
1975年由O’Farrell, Klose, Scheele 等人发明。
第一向基于蛋白质的等电点不同用等电聚焦分离;
第二向按蛋白质的分子量不同用SDS-PAGE分离。
二、蛋白质组研究的主要手段
1. 双向凝胶电泳
分离蛋白质组所有蛋白的两个关键参数是高分辨率和可重复性。
80年代开始采用固定化pH梯度胶(immobilised pH gradients IPG),克服了两性电解质飘移的缺点,可以建立稳定的、可以精确设定的pH梯度,使不同实验室的结果之间具有很高的可重复性。
二、蛋白质组研究的主要手段
1. 双向凝胶电泳
目前,一块胶板(16*20cm)可分出3-4千个,甚至1万个可检测的蛋白斑点。检测蛋白斑点,银染法可检测到4ng 蛋白,最灵敏的是同位素标记,检测灵敏度可达20ppm。
检测几千个蛋白斑点, 这与10 万个基因可以表达的蛋白数目相比还是太少了。不过细胞中的基因在某一条件下并不是全部得到表达, 除脑细胞外, 一个细胞大约只有5~ 6 千种不同的蛋白, 其中80% 的蛋白是维持生命所必需而为所有的细胞所共有, 称为“看家蛋白”。人体至少有250 种不同的细胞, 每一种细胞可能表达3~ 4百种自己特有的蛋白, 所以人体拥有的总蛋白数还是大于10 万个基因的数目。
二、蛋白质组研究的主要手段
1. 双向凝胶电泳
得到的布满蛋白斑点的图像,即“参考胶图谱”,还要进一步进行蛋白的鉴定。这需要把蛋白从胶中分离出来。
现在的分析方法是做快速的氨基酸组成分析。或者先做N末端微量测序,再做氨基酸组成分析,结合其分子量和等电点,查对数据库,如果是已知蛋白,通常就可以进行初步的判断了。如果再根据C末端序列,判断结果的准确性就更高了。
二、蛋白质组研究的主要手段
1. 双向凝胶电泳(2-Dimentional gel Electrophoresis)
目前面临的挑战:
(1)低拷贝蛋白的检定。目前还无法检出拷贝数低于1000的蛋白质。
(2)极酸或极碱蛋白的分离。
(4)难溶蛋白的检测。
(3)极大(>200KD)或极小(<10KD)蛋白的分离。