蛋白质组学课件.ppt

1、 第第 四四 章章 蛋蛋 白白 质质 组组 学学DNA转录RNA翻译蛋白质蛋白质逆转录复制复制中心法则及其补充中心法则及其补充翻译后得到翻译后得到的蛋白质就的蛋白质就可以行使其可以行使其功能吗？功能吗？新合成的新合成的 蛋白质蛋白质翻译后的修饰翻译后的修饰(糖基化、磷酸化等）糖基化、磷酸化等）亚细胞定位或迁移亚细胞定位或迁移分子间的相互作用等分子间的相互作用等都会造成蛋白质分子的构象和功能发生变化都会造成蛋白质分子的构象和功能发生变化 一个已知的基因序列也很难预测其编码一个已知的基因序列也很难预测其编码的蛋白质的功能。的蛋白质的功能。同时，蛋白质翻译的修饰、结构形式、同时，蛋白质翻译的修饰、结

2、构形式、蛋白质分子的相互作用及蛋白质分子与蛋白质分子的相互作用及蛋白质分子与其他分子的相互作用等问题，都是基因其他分子的相互作用等问题，都是基因组学所不能回答的。因此，科学家们就组学所不能回答的。因此，科学家们就把研究的重心由基因转向了其编码合成把研究的重心由基因转向了其编码合成的全部蛋白质。的全部蛋白质。产生背景产生背景1.1.2020世纪中后期，生命科学研究进入了分世纪中后期，生命科学研究进入了分子生物学时代。子生物学时代。2.2.随着人类基因组全序列测定，生命科学随着人类基因组全序列测定，生命科学跨入了后基因组时代。跨入了后基因组时代。3.3.因因mRNAmRNA的表达情况不能直接反应蛋

3、白质的表达情况不能直接反应蛋白质的表达水平。的表达水平。4 4.蛋白质有自身特有的活动规律，如动态蛋白质有自身特有的活动规律，如动态修饰、加工、转运定位、结构形成、代谢修饰、加工、转运定位、结构形成、代谢等，均无法从基因组水平上的研究获知。等，均无法从基因组水平上的研究获知。蛋白质构象病更难于只靠蛋白质构象病更难于只靠DNADNA序列来解释。序列来解释。5.5.蛋白质不能动态反映生物系统所处的状蛋白质不能动态反映生物系统所处的状态。态。6.蛋白质组与蛋白质组学蛋白质组与蛋白质组学（1）蛋白质组）蛋白质组(Proteome)：1994年由澳大利亚年由澳大利亚Macquarie大学的学生大学的学生

4、Wilkins和他的老师提出，和他的老师提出，最早见文献是最早见文献是1995年年7月的月的“Electrophoresis”杂志上。指基因组表达的所有相应的蛋白质，杂志上。指基因组表达的所有相应的蛋白质，也可说是指细胞或机体全部蛋白质的存在及其也可说是指细胞或机体全部蛋白质的存在及其活动方式。活动方式。（2）蛋白质组学：研究细胞内全部蛋白质的组）蛋白质组学：研究细胞内全部蛋白质的组成及其活动规律的科学。成及其活动规律的科学。7 7.蛋白质组具有多样性和可变性的特点蛋白质组具有多样性和可变性的特点（1）蛋白质的种类和数量在同一机体的不）蛋白质的种类和数量在同一机体的不同细胞中是各不相同的。同细

5、胞中是各不相同的。（2）同一细胞，在不同时期、不同条件下，）同一细胞，在不同时期、不同条件下，蛋白质组也是在不断改变的。蛋白质组也是在不断改变的。（3）在病理或治疗过程中，细胞蛋白质的）在病理或治疗过程中，细胞蛋白质的组成及其变化与正常生理过程的也不同。组成及其变化与正常生理过程的也不同。蛋白质组学不是一个封闭的、概念化的、蛋白质组学不是一个封闭的、概念化的、稳定的知识体系稳定的知识体系,而是一个领域。而是一个领域。它旨在阐明生物体全部蛋白质的表达模式它旨在阐明生物体全部蛋白质的表达模式及功能模式及功能模式,其内容包括蛋白质的定性鉴定、其内容包括蛋白质的定性鉴定、定量检测、细胞内定位、相互作用

