随着分子生物学的飞速发展,最为世人瞩目的人类基因组计划即将提前完成。人类将向了解生命奥秘这一目标迈进。由于基因是遗传信息的携带者,而生命活动的执行者是蛋白质,即基因的表达产物。因此,即使得到人类的全部基因序列,也只是解决遗传信息库的问题。人类揭示生命活动的规律,必须研究基因的产物即蛋白质。相对基因组而言,后者称为蛋白质组。蛋白质组学(proteomics)是研究蛋白质组的技术及研究结果。
(一)蛋白质组学技术的常用方法
蛋白质组学研究成功与否,很大程度上取决于技术方法水平的高低。蛋白质研究技术远比基因研究技术复杂和困难。不仅氨基酸残基的种类远远多于核苷酸残基,而且蛋白质有着复杂的翻译后修饰,如磷酸化和糖基化等,给分离和分析蛋白质带来很多困难。此外,通过表达载体进行蛋白质的体外扩增和纯化也并非易事,难以制备大量的蛋白质。
目前蛋白质组研究技术常用以下手段:①用于蛋白质分离技术的双向凝胶电泳(2-DE)、双向“高效”柱层析等;②用于蛋白质的鉴定技术,如质谱技术、凝胶图像分析、蛋白质和多肽的N端、C端测序及氨基酸组成分析等;③用于蛋白质相互作用及作用方式研究的双杂交系统;④用于分析大量数据的生物工程信息学等。
(二)应用
在基础研究方面,近2年来蛋白质组研究技术已被应用到各种生命科学领域,如细胞生物学、神经生物学等。在研究对象上,覆盖了原核微生物、真核微生物、植物和动物等范围,涉及各种重要的生物学现象,如信号转导、细胞分化、蛋白质折叠等。在未来的发展中,蛋白质组学的研究领域将更加广泛。
在应用研究方面,蛋白质组学将成为寻找疾病分子标记和药物靶标最有效的方法之一。对癌症、早老性痴呆等人类重大疾病的诊断和治疗等蛋白质组技术也有十分诱人的前景,目前国际上许多大型药物公司正投入大量的人力、物力和财力进行蛋白质组学的应用性研究。
(刘 军 严春霞)
思考题
1.光吸收定律的物理意义及影响光谱分析的主要因素有哪些?
2.电泳技术根据电泳原理如何进行分类?影响电泳迁移率的因素有哪些?
3.试列举三种色谱方法,比较其原理及应用范围有何不同。
4.常用的离心方法有哪几类,各类离心方法的基本原理是什么?
5.如何提高自动生化分析仪的准确度?
6.自动生化分析仪按其结构原理不同可分为哪几类?各有何特点?
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