蛋白质组学研究方法 cropped.doc

蛋白质组学研究方法_cropped·基础医学·
蛋白质组学研
究方法
陈 姗 综述
刘志红
审校
关键词蛋白质组学 2 2D 电泳色谱技术质谱技术
芯片技术
蛋白质相互作用
随着人类功能基因组计划的实施和推进,以蛋
白质组( P ro teom e ) 和蛋白质组学( P ro teom ic s) 的提出为标志,人类从蛋白质水平全面揭示生命本质的研究进入一个全新的领域。“工欲善其事, 必先利
其器”,近年来蛋白质组学的迅猛发展与研究方法的改进和研究手段的提高是密不可分的。蛋白质组学的发展是伴随着蛋白质研究技术,尤其是双向凝胶电泳( 2 2D 凝胶电泳)和新型质谱技术以及生物信息学的发展而发展的。本文将对主要蛋白质组学技
术作一概述。
从技术角度而言,主要得益于以下两方面的成功: ①
蛋白分离技术,包括以凝胶为基础的或不需要凝胶的,以 2 2D 凝胶电泳为代表; ②质谱技术(m a ss sp ec2 tro scop y, M S) [ 4 ] 。此外,生物信息学的发展,包括生物分析软件的完善和信息平台及数据库的建立也是
不可缺少的。
基因虽是遗传信息的源头,而功能性蛋白是基因功能的执行体。同一个基因通过不同的翻译后修
饰( po sttran sla tiona l mod ifica tion s, PTM s) 可以产生不同的蛋白。蛋白质是生理功能的执行者,是生命现
象的直接体现者,对蛋白质结构和功能的研究将直
蛋白质组学及其研究技术平台
接阐明生命在生理或病理条件下的变化机制[ 4 , 5 ] 。
而我们要了解这些蛋白质的信息,就必须通过一系
列的蛋白质研究方法。蛋白质组学方法的建立使我们能够对生命体蛋白质进行更广、更细、更大通量的研究。一般来说,蛋白质组学平台包括以下几大部分:前期的样本提取纯化,中期的蛋白分离和蛋白分析、鉴定,以及后期的数据分析。前期的样本提取纯化是以既往的生物化学、细胞生物学和分子生物学
技术为基础, 近年来激光捕获微分离( la se r cap tu re
m ic rod issec tion, LCM )等新方法的应用为样本更精确和完备的制备提供了条件。中期的蛋白分离和蛋白分析、鉴定是蛋白质组学技术的核心部分,后期的数据分析是对其必不可少的辅助。典型的蛋白质组学分析是在蛋白提取后,先凝胶的(如 2 2D 电泳)或非凝胶的(如液相色谱)方法分离蛋白,然后以不同的质谱分析方法进行蛋白分析、鉴定,接着以生物信息学辅助获取和深入分析全面的信息,并可以指导
1994 年, 澳大利亚 M acqua rie 大学的 M a rc
W ilk in s和 Ke ith W illiam s在意大利召开的一次科学会议上首次提出了“蛋白质组”的概念。蛋白质组
( P ro teom e)一词是由英文单词蛋白质( P ro te in)的前
半部分加上基因组( Genom e)的后半部分组合而成,
其意指基因组表达产生的所有相应的蛋白质[ 1 ] 。
1995年 W a singe r等[ 1 ] 第一次在出版物中( E lec tro2
p ho re sis)使用了该词,并定义为“细胞或组织或机体内全部蛋白质的存在及其活动方式”, 同时提出了
“蛋白质组学( P ro teom ic s) ”一词