關(guān)于蛋白質(zhì)分析與蛋白質(zhì)組學(xué)第1頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日

蛋白質(zhì)組(proteome)源于蛋白質(zhì)(protein)與基因組(genome)兩個(gè)字的結(jié)合，意指“一種基因組所表達(dá)的全套蛋白質(zhì)”，即包括一種細(xì)胞乃至一種生物所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)組學(xué)(proteomics)，是以細(xì)胞內(nèi)全部蛋白質(zhì)的存在及其活動(dòng)方式作為研究對(duì)象，注重研究參與特定生理或病理狀態(tài)的所有蛋白質(zhì)種類及其與周圍環(huán)境（分子）的關(guān)系。第一節(jié)引言第2頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日蛋白質(zhì)組學(xué)研究的策略：蛋白質(zhì)組學(xué)研究試圖比較細(xì)胞在不同生理或病理?xiàng)l件下蛋白質(zhì)表達(dá)的異同，對(duì)相關(guān)蛋白質(zhì)進(jìn)行分類和鑒定，并分析蛋白質(zhì)間的相互作用和功能。一種稱為“竭澤法”，即采用高通量的蛋白質(zhì)組研究技術(shù)分析生物體內(nèi)盡可能多乃至接近所有的蛋白質(zhì)。另一種策略稱為“功能法”，即研究不同時(shí)期細(xì)胞蛋白質(zhì)組成的變化，如蛋白質(zhì)在不同環(huán)境下的差異表達(dá)，以發(fā)現(xiàn)有差異的蛋白質(zhì)種類為主要目標(biāo)。

第3頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日蛋白質(zhì)組學(xué)的研究范圍：一種是“完全”蛋白質(zhì)組學(xué)或表達(dá)蛋白質(zhì)組學(xué)(expressionproteomics)，主要分析構(gòu)成蛋白質(zhì)組蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量，并以此來(lái)探討細(xì)胞、組織、個(gè)體或特定狀態(tài)的特征。另一種是“差異”蛋白質(zhì)組學(xué)或功能蛋白質(zhì)組學(xué)，主要篩選和鑒定不同種類或狀態(tài)下各樣品間蛋白質(zhì)組的區(qū)別與變化，通過(guò)分析蛋白質(zhì)組中構(gòu)成蛋白質(zhì)間相互作用及細(xì)胞內(nèi)功能單位，解析蛋白質(zhì)組與細(xì)胞功能之間的相關(guān)性。第4頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日功能蛋白質(zhì)組學(xué)（functionalproteomics）”研究細(xì)胞或個(gè)體在某一特定時(shí)間所表達(dá)或與某個(gè)功能相關(guān)的蛋白質(zhì)集合體。功能蛋白質(zhì)組學(xué)能夠在細(xì)胞和生命有機(jī)體的整體水平上闡明生命現(xiàn)象的本質(zhì)和活動(dòng)規(guī)律。功能蛋白質(zhì)組學(xué)的研究可為食品改造、疫苗開(kāi)發(fā)和生物制藥等提供重要依據(jù)。功能蛋白質(zhì)組學(xué)已成為后基因組的重要組成部分。

第5頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日主要研究?jī)?nèi)容：蛋白質(zhì)組的組成成分，即蛋白質(zhì)組的表達(dá)模式(expressionprofile)蛋白質(zhì)翻譯后修飾蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用第6頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日一、蛋白質(zhì)的指紋特征二、蛋白質(zhì)的定位、修飾三、蛋白質(zhì)分析軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)第二節(jié)

蛋白質(zhì)分析方法第7頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日一、蛋白質(zhì)的指紋特征蛋白質(zhì)的指紋即肽質(zhì)量指紋譜具有特征性