6、研究等定量检测、细胞内定位、相互作用研究等,最终揭示蛋白质功能最终揭示蛋白质功能,是基因组是基因组DNA序列与序列与基因功能之间的桥梁基因功能之间的桥梁,是在蛋白质水平上是在蛋白质水平上定量、动态、整体性地研究生物体。定量、动态、整体性地研究生物体。基因组基因组 转录组转录组 蛋白组蛋白组The study of proteins expressed by genomesCompletion of the sequencing of the 1st draft of human genome indicates there are approximately 250,000 proteins

7、in the human genomeOnly 2-5%of proteins in human genome have been identified蛋白质组学蛋白质组学研研 究究表表 达达蛋白质组学蛋白质组学结结 构构蛋白质组学蛋白质组学功功 能能蛋白质组学蛋白质组学表达蛋白质组学表达蛋白质组学研究细胞所表达的蛋白质种类研究细胞所表达的蛋白质种类结构蛋白质组学结构蛋白质组学研究细胞内蛋白质的结构研究细胞内蛋白质的结构功能蛋白质组学功能蛋白质组学 研究细胞内蛋白质的功能，是指从动态和研究细胞内蛋白质的功能，是指从动态和整体的角度研究蛋白质的功能及其结构基整体的角度研究蛋白质的功能及其结构基础

8、，是位于对个别蛋白质的传统研究和以础，是位于对个别蛋白质的传统研究和以全部蛋白质为研究对象的蛋白质组研究之全部蛋白质为研究对象的蛋白质组研究之间的层次。间的层次。蛋白质组学的研究内容蛋白质组学的研究内容1.细胞或组织内蛋白质的表达模式及修饰细胞或组织内蛋白质的表达模式及修饰(表达蛋白质组学表达蛋白质组学):关键技术：关键技术：2-D电泳电泳2.蛋白质的序列和高级结构（结构蛋白质蛋白质的序列和高级结构（结构蛋白质组学）：组学）：X-射线单晶衍射分析（晶体结射线单晶衍射分析（晶体结构分析）、多维核磁共振波谱分析、电构分析）、多维核磁共振波谱分析、电镜二维晶体三维重构术（电子晶体学）。镜二维晶体三维

9、重构术（电子晶体学）。3.蛋白质的胞内分布及移位（细胞图谱蛋蛋白质的胞内分布及移位（细胞图谱蛋白质组学）：确定蛋白质在亚细胞结构白质组学）：确定蛋白质在亚细胞结构中的位置，通过纯化细胞器或用质谱仪中的位置，通过纯化细胞器或用质谱仪鉴定蛋白复合物组成等。鉴定蛋白复合物组成等。4.蛋白质的功能模式（功能蛋白质组学）：蛋白质的功能模式（功能蛋白质组学）：蛋白质与蛋白质及其与其他分子的相互蛋白质与蛋白质及其与其他分子的相互作用作用与蛋白质工程密切相关的蛋白质组研究与蛋白质工程密切相关的蛋白质组研究蛋白质表达模式的研究蛋白质表达模式的研究蛋白质序列结构和功能研究蛋白质序列结构和功能研究蛋白质分离纯化技术

10、蛋白质分离纯化技术蛋白质鉴定技术蛋白质鉴定技术表达系统的蛋白质组研究表达系统的蛋白质组研究大肠杆菌的蛋白质组研究大肠杆菌的蛋白质组研究酿酒酵母的蛋白质组研究酿酒酵母的蛋白质组研究大肠杆菌的蛋白质组研究大肠杆菌的蛋白质组研究 大肠杆菌全部大肠杆菌全部4000多个基因的多个基因的DNA序列已被测序列已被测定定,建立蛋白质建立蛋白质 基因联合数据库基因联合数据库,并希望籍此来并希望籍此来回答以下几方面的问题回答以下几方面的问题:a.所有编码基因的产物在双向图谱上的位置所有编码基因的产物在双向图谱上的位置 各种蛋白质的丰度各种蛋白质的丰度 不同条件下各种蛋白质表达水平及合成速率不同条件下各种蛋白质表达

