文档介绍：第十四讲蛋白质组学
第一页，共41页
一、基本概念：
基因组( genome) ：
一个细胞或者生物体所携带的全部遗传信息。
指细胞或生物体内一套完整“单倍体” 遗传物质的总和，
是由基因和基因外的核苷酸序列组成的。
基因组学：在全基因水平上探索生命的本质规律性的学科。
1986年 Thomas Roderrick 提出“基因组学”的概念。
人类基因组计划（HGP）：
人类全部基因序列的分析，是基因组学研究重要标志
1986年提出，，23条染色体，×109bp，预计15年完成。1998年（ 6%）， 2001年（1/3）， 2003年提前完成序列的测定，（~）万基因。
中国科学院遗传研究所 人类基因组中心 参与国际人类基因组计划，人类第3号染色体短臂DNA序列的测定， ×108bp。达到国际人类基因组计划协作组对“完成图”的要求 。
2003年4月15日，美、英、日、法、德、中6国领导人联名联合声明，宣告人类基因组计划圆满完成。 ——我
宏基因组学：人体肠道元基因组研究，揭示了肠道内微生物基因的多样性及其与疾病易感性和药物反应等相关的重要因素。
第一节 概 述
第二页，共41页
结构基因组学、功能基因组学、蛋白质组学的概念：
为了揭示整个基因组转录、翻译与产物之间的调控关系。在基因组研究的基础上提出多层次的“组学”概念，……
结构基因组学：
结构基因组：生物的全部基因组DNA序列。
结构基因组学：基因的遗传图和物理图制作，最终完成人类和其他重要模式生物的全部基因组DNA序列的测定和比较分析的学科。
即：基因组静态结构规律性的分析，包括：不同物种之间的基因比较和基因组多态性分析。
功能基因组学：
功能基因组：细胞内所有具有生物学功能的基因，即表达一定功能的全部基因所组成的DNA序列，包括编码基因和调控基因。
功能基因组学：研究基因组中功能基因的的学科。通过基因组及其功能基因组的研究，阐明整个基因组及其转录、翻译及产物关系的学科。——系统地破译遗传密码——
蛋白质组学
蛋白质组：指一个基因组、一个细胞或一种生物表达的所有蛋白质及其存在方式。
蛋白质组学：以蛋白质组为研究对象，从整体蛋白质水平研究生命活动的本质规律和探索疾病发生机制的学科。
第三页，共41页
基因组学与蛋白质组学的关系
基因组
转录组
蛋白质组
代谢组
针对生物体不同角度的整体思想
组间是相互联系的，统一于生物体——系统性
系统生物学
第四页，共41页
基因组学面临的挑战
随着人类基因组计划的实施和推进，以及很多物种的基因组测序，生命科学研究已进入后基因组时代。但通过基因组的序列，无法阐明它所编码的蛋白质的高级结构和功能。尚不能从蛋白质水平上反映生命的本质。
例如：
（1）基因是蛋白质结构的“蓝本”，携带着遗传信息，仅凭细胞内mRNA的信息还不能预见基因的产物—蛋白质的信息。
（2）仅靠基因组序列——无法回答
生物体内外环境与基因的表达关系。
蛋白翻译后修饰、剪接和加工等过程。
蛋白质翻译后修饰、结构形成、蛋白质分子间或与其它分子间的相互作用关系等。
蛋白质本身的存在形式和变化规律，如翻译后修饰、蛋白质间相互作用以及蛋白质构象等问题。
回答这些问题：还需要依赖于直接对蛋白质进行研究。
阐明生命现象本质，仅仅依靠基因组学研究是不够的，提出了…
第五页，共41页
蛋白质组学的产生和思想
是时代发展的要求和产物：
20世纪90年代中期，产生了蛋白质组学( proteomics)，
由于人类基因组计划的实施和发展，生命科学研究已进入后基因组时代。
研究生命现象，阐述生命活动的规律，只了解基因组的结构是不够的，还必须对生命活动的直接执行者——蛋白质 (数量、结构、性质、相互关系和生物学功能) 进行全面深入的研究。
传统的研究方式（对单个蛋白质研究）已无法满足后基因组时代的。
一个以“蛋白质组”为研究对象的生命科学的新时代诞生了。
蛋白质组学的思想
是在生物体或其细胞的“整体”蛋白质水平上来揭示和阐明生命活动的基本规律，而不是局限于一个或几个蛋白质。
第六页，共41页
二、蛋白质组学发展的重要标志
（1）高分辨双向凝胶电泳(2-DE) 技术的建立
20世纪70年代Farrell和Klose各自创建了蛋白质“高分辨”双向凝胶电泳(twodimensional gel electrophoresis，2-DE)。
Farrel对大肠杆菌细胞抽提物进行双向电泳，分离到1100个蛋白质组分，从此拉开了蛋白质组研究的序幕。
为蛋白质组学产生的技术保障。
（2）蛋白质组计划的提出 ( 蛋白质组学思想的产生)
20世纪80年代初