由于每種蛋白質(zhì)的氨基酸序列（一級(jí)結(jié)構(gòu)）都不同，蛋白質(zhì)被識(shí)別特異酶切位點(diǎn)的蛋白酶水解后，產(chǎn)生的肽片段序列也各不相同，其肽混合物質(zhì)量數(shù)亦具有特征性，稱為肽質(zhì)量指紋譜（peptidemassfingerprinting，PMF），即蛋白質(zhì)的指紋特征。第8頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日一、蛋白質(zhì)的指紋特征2.肽質(zhì)量指紋譜是鑒定蛋白質(zhì)的常用參數(shù)質(zhì)譜指紋分析需要經(jīng)過(guò)蛋白質(zhì)原位酶解（包括蛋白質(zhì)凝膠的脫色、還原和烷基化、酶解、萃取及合并萃取液凍干后進(jìn)行質(zhì)譜分析）、MALDI-TOF肽質(zhì)量指紋圖測(cè)定（包括蛋白樣品脫鹽及制備、質(zhì)譜儀進(jìn)行肽質(zhì)量指紋圖測(cè)定）及蛋白質(zhì)鑒定數(shù)據(jù)庫(kù)搜尋等三個(gè)步驟。第9頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日一、蛋白質(zhì)的指紋特征3.肽質(zhì)量指紋譜可用作其他測(cè)定參數(shù)測(cè)定不同物種間的保留特性，從而推斷分子的功能。由生物多樣性和進(jìn)化上遠(yuǎn)離引起的氨基酸殘基取代，顯示了蛋白中的特征功能區(qū)。在一個(gè)蛋白消解物中，用來(lái)檢測(cè)在化學(xué)或酶處理前后的“非匹配”（即和預(yù)測(cè)片段不符）的肽，從而表征蛋白的修飾。第10頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日二、蛋白質(zhì)的定位、修飾

蛋白質(zhì)功能模式的研究是蛋白質(zhì)組研究的最終目標(biāo)，其主要研究目標(biāo)是要揭示蛋白質(zhì)組成員間的相互作用、相互協(xié)調(diào)的關(guān)系，并深入了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的相互關(guān)系，以及基因結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能的關(guān)系。

蛋白質(zhì)定位、蛋白質(zhì)翻譯后修飾及蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用都是目前其研究的重要內(nèi)容。第11頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日蛋白質(zhì)的定位1.蛋白質(zhì)的定位基于十二類亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的定位主要基于12類亞細(xì)胞的分類數(shù)據(jù)庫(kù)（來(lái)自SwissProt）：細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、過(guò)氧化物酶體、線粒體、葉綠體、細(xì)胞骨架、液泡、細(xì)胞核、細(xì)胞外基質(zhì)。二、蛋白質(zhì)的定位、修飾第12頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日2.蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)合成后的轉(zhuǎn)運(yùn)與定位有兩種機(jī)制翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)（post-translationaltranslocation）共翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)（co-translationaltranslocation）二、蛋白質(zhì)的定位、修飾蛋白質(zhì)的定位第13頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日3.生物信息學(xué)預(yù)測(cè)亞細(xì)胞定位構(gòu)建可靠的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞定位進(jìn)行分析與預(yù)測(cè)，能加速蛋白質(zhì)亞細(xì)胞定位的研究。綜合數(shù)據(jù)庫(kù)（SwissProt、MIPS等）模式生物數(shù)據(jù)庫(kù)專門的亞細(xì)胞定位數(shù)據(jù)庫(kù)二、蛋白質(zhì)的定位、修飾蛋白質(zhì)的定位第14頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日4.蛋白質(zhì)信息的提取是亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)的基本步驟二、蛋白質(zhì)的定位、修飾蛋白質(zhì)分選信號(hào)蛋白質(zhì)序列的氨基酸組分蛋白質(zhì)的功能域信息序列比對(duì)信息GO注釋信息氨基酸物理化學(xué)性質(zhì)混合性特征參數(shù)蛋白質(zhì)的定位第15頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日