11、水平及合成速率的变化的变化 各种蛋白质在细胞内的定位各种蛋白质在细胞内的定位 某些蛋白质翻译后修饰的方式及水平某些蛋白质翻译后修饰的方式及水平 目前目前,大肠杆菌的联合数据库已更新到第六版大肠杆菌的联合数据库已更新到第六版,大约包括大约包括1600个蛋白质斑点的数据个蛋白质斑点的数据,其中大约其中大约400个蛋白质斑点已与大约个蛋白质斑点已与大约350个基因相对应个基因相对应(有些基因可能有多个蛋白质产物有些基因可能有多个蛋白质产物),对于这些蛋对于这些蛋白质白质,这个数据库可以提供基因名称、蛋白质名这个数据库可以提供基因名称、蛋白质名称、称、EC 编号、功能范畴、编号、功能范畴、Swiss-

12、prot数据库编数据库编号、号、Genbank序列号、基因图谱的位置、染色序列号、基因图谱的位置、染色体上的转录方向以及一些生理信息体上的转录方向以及一些生理信息(如在不同如在不同生长条件下该蛋白质在细胞内的丰度生长条件下该蛋白质在细胞内的丰度).酿酒酵母的蛋白质组研究酿酒酵母的蛋白质组研究 利用双向电泳技术分析酵母蛋白谱的工利用双向电泳技术分析酵母蛋白谱的工作早于蛋白质组概念的提出作早于蛋白质组概念的提出.酿酒酵母酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)基因组的完成及基因组的完成及其蛋白质数据库在互联网上的建立其蛋白质数据库在互联网上的建立,大大大大加速了这一工作加速了这

13、一工作.最新版的数据库包括最新版的数据库包括6000多页多页,每页代表一个已知或推测的酵每页代表一个已知或推测的酵母蛋白母蛋白.它包含以下几方面的信息它包含以下几方面的信息:以序列为基础的已知和推测的酵母蛋白的特以序列为基础的已知和推测的酵母蛋白的特征信息征信息,如分子质量、等电点、氨基酸组成、多如分子质量、等电点、氨基酸组成、多肽片段大小等肽片段大小等 一些研究得到的关于各种蛋白质在翻译后加一些研究得到的关于各种蛋白质在翻译后加工、亚细胞定位、功能分类方面的信息工、亚细胞定位、功能分类方面的信息 从以往的超过从以往的超过5000篇关于酵母蛋白研究的文篇关于酵母蛋白研究的文章中获得的有关各种蛋

14、白质功能、相互作用、章中获得的有关各种蛋白质功能、相互作用、突变表型的信息突变表型的信息.借助数据库的有力推动借助数据库的有力推动,在双在双向电泳蛋白质谱上最明显的蛋白质斑点的大部向电泳蛋白质谱上最明显的蛋白质斑点的大部分得到鉴定分得到鉴定 正在丹麦进行的一项研究计划分别作出野生型和将基因系正在丹麦进行的一项研究计划分别作出野生型和将基因系统缺失的缺陷型酵母的双向蛋白质图谱。统缺失的缺陷型酵母的双向蛋白质图谱。初步的研究表明，缺失单一基因将导致的结果并不只是初步的研究表明，缺失单一基因将导致的结果并不只是缺乏此基因编码的蛋白质，而是能导致其他一系列蛋白缺乏此基因编码的蛋白质，而是能导致其他一系

15、列蛋白质量的改变。一些蛋白质减少而另一些蛋白质增多，当质量的改变。一些蛋白质减少而另一些蛋白质增多，当然还有一些蛋白质被加工修饰而导致性状改变。然还有一些蛋白质被加工修饰而导致性状改变。单一基因缺失的结果总是引起蛋白质组全局性的变化。单一基因缺失的结果总是引起蛋白质组全局性的变化。大约大约20%的酵母基因缺失是致死性的，另外的酵母基因缺失是致死性的，另外80%则不然则不然,这时机体能通过调节蛋白质的表达来对抗这种内源性的这时机体能通过调节蛋白质的表达来对抗这种内源性的变化。变化。这种基因缺失的研究可能会告诉我们一些关于细胞内蛋这种基因缺失的研究可能会告诉我们一些关于细胞内蛋白质分子间相互白质分

