蛋白质组学复习重点

蛋白质组学复习重点1.名词解释(掌握名词的中英文)1、蛋白质组（proteome)是指一个基因组、一种细胞或组织表达的所有蛋白质。2、蛋白质组学Proteomic蛋白质组学是通过大规模研究蛋白的表达水平变化、翻译后修饰、蛋白质与蛋白质之间的相互作用，以获取蛋白质水平上疾病变化、细胞进程及蛋白质网络相互作用的整体综合信息的科学研究，是生命科学研究的热点领域之一。3、电喷雾电离（ElectrosprayIonization，ESI）电喷雾离子化是在质谱系统离子源毛细管的出口处施加一高电压，所产生的高电场使从毛细管流出的液体雾化成细小的带电液滴，随着溶剂蒸发，液滴表面的电荷强度逐渐增大，最后液滴崩解为大量带一个或多个电荷的离子，致使分析物以单电荷或多电荷离子的形式进入气相。4、噬菌体展示技术(phagedisplaytechnology)一种将外源蛋白或多肽的DNA序列插入到噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，使外源基因随外壳蛋白的表达而表达，同时，外源蛋白随噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面的生物技术。5、双向电泳（two-dimensionalelectrophoresis,2-DE）指的是按照蛋白质的两个性质即“等电点”和“分子量”进行二维电泳分离。过程主要是先进行等电聚焦电泳，按照等电点分离，然后再进行SDS-PAGE，按照分子大小分离，经染色得到的电泳图是个二维分布的蛋白质图。6、等电点（isoelectricpoint）在某一pH的溶液中，氨基酸或蛋白质解离成阳离子和阴离子的趋势或程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的pH称为该氨基酸或蛋白质的等电点。7、质谱分析（massspectrometry，MS）MS是在高真空系统中测定样品的分子离子及碎片离子质量，以确定样品相对分子质量及分子结构的方法。8、生物信息学（bioinformatics）生物信息学是综合运用数学、计算机科学和生物学的各种工具，来阐明和理解大量数据所包含的生物学意义的新兴交叉学科，包含了生物信息的获取、处理、存储、发布、分析和解释等在内的所有方面。9、酵母双杂交（Yeasttwohybrid）酵母双杂交系统是将待研究的两种蛋白质的基因分别克隆到酵母表达质粒的转录激活因子（如GAL4等）的DNA结合结构域基因和转录激活因子（如GAL4等）激活结构域基因，构建成融合表达载体，从表达产物分析两种蛋白质相互作用的系统。10、肽指纹图谱（Peptidemassfingerprinting）理论上每个蛋白消化后有不同的肽段，这些肽段的质量（分子量）就是这个蛋白的肽指纹图谱。用质谱可以检测出其中所有肽段的质量，然后将这些质量与数据库中所有蛋白指纹进行匹配，就可确定一种未知蛋白。11、表面等离子共振（surfaceplasmonresonance，SPR）表面等离子共振（SPR）是一种物理现象，当入射光以临界角入射到两种不同折射率的介质界面（比如玻璃表面的金或银镀层）时，可引起金属自由电子的共振，由于电子吸收了光能量，从而使反射光在一定角度内大大减弱。其中，使反射光在一定角度内完全消失的入射角称为SPR角。SPR随表面折射率的变化而变化，而折射率的变化又和结合在金属表面的生物分子质量成正比。因此可以通过获取生物反应过程中SPR角的动态变化，得到生物分子之间相互作用的特异性信号。2.简答题1、pleasedescribetheprinciplesofsomekindsofproteinpost-translationalmodification?蛋白翻译后修饰磷酸化(phosphorylation)：指由蛋白质激酶催化的把ATP或GTPγ位的磷酸基转移到底物蛋白质氨基酸残基上的过程，是生物体内一种普遍的调节方式。糖基化(glycosylation)：指在酶的控制下，蛋白质附加上糖类的过程，发生于内质网。