蛋白質(zhì)翻譯后修飾（post-translationalmodification，PTM），即是指蛋白質(zhì)在翻譯中或翻譯后會(huì)在個(gè)別氨基酸鏈上共價(jià)結(jié)合各種非肽類基團(tuán)，形成翻譯后修飾。蛋白質(zhì)翻譯后修飾在體內(nèi)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程，有效探明細(xì)胞和組織內(nèi)蛋白質(zhì)修飾譜的“翻譯后修飾蛋白質(zhì)組學(xué)”成為當(dāng)今功能蛋白質(zhì)組學(xué)研究的重要內(nèi)容。二、蛋白質(zhì)的定位、修飾蛋白質(zhì)的修飾第16頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日1.蛋白質(zhì)的翻譯后修飾是蛋白質(zhì)行使正常生理功能所必需的蛋白質(zhì)翻譯后修飾過(guò)程使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，功能更為完善，調(diào)節(jié)更為精細(xì)，作用更為專一。常見(jiàn)的蛋白質(zhì)翻譯后修飾類型：磷酸化、糖基化、甲基化、泛素化、脂基化等。二、蛋白質(zhì)的定位、修飾蛋白質(zhì)的修飾第17頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日二、蛋白質(zhì)的定位、修飾蛋白質(zhì)的修飾2.質(zhì)譜是鑒定蛋白質(zhì)翻譯后修飾的重要方法蛋白質(zhì)翻譯后的修飾的解析主要采用電噴霧（ESI）和基質(zhì)輔助激光解吸電離（MALDI）兩種質(zhì)譜技術(shù)。質(zhì)譜主要通過(guò)質(zhì)量偏移（massshift）來(lái)識(shí)別翻譯后修飾蛋白。第18頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日3.基于質(zhì)譜數(shù)據(jù)鑒定翻譯后修飾的結(jié)果分析采用數(shù)據(jù)庫(kù)搜索法由質(zhì)譜數(shù)據(jù)鑒定翻譯后修飾肽段的主要方法分為兩大類：數(shù)據(jù)庫(kù)搜索法（databasesearching）和從頭測(cè)序法（DeNovosequencing）。常用的數(shù)據(jù)庫(kù)搜索法有SEQUEST、Mascot、X!Tandem、MS-Align等。二、蛋白質(zhì)的定位、修飾蛋白質(zhì)的修飾第19頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日4.生物信息學(xué)預(yù)測(cè)和鑒定方法有助于蛋白質(zhì)翻譯后修飾的研究

生物信息方法的介入，能夠從序列和質(zhì)譜兩個(gè)角度幫助大規(guī)模鑒定翻譯后修飾，有助于翻譯后修飾蛋白質(zhì)組學(xué)研究的迅速發(fā)展。二、蛋白質(zhì)的定位、修飾蛋白質(zhì)的修飾第20頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日5.基于序列法是預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)翻譯后修飾的重要生物信息學(xué)方法