16、子间相互“对话对话”和和“作用作用”的重要信息，如蛋的重要信息，如蛋白质间的物理联系白质间的物理联系(这些蛋白质可能会组成蛋白质复合这些蛋白质可能会组成蛋白质复合物物)，信号传递途径，以帮助我们了解细胞是如何构成的，信号传递途径，以帮助我们了解细胞是如何构成的以及是如何协同工作的。以及是如何协同工作的。人类的蛋白质组研究人类的蛋白质组研究 对人蛋白质组的研究主要聚焦在特异的组织、对人蛋白质组的研究主要聚焦在特异的组织、细胞和疾病上细胞和疾病上.证据表明证据表明,尽管人的不同组织有着很大的功能尽管人的不同组织有着很大的功能差别差别,但其中的许多蛋白质是看家蛋白但其中的许多蛋白质是看家蛋白,因此它

17、因此它们的双向图谱可能也是近似的们的双向图谱可能也是近似的.这点与简单生物这点与简单生物不同不同,简单生物在不同的发育阶段有着极不相同简单生物在不同的发育阶段有着极不相同的蛋白质组的蛋白质组.因此对于人类来说因此对于人类来说,一个高质量的一个高质量的基本的双向图谱是非常有用的基本的双向图谱是非常有用的,它可以作为其他它可以作为其他组织、细胞的参照图谱组织、细胞的参照图谱.人的各种组织、器官、人的各种组织、器官、细胞乃至各种细胞器已被广泛研究细胞乃至各种细胞器已被广泛研究.人的各种体液都被用于研究与某些疾病的关系人的各种体液都被用于研究与某些疾病的关系.最近澳大利亚科学家利用双向电泳技术研究眼最

18、近澳大利亚科学家利用双向电泳技术研究眼泪中的蛋白质与生理状态的关系泪中的蛋白质与生理状态的关系.他们发现了一他们发现了一种新的蛋白质种新的蛋白质,这个蛋白质非常相似于在乳腺癌这个蛋白质非常相似于在乳腺癌细胞里高表达的另一种蛋白质细胞里高表达的另一种蛋白质.这个发现可能会这个发现可能会提供疾病诊治的新的手段提供疾病诊治的新的手段.在一项利用蛋白质组在一项利用蛋白质组研究技术进行的酒精对人体毒性的研究中发现研究技术进行的酒精对人体毒性的研究中发现,乙醇会改变血清蛋白糖基化作用乙醇会改变血清蛋白糖基化作用,导致许多糖蛋导致许多糖蛋白的糖基缺乏白的糖基缺乏,如转铁蛋白。如转铁蛋白。癌细胞不仅有许多特异

19、蛋白质产物癌细胞不仅有许多特异蛋白质产物,而且这些产而且这些产物还会影响其他蛋白质的翻译后加工及许多蛋物还会影响其他蛋白质的翻译后加工及许多蛋白质的表达水平白质的表达水平.肿瘤的蛋白质组研究能提供一些以往其他技术肿瘤的蛋白质组研究能提供一些以往其他技术所不能提供的早期诊断依据所不能提供的早期诊断依据,例如利用不同细胞例如利用不同细胞组织的特征蛋白质谱组织的特征蛋白质谱,可以判别一些难以判定来可以判别一些难以判定来源的肿瘤细胞的来源源的肿瘤细胞的来源.蛋白质组研究的相关技术蛋白质组研究的相关技术（一）研究细胞或组织内蛋白质表达模式的技术：（一）研究细胞或组织内蛋白质表达模式的技术：2-D电泳电泳

