第三章蛋白质组与蛋白质组学第一节蛋白质组与蛋白质组学的定义蛋白质组学阐明生物体全部蛋白质的表达模式与功能模式从整体的角度分析、鉴定细胞内动态变化的蛋白质的组成、结构、性质、表达水平与修饰状态了解蛋白质之间、蛋白质与大分子之间的相互作用与联系,揭示蛋白质的功能与细胞生命活动的规律蛋白质组学研究意义和背景DNAmRNA蛋白质DNA蛋白质组学一经出现，就有两种研究策略。一种可称为“竭泽法”，即采用高通量的蛋白质组研究技术分析生物体内尽可能多乃至接近所有的蛋白质。（全蛋白组的研究）另一种策略可称为“功能法”，即研究不同时期细胞蛋白质组成的变化，如蛋白质在不同环境下的差异表达，以发现有差异的蛋白质种类为主要目标。这种观点更倾向于把蛋白质组学作为研究生命现象的手段和方法。（差异表达的蛋白质组）蛋白质组学研究的范围二、蛋白质组学的研究方法差异蛋白组学生物学问题的提出第一步、蛋白质分离蛋白质组分析的首要要求样品制备要求：重复性好蛋白质损失少无核酸去除高丰度或无关蛋白浓度以肿瘤蛋白质组学研究为例说明肿瘤蛋白质的来源（2）外科手术切除的肿瘤组织（3）以激光捕获显微切割（LCM）肿瘤细胞LCM是直接从冰冻或石蜡包埋肿瘤组织切片中获取细胞。它是用乙烯醋酸盐聚合体膜覆盖在被选择的细胞上，然后用红外激光熔化膜，这时膜与组织在目标位置牢固结合，当膜被提起时，仅目的细胞留在膜上。优点：能准确切取肿瘤细胞缺点：需昂贵的仪器第二步、蛋白质的分离2-DE技术依然是大多数蛋白质组研究中分离复杂蛋白质混合物的首选技术。等电聚焦是利用蛋白质分子的等电点不同，在一个稳定的、连续的、线形pH梯度中进行蛋白质的分离和分析。SDS-PAGE电泳是根据SDS和还原试剂将蛋白质分子解聚后亚基的大小，在恒定的pH缓冲系统中的分离。212、2DDIGE2D-DIGESeparateby2D-PAGECy2-labeledinternalstandardDeCydersoftware27control第四步、质谱鉴定质谱分析通过数据库的比对获取感兴趣的蛋白质的相关研究，来进一步地进行研究！蛋白质亲和层析亲和印迹免疫沉淀交联酵母双杂交噬菌体展示生物传感芯片质谱蛋白质工程中的定点诱变技术一、蛋白质－蛋白质1.酵母双杂交系统DNA-BD和DNA-AD分开时不能激活转录，只有当两者在空间上接近时，才能呈现转录因子的活性。只有当蛋白质X与蛋白质Y间发生相互作用时，才能激活报告基因的转录，而当两者单独作用时均无此功能。2、噬菌体展示技术2、噬菌体展示技术抗原表位的筛选蛋白相互作用筛选酶的底物和拮抗剂的筛选受体的激活剂和拮抗剂的筛选蛋白质组研究的技术路线流程图四、蛋白质组研究在医学中的应用（一）用于疾病诊断的研究（二）用于发病机制的研究（三）用于药物开发五、蛋白质组学研究中的困难4.蛋白质的修饰对于蛋白质组蛋白质种类的确定将是一种“无限”的工作。5.蛋白质组研究任务是我们面临的“无尽挑战”。第三节蛋白质的生物合成及其干扰蛋白质的生物合成参与物质2.氨基酸的运载工具：tRNA3.核糖体—肽链合成的“装配机器”多核糖体二、蛋白质的生物合成过程（一）、氨基酸的活化氨基酸的活化－－苯丙氨酸原核生物（细菌）为例：所需成分：30S小亚基、50S大亚基、模板mRNA、fMet-tRNAfMet、GTP、Mg2+翻译起始因子：IF-1、IF-2、IF-3、IF-32、30S小亚基通过与mRNA的SD序列模板相结合。S-D序列:在蛋白质合成起始时，mRNA上有一个很短的保守序列位于编码区前面，称为核糖体结合位点，称为S-D序列IF-34.70s起始复合物的形成a、核糖体较大起始机制met65真核生物翻译起始复合物形成(区别原核生物)三、肽链的延伸（2）三元复合物进入A位692、肽键生成（转肽反应）71（1）需要GTP和延伸因子EF—Ga、过程：EF—G和GTP结合b、EF—G和GDP必须释放fMet4、真核肽链的延伸四、多肽链合成的终止1、所需条件2、终止机制79三、蛋白质合成抑制剂81白喉毒素（diphtheriatoxin)四、蛋白质合成后的加工初级产物多肽链第五节翻译后转运机制86一、蛋白质转运的意义(translocation)：蛋白质的合成场所为胞浆中游离的核糖体或内质网上相对固定的核糖体。细胞是分隔、分区的结构，所有的蛋白质在合成、加工完成后需要各就各位。蛋白质的转运途径与其合成场所有关。二、翻译后转运机制：细胞质中游离核糖体上合成的蛋白质，需要进入内质网等细胞器时，由20~80个（主要带正电荷）氨基酸组成的信号肽，牵引穿过双层膜，在跨越内膜时被内膜蛋白切除，释放蛋白。信号假说89三、蛋白质降解是一个有序的过