同類翻譯后修飾位點(diǎn)周圍的片段往往都具有很強(qiáng)的序列保守性，通過(guò)對(duì)常見(jiàn)翻譯后修飾的數(shù)據(jù)的收集，及對(duì)發(fā)生同類修飾的蛋白序列特征的研究如保守motif，從而能夠基于序列預(yù)測(cè)翻譯后修飾。二、蛋白質(zhì)的定位、修飾蛋白質(zhì)的修飾第21頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日1.蛋白質(zhì)相互作用是細(xì)胞進(jìn)行一切代謝活動(dòng)的基礎(chǔ)生命的基本過(guò)程就是不同功能蛋白質(zhì)在時(shí)空上有序和協(xié)同作用的結(jié)果。細(xì)胞各種重要的生理過(guò)程，包括信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞對(duì)外界環(huán)境及內(nèi)環(huán)境變化的反應(yīng)等，都是以蛋白之間相互作用為紐帶，并形成網(wǎng)絡(luò)。二、蛋白質(zhì)的定位、修飾蛋白質(zhì)的相互作用第22頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日2.蛋白質(zhì)的特定結(jié)構(gòu)域是介導(dǎo)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)間相互作用的基礎(chǔ)典型蛋白質(zhì)相互作用的結(jié)構(gòu)域是一個(gè)具有結(jié)合專一性的獨(dú)立折疊元件，可以插入新的蛋白質(zhì)中并保留結(jié)合靶部位的能力。它們的相互作用多是通過(guò)2個(gè)多肽表面幾何構(gòu)型和靜電力而相互連接。二、蛋白質(zhì)的定位、修飾蛋白質(zhì)的相互作用第23頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日3.實(shí)驗(yàn)方法是鑒定蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)間的相互作用的主要方法酵母雙雜交系統(tǒng)噬菌體表面展示技術(shù)蛋白質(zhì)親和色譜表面等離子共振技術(shù)熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)二、蛋白質(zhì)的定位、修飾蛋白質(zhì)的相互作用第24頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日抗體與蛋白質(zhì)陣列技術(shù)免疫共沉淀技術(shù)Pull-down技術(shù)親和印跡化學(xué)交聯(lián)技術(shù)蛋白質(zhì)探針技術(shù)基于質(zhì)譜的蛋白質(zhì)相互作用研究方法二、蛋白質(zhì)的定位、修飾蛋白質(zhì)的相互作用第25頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日4.生物信息學(xué)是蛋白質(zhì)相互作用研究的有力工具，蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)庫(kù)是預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)間相互作用的基礎(chǔ)使用最廣泛、數(shù)據(jù)信息最完善的人類相關(guān)的蛋白質(zhì)相互作用公共數(shù)據(jù)庫(kù)有：BIND,DIP,IntAct,HPRD,MINT,MIPS二、蛋白質(zhì)的定位、修飾蛋白質(zhì)的相互作用第26頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日5.預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)相互作用的生物信息學(xué)算法基于基因組信息的預(yù)測(cè)方法基于進(jìn)化信息的方法基于蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的從頭預(yù)測(cè)方法需要三維結(jié)構(gòu)信息的方法二、蛋白質(zhì)的定位、修飾蛋白質(zhì)的相互作用第27頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日6.蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建是研究蛋白質(zhì)相互作用的最終目標(biāo)蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)可以顯示蛋白質(zhì)從細(xì)胞表面到細(xì)胞核的一系列變化過(guò)程，揭示參與該過(guò)程的一系列生物學(xué)事件和作用因子，提示某一過(guò)程的中斷或變化可能導(dǎo)致的生物學(xué)后果等。二、蛋白質(zhì)的定位、修飾蛋白質(zhì)的相互作用第28頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日蛋白質(zhì)的分析通常是指對(duì)未知或已知蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能的預(yù)測(cè)與解析。對(duì)蛋白質(zhì)的分析基于蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息。與蛋白質(zhì)分析有關(guān)的主要有蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)序列數(shù)據(jù)庫(kù)、蛋白質(zhì)三維空間結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)等一次（級(jí)）數(shù)據(jù)庫(kù)，及構(gòu)建而成的具有特殊生物學(xué)意義和專門用途的蛋白質(zhì)二次（級(jí)）數(shù)據(jù)庫(kù)。三、蛋白質(zhì)分析軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)第29頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（一）蛋白質(zhì)物理特性的預(yù)測(cè)基于蛋白質(zhì)的一級(jí)氨基酸序列從蛋白質(zhì)序列出發(fā)，可以預(yù)測(cè)出蛋白質(zhì)的許多物理性質(zhì)，包括等電點(diǎn)、分子量、酶切特性、疏水性、電荷分布等。相關(guān)工具有：ComputepI/Mw，PeptideMass，TGREASE，SAPS等。三、蛋白質(zhì)分析軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)第30頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（二）蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)以已知三維結(jié)構(gòu)和二級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)為依據(jù)二級(jí)結(jié)構(gòu)是指α螺旋和β折疊等規(guī)則的蛋白質(zhì)局部結(jié)構(gòu)元件。不同的氨基酸殘基對(duì)于形成不同的二級(jí)結(jié)構(gòu)元件具有不同的傾向性，這構(gòu)成了進(jìn)行二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)常用方法有：nnPredict，PredictProtein，SOPMA，COILS，TMpred，SignalP等。三、蛋白質(zhì)分析軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)第31頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（三）蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)是最復(fù)雜和最困難的預(yù)測(cè)技術(shù)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)最終是要從蛋白質(zhì)的氨基酸序列預(yù)測(cè)出其三維空間結(jié)構(gòu)。由于蛋白質(zhì)的折疊過(guò)程仍然不十分明了，從理論上解決蛋白質(zhì)折疊的問(wèn)題仍較困難。有一定作用的三維結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方法最常見(jiàn)的是“同源模建”和“Threading”方法。三、蛋白質(zhì)分析軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)第32頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（四）蛋白質(zhì)功能預(yù)測(cè)主要根據(jù)序列預(yù)測(cè)功能思路及一般流程為：通過(guò)相似序列的數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)確定功能。確定序列特性，如疏水性、跨膜螺旋和前導(dǎo)序列等。通過(guò)序列模體數(shù)據(jù)庫(kù)等的比對(duì)確定功能，查未知序列是否包含保守序列模體。查對(duì)搜索Prosite等數(shù)據(jù)庫(kù)最終預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)功能。三、蛋白質(zhì)分析軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)第33頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（五）蛋白質(zhì)分析有很多其他非在線軟件包工具除了在線分析工具之外，尚有很多非在線的蛋白質(zhì)分析軟件包工具得以開(kāi)發(fā)如：AnthePro，PSAAM，VHMPT，MPEx等。三、蛋白質(zhì)分析軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)第34頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（六）常用蛋白質(zhì)一次序列數(shù)據(jù)庫(kù)有PIR、SwissProt、NRL-3D、TrEMBL、GenPept等（七）蛋白質(zhì)二次序列數(shù)據(jù)庫(kù)是由一級(jí)序列數(shù)據(jù)庫(kù)整合而來(lái)的復(fù)合數(shù)據(jù)庫(kù)將一次數(shù)據(jù)庫(kù)整合起來(lái)構(gòu)建成復(fù)合數(shù)據(jù)庫(kù)或二次數(shù)據(jù)庫(kù)，更有利于生物學(xué)家的使用。蛋白質(zhì)序列二次數(shù)據(jù)庫(kù)主要有：Prosite，OWL，NRDB等。三、蛋白質(zhì)分析軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)第35頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（八）蛋白質(zhì)一次結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)有PDB、SCOP、CATH等蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)是生物大分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的主要組成部分，是隨X射線晶體衍射分子結(jié)構(gòu)測(cè)定技術(shù)的出現(xiàn)而出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，其基本內(nèi)容為實(shí)驗(yàn)測(cè)定的蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)原子坐標(biāo)。三、蛋白質(zhì)分析軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)第36頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（九）蛋白質(zhì)二次結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)如：蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)象參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)（DSSP）、蛋白質(zhì)家族數(shù)據(jù)庫(kù)（FSSP）、同源蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)（HSSP）等。三、蛋白質(zhì)分析軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)第37頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日第三節(jié)蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)的獲取與分析一、二維凝膠電泳分析技術(shù)二、蛋白質(zhì)組質(zhì)譜分析技術(shù)三、蛋白質(zhì)芯片分析技術(shù)四、酵母雙雜交系統(tǒng)五、RosenttaStone方法六、蛋白質(zhì)組學(xué)分析軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)第38頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日一、二維凝膠電泳分析技術(shù)二維凝膠電泳(two-dimensionalelectrophoresis，2-DE)是目前所有電泳技術(shù)中分辨率最高、信息最多的技術(shù)