20、1.1975年，年，Patrick OFarrel发明了二维凝胶电泳。发明了二维凝胶电泳。2.操作操作（1）等电聚焦。）等电聚焦。（2）平衡胶条。）平衡胶条。（3）第二）第二相相SDS-PAGE。3.2-D胶上蛋白质鉴定胶上蛋白质鉴定 (1)早期早期Western blot鉴定鉴定 (2)Edman降解法鉴定降解法鉴定 (3)肽质量指纹（肽质量指纹（peptide-mass fingerprinting）技术技术鉴定鉴定(4)蛋白质组信息学蛋白质组信息学2D 電泳 Mass 定序分析（二）构象解析技术（二）构象解析技术1.实际测定具体蛋白质的三维结构：实际测定具体蛋白质的三维结构：X-射线单射

21、线单晶衍射分析（晶体结构分析）、多维核磁共晶衍射分析（晶体结构分析）、多维核磁共振波谱分析、电镜二维晶体三维重构术（电振波谱分析、电镜二维晶体三维重构术（电子晶体学）。子晶体学）。X-射线单晶衍射分析：最成熟和最有力的方法。射线单晶衍射分析：最成熟和最有力的方法。（1）局限性）局限性（2）改进措施：已经运用原子力显微镜及多功能光学）改进措施：已经运用原子力显微镜及多功能光学诊断技术深入研究蛋白质晶体生长的机理；高能量诊断技术深入研究蛋白质晶体生长的机理；高能量光源的使用。光源的使用。2.通过氨基酸序列知识去辨识和推引出其通过氨基酸序列知识去辨识和推引出其决定的三维结构决定的三维结构（1）用分子

22、力学、分子动力学的方法，根）用分子力学、分子动力学的方法，根据理化的基本原理，从理论上计算蛋白据理化的基本原理，从理论上计算蛋白质分子的空间结构。质分子的空间结构。（2）通过对已知空间结构的蛋白质进行分）通过对已知空间结构的蛋白质进行分析，找出一级结构与空间结构的关系，析，找出一级结构与空间结构的关系，总结出规律，用于新蛋白质空间结构的总结出规律，用于新蛋白质空间结构的预测。预测。（三）蛋白质序列测定（三）蛋白质序列测定 1.蛋白质直接测序的用途蛋白质直接测序的用途 2.肽序列分析的基本步骤：肽序列分析的基本步骤：（1）分析已纯化蛋白质氨基酸残基的组）分析已纯化蛋白质氨基酸残基的组成。成。（2

23、）测定头尾氨基酸。）测定头尾氨基酸。（3）把肽链水解成片段，分别进行分析，）把肽链水解成片段，分别进行分析，得到肽图。得到肽图。（4）Edman降解降解 蛋白质测序发展简史蛋白质测序发展简史1.英国科学家英国科学家Sanger测序（测序（20世纪世纪50年代）。年代）。2.建立色谱技术和定量氨基酸分析技术（建立色谱技术和定量氨基酸分析技术（20世纪世纪50年代）。年代）。3.Edman降解（降解（20世纪世纪70年代出现）。年代出现）。仪器自动化：液相自动测序仪和固相蛋白质自动测序仪。仪器自动化：液相自动测序仪和固相蛋白质自动测序仪。进入进入20世纪世纪80年代，气相测序技术出现并实现了仪器自

24、年代，气相测序技术出现并实现了仪器自动化。灵敏度显著提高，样品量只需动化。灵敏度显著提高，样品量只需10pmol以下，一次连续以下，一次连续测定的顺序甚至可超过测定的顺序甚至可超过80个残基。样品处理远比固相方法简个残基。样品处理远比固相方法简单和操作方便。单和操作方便。4.20世纪世纪70年代，华裔学者张瑞耀提出的有色年代，华裔学者张瑞耀提出的有色Edman试试剂剂DABITC，使手工测序技术更加灵敏可靠。使手工测序技术更加灵敏可靠。5.对对2-D胶上的点进行测序：将蛋白质转印到胶上的点进行测序：将蛋白质转印到PVDF（聚偏聚偏二氟乙烯）膜上，然后将膜片放入测序仪的反应室中进行二氟乙烯）膜上

