蛋白质组学

什么是蛋白质组学

2019年7月7日 离开 经过 行政

什么是蛋白质组学?
蛋白质组学是蛋白质的大规模研究。

简要定义
术语“蛋白质组学”是在1995年创造的,并且被定义为细胞系,组织或生物的整个蛋白质补充的大规模表征。

如今,遇到了两种蛋白质组学的定义。首先是更古典的定义,限制基因产品的大规模分析仅涉及蛋白质的研究。

第二种和更包容性的定义将蛋白质研究与具有遗传读数的分析相结合,例如mRNA分析,基因组学和酵母双杂化分析。

然而,蛋白质组学的目标保持不变,即通过研究细胞的所有蛋白来获得更全球和综合的生物学观点,而不是单独地研究所有蛋白质。

什么是蛋白质组?
蛋白质组是一组在生物,系统或生物学环境中产生的蛋白质。我们可以参考,例如,物种(例如,同源Sapiens)或器官(例如,肝脏)的蛋白质组。蛋白质组不是恒定的;它与细胞与细胞不同并随时间变化。在某种程度上,蛋白质组反映了潜在的转录组,但除了生产率之外,蛋白质活性也被许多因素调节。

蛋白质组

为什么蛋白质组学?
单独的基因的研究不能获得许多类型的信息。例如,蛋白质不是基因,负责细胞的表型。通过研究基因组,不可能阐明疾病,老化和环境的影响。只有通过蛋白质的研究才能表征蛋白质修饰,并确定药物的目标。

蛋白质组学

蛋白质组学用于调查:
(i)蛋白质表示的时间和地点;
(ii)蛋白质生产,降解和稳态丰度的率;
(iii)蛋白质是如何修饰的(例如,翻译后(IV)修饰(PTMS)如磷酸化);
(v)亚细胞间隔之间的蛋白质的运动;
(vi)蛋白质参与代谢途径;
(vii)蛋白质如何互相互动。

蛋白质组学的类型
(i)蛋白质表达蛋白质组学。
一些变量不同的样品之间的蛋白质表达的定量研究称为表达蛋白质组学。在这种方法中,可以比较样品之间的整个蛋白质组或亚甲蛋白酶的蛋白质表达。来自该方法的信息可以识别信号转导或鉴定特异性疾病的蛋白质中的新型蛋白质。

(ii)结构蛋白质组学。
蛋白质组学研究的目标是映射蛋白质复合物的结构或存在于特定细胞细胞器中的蛋白质的蛋白质称为“细胞图”或结构蛋白质组学。结构蛋白质组学试图识别蛋白质复合物或细胞器内的所有蛋白质,确定它们所在的位置,并表征所有蛋白质蛋白质相互作用。结构蛋白质组学的一个例子是最近对核孔隙络合物的分析。通过纯化分离特定的亚细胞细胞器或蛋白质复合物可以大大简化蛋白质组学分析。这些信息将帮助将细胞的整体架构划合在一起,并解释某些蛋白质的表达如何给予细胞的独特特征。

(iii)功能蛋白质组学。
“功能性蛋白质组学”是许多具体指导蛋白质组学方法的广泛术语。在某些情况下,通过亲和层析分离特定的亚甲甲醚以进一步分析。这可以包括分离蛋白质复合物或使用蛋白质配体来分离特异性蛋白质。该方法允许研究和表征选定的蛋白质,并且可以提供有关蛋白质信号传导,疾病机制或蛋白质 - 药物相互作用的重要信息。

共同技术
荧光2D差异凝胶电泳(2D-Dige),同位素编码亲和标签(ICAT),稳定同位素标记与细胞培养(硅胶)中的氨基酸,180稳定同位素标记,相对和绝对定量的同位素标签(ITRAQ),Mudpit ,蛋白质阵列和质谱。

挑战
与DNA相比,蛋白质的研究具有许多独特的挑战。例如,蛋白质没有相当于PCR,因此低丰度蛋白的分析仍然是一个重大挑战。此外,在蛋白质相互作用研究中,必须保持蛋白质的天然构象以获得有意义的结果。

结论
尽管有这些限制,蛋白质组学与分子生物学等其他互补技术相结合,具有巨大的潜力,可以为生物学提供新的洞察力。研究复杂生物系统的能力最终将提供不能从类别蛋白质或蛋白质组的研究中获得的答案。

参考:
1.Graves, P. R., &Haystead,T. A.(2002)。分子生物学家’蛋白质组学指南。微生物。摩尔。 BIOL。 Rev.,66(1),39-63。
2.菲尔德,S。(2001)。蛋白质组学在格林兰。科学,291(5507),1221-1224。
3.Rappsilber, J., &Mann,M.(2002)。鉴定蛋白质组学中的蛋白质是什么意思?生物化学科学趋势,27(2),74-78。