蛋白質(zhì)組學(xué)(英語(yǔ):proteomics,又譯作蛋白質(zhì)體學(xué)),是以蛋白質(zhì)組為研究對(duì)象,研究細(xì)胞、組織或生物體蛋白質(zhì)組成及其變化規(guī)律的科學(xué)。“蛋白質(zhì)組學(xué)(Proteomics)”一詞源于蛋白質(zhì)(protein)與 基因組學(xué)(genomics)兩個(gè)詞的組合,意指“一種基因組所表達(dá)的全套蛋白質(zhì)”,即包括一種細(xì)胞乃至一種生物所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)?!?/span>蛋白質(zhì)組學(xué)研究不僅是探索生命奧秘的必須工作,也能為人類健康事業(yè)帶來(lái)巨大的利益,是生命科學(xué)進(jìn)入后基因時(shí)代的特征。
蛋白質(zhì)是生命存在和運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ),是細(xì)胞增殖、分化、衰老和凋亡等重大生命活動(dòng)的執(zhí)行者,亦是基因功能活動(dòng)的最終執(zhí)行者,是生命現(xiàn)象復(fù)雜性和多變性的直接體現(xiàn)者。
蛋白質(zhì)組研究是為了識(shí)別及鑒定一個(gè)細(xì)胞或組織所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)以及它們的表達(dá)模式,是對(duì)基因組研究的重要補(bǔ)充,是對(duì)生物體在蛋白質(zhì)水平上定量、動(dòng)態(tài)、整體性的研究。這類研究有助于了解蛋白的結(jié)構(gòu)、細(xì)胞的功能、生命的本質(zhì)及活動(dòng)規(guī)律,為疾病的診斷、治療、疫苗及新藥開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。
我國(guó)科學(xué)家已經(jīng)在重大疾病如肝癌、維甲酸誘導(dǎo)白血病細(xì)胞凋亡啟動(dòng)模型及維甲酸定向誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞向神經(jīng)系統(tǒng)分化的模型等比較蛋白質(zhì)組研究以及一些重要生理和病理體系的蛋白質(zhì)組成分研究方面獲得了重要成就。
蛋白質(zhì)組學(xué)的重要應(yīng)用領(lǐng)域有:在臨床疾病中的應(yīng)用、在微生物蛋白質(zhì)組學(xué)中的應(yīng)用、在植物研究中的應(yīng)用、在腎臟病學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。我們通過(guò)研究蛋白質(zhì)組,可以為腫瘤患者提供有用的疾病診斷、治療、預(yù)后評(píng)估信息;可以早期更為準(zhǔn)確的診斷出胰腺癌;也可以為AD的診斷、治療藥物的設(shè)計(jì)和篩選奠定基礎(chǔ)。這項(xiàng)研究技術(shù)其實(shí)離我們生活非常近,對(duì)我們生命而言尤為重要。
近年來(lái),高通量蛋白質(zhì)分離與鑒定技術(shù),如雙向電泳、生物質(zhì)譜、蛋白質(zhì)芯片、酵母雙雜交系統(tǒng)、生物信息學(xué)等相繼建立并日趨完善,加速了蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展。
Label Free:無(wú)需昂貴的穩(wěn)定同位素標(biāo)簽標(biāo)記樣本,實(shí)驗(yàn)成本低;定量準(zhǔn)確度難以保障;
iTRAQ:不依賴樣本,可以做任意樣本的總蛋白質(zhì)的差異定量,而且定量準(zhǔn)確 ;費(fèi)用較高;
SILAC:定量準(zhǔn)確;僅僅適合細(xì)胞層次的蛋白質(zhì)組定量,組織的定量需要摸索或者前人已經(jīng)摸索的模式,中途測(cè)試新組織難度較大;
TMT:可做到2-10個(gè)樣品同時(shí)標(biāo)記分析,幾乎可對(duì)任何物種的各類蛋白質(zhì)進(jìn)行分離鑒定;費(fèi)用較高。
實(shí)驗(yàn)流程:
可獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(部分):
多組樣本的蛋白表達(dá)量降序分布圖。觀測(cè)每個(gè)樣本的蛋白表達(dá)范圍。散點(diǎn)的大小表示蛋白的樣品之間的差異大小。
All:在所有樣本中鑒定到的相同蛋白的個(gè)數(shù);Evidence:在兩個(gè)及以上的樣品中鑒定到的蛋白個(gè)數(shù);Specific:僅在一個(gè)樣品中鑒定到的蛋白個(gè)數(shù)
蛋白質(zhì)組學(xué)本質(zhì)上指的是在大規(guī)模水平上研究蛋白質(zhì)的特征,包括蛋白質(zhì)的表達(dá)水平,翻譯后的修飾,蛋白與蛋白相互作用等,由此獲得蛋白質(zhì)水平上的關(guān)于疾病發(fā)生,細(xì)胞代謝等過(guò)程的整體而全面的認(rèn)識(shí)。