第39頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（一）二維凝膠電泳技術(shù)的定義及特點(diǎn)第一向是等電聚焦(isoelectricfocusing，IEF)，蛋白質(zhì)沿pH梯度分離至各自的等電點(diǎn)。第二向是SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS)，蛋白質(zhì)進(jìn)行分子量的分離。固相pH梯度-SDS雙向凝膠電泳(IPG-DALT電泳)是目前最常用的2DE技術(shù)。一、二維凝膠電泳分析技術(shù)第40頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（二）IPG-DALT電泳是目前分辨率最高的電泳方法

1.樣品制備

2.蛋白質(zhì)定量

3.一向電泳

4.一向膠條的平衡

5.二向電泳

6.凝膠檢測(cè)一、二維凝膠電泳分析技術(shù)第41頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日質(zhì)譜分析法是按照離子的質(zhì)荷比（m/z）大小對(duì)離子進(jìn)行分離和測(cè)定從而對(duì)樣品進(jìn)行定性和定量分析的一種方法。自20世紀(jì)初產(chǎn)生起，質(zhì)譜已成為連接蛋白質(zhì)與基因的重要技術(shù)，是蛋白質(zhì)組研究中發(fā)展最快，也最具活力和潛力的技術(shù)。

二、蛋白質(zhì)組質(zhì)譜分析技術(shù)第42頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（一）質(zhì)譜儀是質(zhì)譜分析技術(shù)的重要科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器質(zhì)譜儀(massspectrometer,MS)是利用電磁學(xué)原理使離子按照質(zhì)荷比進(jìn)行分離，從而測(cè)定物質(zhì)的質(zhì)量與含量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，一般由進(jìn)樣器、離子化源、質(zhì)量分析器、離子檢測(cè)器、控制電腦及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)組成，其中樣品入機(jī)的離子化源和測(cè)量被介入離子分子量的質(zhì)量分析器是兩個(gè)關(guān)鍵的部件。二、蛋白質(zhì)組質(zhì)譜分析技術(shù)第43頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日第44頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（二）質(zhì)譜在蛋白質(zhì)和多肽分析中的應(yīng)用