25、，然后将膜片放入测序仪的反应室中进行Edman降解。降解。6.毛细管电泳技术（毛细管电泳技术（20世纪世纪90年代发展起来的微量分析技年代发展起来的微量分析技术）的采用，是蛋白质术）的采用，是蛋白质N端微量顺序测定方法学一个引人注端微量顺序测定方法学一个引人注目的发展。其灵敏度比目的发展。其灵敏度比HPLC高两个数量级。可在高两个数量级。可在10fmol的的水平检测氨基酸。微型测序仪与毛细管电泳联用的微量蛋水平检测氨基酸。微型测序仪与毛细管电泳联用的微量蛋白质测序方法已经呈现很好的前景白质测序方法已经呈现很好的前景。7.蛋白质蛋白质C端测序：端测序：C端测序的重要性：为端测序的重要性：为PCR

26、扩增出某扩增出某一蛋白的完整基因提供合成一蛋白的完整基因提供合成C端引物的重要依据；以及为端引物的重要依据；以及为基因表达的蛋白质的鉴定提供关键的证据等。基因表达的蛋白质的鉴定提供关键的证据等。（1）最成功的方法是在）最成功的方法是在Schlack早年提出的异硫氰酸法的早年提出的异硫氰酸法的基础上发展起来的。基础上发展起来的。（2）直到）直到20世纪世纪90年代初由于发展出一些新的偶联和裂年代初由于发展出一些新的偶联和裂解试剂，配合用解试剂，配合用HPLC对乙酰内硫脲氨基酸（对乙酰内硫脲氨基酸（TH）的鉴定，的鉴定，该方法才得以较快地发展。目前已有自动化该方法才得以较快地发展。目前已有自动化C

27、端测序仪，端测序仪，能常规地进行能常规地进行6-8个残基的个残基的C端顺序测定。端顺序测定。8.质谱法用于蛋白质顺序测定：质谱法用于蛋白质顺序测定：（1）必要性：）必要性：DNA顺序测定解决不了翻译后加工所导致的顺序测定解决不了翻译后加工所导致的氨基酸残基的修饰问题，氨基酸残基的修饰问题，Edman降解不能解决降解不能解决N端封闭肽端封闭肽的测序问题，而质谱法能使上述问题迎刃而解。的测序问题，而质谱法能使上述问题迎刃而解。（2）20世纪世纪80年代初出现快原子轰击质谱（年代初出现快原子轰击质谱（FAB质谱）能质谱）能准确确定的分子量达到数千。相继发展的串行质谱可以把准确确定的分子量达到数千。相

28、继发展的串行质谱可以把FAB得到的分子离子进行再一次惰性原子轰击，使肽链在得到的分子离子进行再一次惰性原子轰击，使肽链在不同部位断裂从而得到一组片段的质谱信息，使多肽顺序不同部位断裂从而得到一组片段的质谱信息，使多肽顺序测定得以实现。测定得以实现。（3）20世纪世纪80年代末出现了电喷雾质谱和基质辅助激光解吸年代末出现了电喷雾质谱和基质辅助激光解吸电离电离-飞行时间质谱。飞行时间质谱。电喷雾质谱测定分子量数万的蛋白质准确度可达万分之一，主电喷雾质谱测定分子量数万的蛋白质准确度可达万分之一，主要优点是可与要优点是可与HPLC仪实现液质联用，因而能使一个蛋白质的仪实现液质联用，因而能使一个蛋白质的

29、酶解产物在得到酶解产物在得到HPLC肽谱的同时得到一张精确的肽质量谱。肽谱的同时得到一张精确的肽质量谱。飞行时间质谱能对分子量达飞行时间质谱能对分子量达30万道尔顿的分子进行准确质谱万道尔顿的分子进行准确质谱分析。误差率可精确到十万分之一，因而该技术对蛋白质化学分析。误差率可精确到十万分之一，因而该技术对蛋白质化学结构分析已呈现极大应用前景。该技术结合羧肽酶或氨肽酶的结构分析已呈现极大应用前景。该技术结合羧肽酶或氨肽酶的应用可成功地进行蛋白质应用可成功地进行蛋白质C端与端与N端的顺序测定，该方法一个端的顺序测定，该方法一个显著的优点是用样品量极微（显著的优点是用样品量极微（1-2pmol），）

