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1、基于质谱分析的蛋白质组学,www.iloveppt.org,2,蛋白质组学,01,02,03,生物质谱技术,生物质谱在蛋白质组学中的研究利用,Content,www.iloveppt.org,3,蛋白质组学,蛋白质组（proteome）:PROTEins+genOME， 意为protein expressed by genome基因组表达的全部蛋白质 蛋白质组学（proteomics）:The study of the proteome研究全部蛋白质的存在及存在形式的一门学科 根据研究目的，蛋白质组学可分为 表达蛋白质组学 (expression proteomics） 结构蛋白质组学 (st
2、ructure proteomics) 功能蛋白质组学 (functional proteomics,www.iloveppt.org,4,1.表达蛋白质组学 研究细胞或组织中蛋白质表达的质和量的变化，以及不同时间基因表达谱的改变 2.结构蛋白质组学 以绘制出蛋白复合物的结构或存在于一个特殊细胞器中的蛋白为研究目的，用于建立细胞内信号转导的网络图谱并解释某些特定蛋白的表达对细胞的作用 3.功能蛋白质组学 研究在不同生理和病理条件下，细胞中各种蛋白质之间的相互作用关系及其调控网络，以及蛋白质的转录和修饰,www.iloveppt.org,5,蛋白质组学研究路线,www.iloveppt.org,
3、6,主要技术,1. 双向凝胶电泳（two-dimensional electrophoresis,2-DE） 第一向：等电聚焦（IEF），根据蛋白质的等电点进行分离 第二向：SDS-PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳，根据蛋白质分子量差异 进行分离,www.iloveppt.org,7,2.双向荧光差异凝胶电泳（two-dimensional fluorescence difference gel electrophoresis,2D-DIGE,采用专有的荧光染料与多重样本和图像分析的方法，在同一块胶上可同时分离多个有不同荧光标记的样品，并以荧光标记的样品混合物为内标，对每个蛋白质样品和每个差异都可以
4、进行统计学可信度分析,www.iloveppt.org,8,生物质谱技术,质谱是带电原子、分子或分子碎片按质量的大小顺序排列的图像 质谱仪是一类能使物质离子化并通过适当的电场、磁场将它们按空间位置、时间先后或轨道稳定与否实现质量比分离，并检测强度后进行物质分析的仪器。质谱仪主要由分析系统、电学系统和真空系统组成 基本原理：通过对被测样品离子的质核比的测定来进行分析的一种分析方法。被分析的样品首先要离子化，然后利用不同离子在电场或磁场的运动行为的不同，把离子按质荷比（m/z）分开而得到质量图谱，通过样品的质量图谱和相关信息，可以得到样品的定性定量结果,www.iloveppt.org,9,质谱技
5、术的发展 1912 英国物理学家 Thomson研制成功第一台质谱仪 20世纪20年代 质谱成为一种分析手段被化学家所采用 40年代开始 质谱广泛用于有机物质的分析 1966 Munson 2.标记方法，包括同位素标记亲和标签（ICAT、iTRAQ）、元素标记亲和标签（ECAT）、酶促18O标记、DYGE技术和同位素氨基酸细胞培养标记（SILAC,www.iloveppt.org,31,例：iTRQA试剂结合生物质谱用于蛋白质组的相对定量方法,1)试剂的反应基团（PRG）特异地与肽段的N-端氨基和Lys的-氨基结合； (2)平衡基团与不同质量的报告基团在一级质谱图上显示为一个峰，为肽段质量数加
6、上144Da； (3)在二级质谱图上，报告基团特异性地断裂，其比值即为两样本中蛋白的相对定量,www.iloveppt.org,32,3.蛋白质的翻译后加工 蛋白质的修饰类型主要有磷酸化、糖基化等，其中蛋白质的磷酸化和去磷酸化几乎调节着生命活动的整个过程。蛋白质磷酸化是增加了HPO3基团，可通过增加80u的氨基酸残基质量数来检测，便可识别蛋白质翻译后修饰信息 用质谱确定蛋白质磷酸化位点有如下方法,磷酸酯酶处理和MALDI-TOF-MS-PME相结合找出肽段中哪一个肽段被磷酸化了 三级四级杆串联质谱的前体离子扫描技术进行检测 傅里叶变换离子回旋质谱的电子捕获解离技术鉴定肽片段的磷酸化位点,www.iloveppt.org,33,4.蛋白质的相互作用 首先通过生化的方法纯化蛋白质复合体，然后用质谱分析其组分 用质谱技术研究此类问题主要有两种策略，一是分离获得结合蛋白，再用SDS-PAGE分离，并进行胶内酶切与串联质谱分析；或将混合蛋白质直接酶解，用多位色谱串联质谱进行鉴定,www.iloveppt.org,34,基于质谱的相互作用研究,抗体免疫亲和沉淀,目标蛋白标记标签,www.iloveppt.org,35
