蛋白质组学

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蛋白质组学(英语proteomics,又译作蛋白质体学),是对蛋白质特别是其结构和功能的大规模研究,是在90年代初期,由Marc Wikins和学者们首先提出的新名词。这个术语是类比基因组学(genomics)杜撰的,并常常被认为是它的“下一步”,但蛋白质组学比基因组学要复杂得多。更重要的是,基因组是相当稳定的实体,而蛋白质组通过与基因组的相互作用而不断发生着改变。一个生命体在其机体的不同部分以及生命周期的不同阶段,其蛋白表达可能存在巨大的差异。

一个生命体在其整个生命周期中所拥有的蛋白质的全体,或者在更小的规模上,特定类型的细胞在经历特定类型刺激时所拥有的蛋白质的全体,分别被称为这个生命体或细胞类型的蛋白质组。

随着人类基因组草图的完成,现在许多学者开始探索基因蛋白质如何通过相互作用来形成其它蛋白质。人类基因组计划的一个令人吃惊的发现是,人类基因组中编码蛋白质的基因数远少于人类蛋白质组中的蛋白质数(约33000个基因,约200000个蛋白质)[来源请求]。这个发现推翻了早期“一个基因,一个蛋白质”的假设,并对科学家提出了一个令人生畏的挑战:对所有蛋白质分类并确定它们的功能和相互作用。有人称其为“人类蛋白质组计划”,但它还没有一个正式名称。

蛋白质组学研究的关键技术包括质谱分析、X-射线晶体衍射核磁共振凝胶电泳

有两种蛋白质组学方法:活体样品研究和重组蛋白合成。在第二种情形下,遗传工程方法被用来克隆待合成的DNA模板,以及把这些基因减切到宿主细胞(典型的是细菌)中,后者被培养用于大规模蛋白表达。

接着,被合成蛋白需要被从宿主细胞中提取和纯化。纯化的蛋白随后通过结晶(及X-射线晶体衍射)或核磁共振来确定其结构。核磁共振对大蛋白质无效。

相比于基因组学,蛋白质组学是更大的挑战,因为蛋白质的三维结构对其功能至关重要。在上述步骤中维持几何形状是重要且具有挑战性的。

参考文献

  • 新药发现开发技术平台,2007年版,高等教育出版社, ISBN 978-7-04-022039-1
  • 新药药物靶标开发技术,2006年版,高等教育出版社, ISBN 7-04018953-4
  • 临床蛋白质组学,2008年版,科学出版社, ISBN 9787030206268
  • 蛋白质组学,2003年版,科学出版社, ISBN 9787030108647
  • 蛋白质组学: 从序列到功能,2002年版,科学出版社, ISBN 9787030107473

参见