30、，且非常快速，每次且非常快速，每次质谱分析只需数分钟。质谱分析只需数分钟。9.质谱技术不能完全取代质谱技术不能完全取代Edman降解与其他蛋白质分析方法。降解与其他蛋白质分析方法。通常是联合运用这些技术。通常是联合运用这些技术。10.蛋白质测序展望：蛋白质测序展望：（1）N 端测序仪在灵敏度上还需提高。端测序仪在灵敏度上还需提高。（2）C 端测序技术需要更新型的偶联试剂和更有效的裂解端测序技术需要更新型的偶联试剂和更有效的裂解方法。方法。（3）质谱技术将有令人刮目相看的作为。质谱技术将有令人刮目相看的作为。（4）一些新的分析技术很可能进入蛋白质顺序分析领域，）一些新的分析技术很可能进入蛋白质顺

31、序分析领域，如多维核磁共振方法。如多维核磁共振方法。（四）研究蛋白质胞内分布及移位的方法（四）研究蛋白质胞内分布及移位的方法1.研究蛋白质组的高通量方法。分别收集细胞不同研究蛋白质组的高通量方法。分别收集细胞不同区域内蛋白质，然后进行区域内蛋白质，然后进行2-D电泳和蛋白质鉴定。电泳和蛋白质鉴定。不能采用离心的方法获取各组分蛋白，而用顺序抽不能采用离心的方法获取各组分蛋白，而用顺序抽提亚细胞结构的方法。提亚细胞结构的方法。2.将胞内特定蛋白质进行荧光标记，然后在荧光显将胞内特定蛋白质进行荧光标记，然后在荧光显微镜下进行观察蛋白质移位。微镜下进行观察蛋白质移位。（五）研究蛋白质功能模式的技术（五

32、）研究蛋白质功能模式的技术 酵母双杂交系统、选择性噬菌体感染技酵母双杂交系统、选择性噬菌体感染技术、质谱技术可用于确定蛋白质作用区术、质谱技术可用于确定蛋白质作用区域。域。四、蛋白质组学研究的应用四、蛋白质组学研究的应用1.用于寻找疾病相关的蛋白质：标志物。用于寻找疾病相关的蛋白质：标志物。2.用于微生物蛋白组研究，彻底阐明病原微生物的致病机用于微生物蛋白组研究，彻底阐明病原微生物的致病机理并寻找全新的药物作用靶点。理并寻找全新的药物作用靶点。3.蛋白质组数据库将成为药物设计的路标。蛋白质组数据库将成为药物设计的路标。4.对不同生物的蛋白质组进行比较性研究，可以对生物进对不同生物的蛋白质组进行

33、比较性研究，可以对生物进化途径提供参考，对多细胞生物的起源提供线索。化途径提供参考，对多细胞生物的起源提供线索。5.追踪胞内信号分子的移位，阐明目标蛋白质在信号转导追踪胞内信号分子的移位，阐明目标蛋白质在信号转导途径中的位置。途径中的位置。五、蛋白质组学研究中的困难五、蛋白质组学研究中的困难1.2-D电泳胶上的点只是细胞蛋白质中的一小部电泳胶上的点只是细胞蛋白质中的一小部 分，大部分不能被显示。分，大部分不能被显示。2.2-D胶上显示的蛋白质有偏向性。胶上显示的蛋白质有偏向性。3.难溶于水或分子量大于难溶于水或分子量大于18万的蛋白质难于在万的蛋白质难于在 2-D胶上显示。胶上显示。4.质谱技术虽有较高的灵敏度，但对来自质谱技术虽有较高的灵敏度，但对来自2-D胶胶 上的许多低丰度的蛋白质仍不能鉴定。上的许多低丰度的蛋白质仍不能鉴定。