在糖基转移酶作用下将糖转移至蛋白质，和蛋白质上的氨基酸残基形成糖苷键。甲基化(methylation)：一般都是指精氨酸或赖氨酸在蛋白质序列中的甲基化。典型的甲基化发生在染色质组蛋白上。乙酰化(acetylation)：指在乙酰基转移酶的作用下，在蛋白质赖氨酸残基上添加乙酰基的过程，是细胞控制基因表达，蛋白质活性或生理过程的一种机制。泛素化(ubiquitination)：泛素（一类低分子量的蛋白质）分子在一系列特殊的酶作用下，将细胞内的蛋白质分类，从中选出靶蛋白分子，并对靶蛋白进行特异性修饰（主要是降解）的过程。2、PleasedescribetheconceptofITRAQ.Isobarictagforrelativeandabsolutequantitation.相对和绝对定量的同位素标记是定量蛋白质组学常用的高通量筛选技术，利用多种同位素试剂标记蛋白多肽N末端或赖氨酸侧链基团，经高精度质谱仪串联分析，可同时比较多达8种样品之间的蛋白表达量。3、双向电泳基本流程蛋白质样品的制备：来源于固体组织或培养的细胞，进行细胞裂解及蛋白质变性。第一向：蛋白质样品上样，进行等电聚焦分离，第二向：制备凝胶；垂直板SDS-PAGE电泳考马斯蓝染色或者银染染色、扫描、挖点4、液相芯片系统与ELISA方法相比较的优点?灵活性好，可适用于各种蛋白质分析，可以接受实验室已有的实验方案，使用者可以自行设计分析方案，也可使用成套试剂盒。通量大，可对同一样本中的多种不同目的分子同时进行分析；在35-60分钟内可对96个不同样本进行检测液相环境更有利于保持蛋白质的天然构象，也更有利于探针和被检测物的反应灵敏度高，信噪比好，只需要微量的样品即可进行检测操作简便，耗时短，成本低5、噬菌体展示实验的设计流程将多肽或蛋白质的编码基因或目的基因片段克隆入噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，在阅读框正确且不影响其他外壳蛋白正常功能的情况下，使外源多肽或蛋白与外壳蛋白融合表达，融合蛋白随子代噬菌体的重新组装而展示在噬菌体表面。肽库与固相上的靶蛋白分子一起孵育，洗去未结合的游离噬菌体洗脱下与靶分子结合吸附的噬菌体，洗脱的噬菌体感染宿主细胞后经繁殖扩增，进行下一轮洗脱，经过3轮～5轮的“吸附-洗脱-扩增”后，与靶分子特异结合的噬菌体得到高度富集。6、酵母双杂交的基本原理及应用?原理：利用杂交基因激活报道基因的表达，从而探测蛋白-蛋白的相互作用；应用：用于发现新的蛋白质和蛋白质新功能在细胞体内研究抗原和抗体的相互作用利用酵母双杂交筛选药物的作用位点以及药物对蛋白质之间相互作用的影响利用酵母双杂交建立基因组蛋白连锁图7、简述蛋白质组学的基本概念及其研究内容?蛋白质组是指一个基因组、一种细胞或组织表达的所有蛋白质，而蛋白质组学是通过大规模研究蛋白的表达水平变化、翻译后修饰、蛋白质与蛋白质之间的相互作用，以获取蛋白质水平上疾病变化、细胞进程及蛋白质网络相互作用的整体综合信息的科学研究，是生命科学研究的热点领域之一。8、简述蛋白质组信息学的主要研究内容?蛋白质序列与结构信息学：利用蛋白质组信息学数据库，将获得的蛋白序列通过序列比对，可以获得相应的结构信息，进而推测其功能或者鉴定其是否为蛋白质家族的新成员。蛋白质相互作用信息学：蛋白质相互作用网络的研究、蛋白质相互作用方法学的研究、蛋白质相互作用模拟的研究等。功能蛋白质组信息学：根据功能不同可以对蛋白质进行分类，序列同源性高的蛋白质之间可能具有相似的功能，有些蛋白之间的序列信息相关较大，但从结构域水平上它们又具有同源性，也可能具有相似的功能。蛋白质组遗传信息学：通过对蛋白质组学的研究，揭示同一类蛋白质组的遗传信息特征及其与蛋白质组表达的关系9、简述蛋白质芯片技术的原理及分类?原理：对固相载体进行特殊的化学处理，将已知的蛋白分子产物固定其上，捕获能与之特异性结合的待测蛋白，经洗涤、纯化，再进行确认和生化分析即可明确未知蛋白组分、序列，蛋白质生物学功能、与其他分子的相互调控关系等信息。