1.分子量測(cè)定

2.肽譜測(cè)定

3.肽序列測(cè)定

4.巰基和二硫鍵定位

5.蛋白質(zhì)翻譯后修飾二、蛋白質(zhì)組質(zhì)譜分析技術(shù)第45頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（三）基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜（MALDI-TOF-MS）分析技術(shù)

MALDI-TOFMS為脈沖式的離子化技術(shù)，從固相標(biāo)本中產(chǎn)生離子，并在飛行管中測(cè)其分子量，特點(diǎn)是對(duì)鹽和添加物的耐受力高，樣品測(cè)量速度快，且操作簡(jiǎn)單。MALDI-TOF質(zhì)譜測(cè)定肽質(zhì)量指紋圖MALDI-TOF質(zhì)譜技術(shù)用于蛋白質(zhì)C-端序列分析二、蛋白質(zhì)組質(zhì)譜分析技術(shù)第46頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（四）電噴霧質(zhì)譜（ESI-MS）分析

ESI-MS采用連續(xù)離子化的方法，從液相中產(chǎn)生離子，能快速、準(zhǔn)確地解決從小分子到生物大分子或不穩(wěn)定有機(jī)分子質(zhì)量的測(cè)定問(wèn)題，常作為與其他分析技術(shù)聯(lián)用的首選儀器。電噴霧電離質(zhì)譜測(cè)定蛋白質(zhì)和多其他子質(zhì)量液相色譜-電噴霧質(zhì)譜法鑒定2DE蛋白質(zhì)二、蛋白質(zhì)組質(zhì)譜分析技術(shù)第47頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日二、蛋白質(zhì)組質(zhì)譜分析技術(shù)（五）串聯(lián)質(zhì)譜（MS/MS）串聯(lián)質(zhì)譜法可選擇性分析混合物中的某個(gè)組分而不必將各組分分開(kāi)。第一級(jí)質(zhì)量分析器獲得所有組分的分子離子峰（母離子），經(jīng)質(zhì)量過(guò)濾器挑出需進(jìn)一步分析的母離子，此母離子在碰撞室內(nèi)經(jīng)高流速惰性氣體碰撞誘導(dǎo)離解（CID）產(chǎn)生碎片離子（子離子），子離子進(jìn)入第二級(jí)質(zhì)量分析器獲得母離子的碎片峰。通過(guò)研究母離子和子離子的裂解關(guān)系，可以獲得多肽和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息。第48頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（一）蛋白質(zhì)芯片技術(shù)是一種高通量的、小型化的、平行性的生物檢測(cè)技術(shù)

三、蛋白質(zhì)芯片分析技術(shù)為蛋白質(zhì)組學(xué)研究中除了酵母雙雜交、雙向電泳技術(shù)、質(zhì)譜技術(shù)等之外的一種重要的工具。