主要有三类：蛋白质微阵列、微孔板蛋白质芯片、三维凝胶块芯片10、免疫共沉淀技术的原理及实验流程?当细胞在非变性条件下被裂解时，完整细胞内存在的许多蛋白质－蛋白质间的相互作用被保留了下来，利用抗原、抗体的特异性结合的原理，用预先固化在琼脂糖珠上的蛋白质A的抗体免疫沉淀A蛋白，那么与A蛋白在体内结合的蛋白质B也能一起沉淀下来。再通过蛋白变性分离，对B蛋白进行检测，进而则可证明两者间的相互作用。步骤以适量细胞裂解缓冲液（含蛋白酶抑制剂）裂解细胞，离心后取上清；免疫共沉淀：留取少量上清留待WB，将相应抗体和proteinA琼脂糖珠加入剩余裂解缓冲液中孵育过夜；通过离心分离琼脂糖珠上的蛋白，通过WB或者质谱进行分析。11、质谱由哪些部件组成及每个部件的功能?高真空系统：避免离子遇到空气后淬灭离子源：使样品质量分析器：利用电磁场的作用将来自离子源的离子束中不同质荷比的离子按空间位置、时间先后或运动轨道稳定与否等形式进行分离离子检测器：检测离子数据系统：分析样品12、质谱分析的概念和原理?MS是在高真空系统中测定样品的分子离子及碎片离子质量，以确定样品相对分子质量及分子结构的方法。原理：被分析的样品首先被离子化，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。13、举出5种蛋白质组学的常用研究技术或方法?研究技术：蛋白质分离、蛋白质鉴定、蛋白质相互作用分析和生物信息学分析。方法：酵母双杂交系统、抗体芯片、LCM技术、SPR技术、色谱分离技术、双相电泳技术、质谱等等.3.论述题结合本课程中所学的知识和自己的专业，试述蛋白质组学在人类疾病研究中或者在中的应用。基础研究：蛋白质功能鉴定、信号转导、细胞分化、蛋白质折叠等；技术发展：差异蛋白质组学，蛋白质重叠群等；应用研究：肿瘤标志物筛选与验证，感染性疾病病原学标志物检测，新药开发等。1.蛋白质组学是寻找疾病分子标记和药物靶标最有效的方法之一。蛋白质组学研究不仅可能提供治疗的靶点，也可能提高药物发现的下游过程的效率，如结构蛋白质组提供的蛋白质的三维结构将促进药物的设计和发现过程。2.在对恶性肿瘤、早老性痴呆等人类重大疾病的临床诊断和治疗方面，蛋白质组学研究可以从蛋白质水平上研究恶性肿瘤的发病机制，从而使攻克这一难关成为可能，目前已应用于肝癌、膀胱癌、前列腺癌等研究。3.在感染性疾病研究中，通过对感染性疾病病原的整体研究，同时结合血清学分析，鉴定出与疾病相关的新标志物，可用作疾病的筛查、诊断或疗效评价指标。4.蛋白质组学还广泛应用于生命起源、生物的进化历程以及开发新的蛋白质药物等领域的研究。4.实验设计题1、利用蛋白质相互作用技术来证明两个蛋白的相互作用(列举至少3种)?(建议说一下原理)荧光共振能量转移（FRET）：构建两个带荧光的融合蛋白，当两个荧光发色基团在足够靠近时，若供体分子吸收一定频率的光子后被激发到更高的电子能态，当该电子回到基态时，可通过偶极子相互作用，实现能量向邻近的受体分子转移，即可检测出相互作用；免疫共沉淀法表面等离子共振技术（surfaceplasmonresonance，SPR）酵母双杂交系统蛋白质微芯片技术蛋白质亲和层析2、利用差异蛋白质组学技术策略设计筛选实验以用差异蛋白质组学技术筛选肿瘤标记物为例临床收集正常脑组织与肿瘤组织，提取蛋白双向电泳、染色、扫描，选取有至少1.5倍量变的蛋白斑点作为鉴定的差异候选蛋白质谱及生物信息学分析，将肽指纹与数据库比对，获得差异蛋白信息3、利用FRET的实验原理设计实验FRET的原理是当一个荧光分子(又称为供体分子)的荧光光谱与另一个荧光分子(又称为受体分子)的激发光谱相重叠时，用供体荧光分子的激发来诱发受体分子发出荧光，同时供体荧光分子自身的荧光强度衰减。通过FRET的程度可估算两个分子之间的距离；选择两个荧光分子a与b，使a的荧光光谱与b的激发光谱相重合；将a、b与两待检测的蛋白A、B构建成融合蛋白，于同一个体系内孵育；通过检测b荧光光谱波长的荧光，可推断两蛋白之间的距离，从而确定两个蛋白间