第49頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（二）蛋白質(zhì)芯片的基本原理與特點(diǎn)蛋白質(zhì)芯片包括固定有保持天然活性的蛋白質(zhì)、能與蛋白質(zhì)特異性結(jié)合的DNA和RNA、糖類、合成多肽及其他能夠從復(fù)雜蛋白質(zhì)混合物中特異性地捕獲目的蛋白的小分子物質(zhì)的微陣列。特點(diǎn)：特異性強(qiáng)、敏感性高、通量高、重復(fù)性好、應(yīng)用性強(qiáng)、適用范圍廣。三、蛋白質(zhì)芯片分析技術(shù)第50頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（三）蛋白質(zhì)芯片的分類1.功能：功能研究型芯片和分析檢測(cè)型芯片。2.固定在芯片上的蛋白質(zhì)種類：抗體芯片和抗原芯片。3.芯片表面的化學(xué)成分：化學(xué)表面芯片和生物表面芯片。4.點(diǎn)樣蛋白質(zhì)有無(wú)活性功能：無(wú)活性和有活性芯片。5.載體：普通玻璃載體芯片、多孔凝膠覆蓋芯片、微孔芯片等。三、蛋白質(zhì)芯片分析技術(shù)第51頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（四）蛋白質(zhì)芯片的制備及分析1.被測(cè)物質(zhì)的準(zhǔn)備2.反應(yīng)過(guò)程3.芯片的檢測(cè)4.結(jié)果的分析三、蛋白質(zhì)芯片分析技術(shù)第52頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（五）蛋白質(zhì)芯片技術(shù)應(yīng)用廣泛1.基因表達(dá)的篩選2.特異性抗原抗體的檢測(cè)3.蛋白質(zhì)組學(xué)研究4.蛋白質(zhì)相互作用的研究三、蛋白質(zhì)芯片分析技術(shù)第53頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日酵母雙雜交系統(tǒng)(yeasttwo-hybridsystem)是一種直接于酵母細(xì)胞內(nèi)檢測(cè)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用而且靈敏度很高的分子生物學(xué)方法。酵母雙雜交系統(tǒng)是鑒定及分析蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)間相互作用的最常用及最有效的工具之一，此技術(shù)現(xiàn)已逐漸推廣到了如信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞周期調(diào)控及基因表達(dá)調(diào)控等多個(gè)研究領(lǐng)域。四、酵母雙雜交系統(tǒng)第54頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（一）酵母雙雜交系統(tǒng)原理上游激活序列(UAS)氨基(N)端DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域(DNA-BD)羧基(C)端的轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域(TAD)“誘餌”蛋白X“獵物”蛋白Y四、酵母雙雜交系統(tǒng)第55頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日人民衛(wèi)生出版社8年制及7年制臨床醫(yī)學(xué)等專業(yè)用《生物信息學(xué)》第56頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（二）酵母雙雜交系統(tǒng)特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了真正的克隆基因目標(biāo)化；在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行并完成的，反映了蛋白在體內(nèi)的交互作用；可以高靈敏度地檢測(cè)蛋白與蛋白之間的交互作用。四、酵母雙雜交系統(tǒng)第57頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（三）酵母雙雜交系統(tǒng)的局限性及優(yōu)化酵母細(xì)胞轉(zhuǎn)化效率低（酵母交配技術(shù)）；雜交過(guò)程在細(xì)胞核內(nèi)完成，不便于研究膜蛋白、分泌蛋白、膜受體及胞質(zhì)蛋白（分離的泛素系統(tǒng)）；結(jié)果假陽(yáng)性、假陰性較高（雙篩選系統(tǒng)、三篩選系統(tǒng)）。四、酵母雙雜交系統(tǒng)第58頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日Rosetta

Stone方法即是近年來(lái)開(kāi)發(fā)出的基于基因組”上下文”的方法來(lái)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)相互作用，用于研究非同源基因之間功能關(guān)朕的方法。五、RosenttaStone方法

羅塞塔石碑(RosettaStone)是1799年在埃及羅塞塔發(fā)掘出的刻有古埃及文字及希臘文的石碑。三種文字相互對(duì)照，就可以知道一個(gè)個(gè)古埃及象形文字所代表的含義。

第59頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（一）RosettaStone方法的來(lái)源羅塞塔石碑(RosettaStone)：石碑上用三種文字書(shū)寫同一段話，對(duì)同一內(nèi)容文字進(jìn)行互譯。羅塞塔石碑方法(RosettaStonemethod)：又稱為基因融合法(genefusionmethod)。

五、RosenttaStone方法第60頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（二）RosettaStone方法的基本分析步驟1.建立一個(gè)輸入文件，里面包括待查蛋白質(zhì)序列；2.建立一個(gè)可供BLAST搜索的數(shù)據(jù)庫(kù)，并對(duì)序列數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行格式化；3.運(yùn)行本地BLAST進(jìn)行分析，并對(duì)BLAST出來(lái)的結(jié)果進(jìn)行分析；4.識(shí)別RosettaStone序列及預(yù)測(cè)蛋白間的功能關(guān)聯(lián)。五、RosenttaStone方法第61頁(yè)，共70頁(yè)，星期日，2025年，2月5日（三）RosettaStone方法的應(yīng)用潛力大：利用RosettaStone方法，在大腸桿菌中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一共有6,809種潛在的蛋白質(zhì)間相互作用，而在酵母中共有45,502種。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：有效的研究蛋白質(zhì)