基因组学和蛋白质组学对新药研发的影响

通过校园网进入数据库例如维普期刊数据库、CNKI、超星电子图书等。完成A、任选一题，检索相关资料，截取检索过程图片，做成一个ppt文件（50分）。B、写综述形式的学术论文(学术论文格式，字数不限，正文字体小四)，做成word文件（50分）。要求：按照自己的思路组织成文件，严禁抄袭。写明班级学号，打印纸质版交给老师。1、对检索课题“磷酸对草莓生长和开花的影响”检索中文信息。提示：磷酸的化学物质名称是“Phosphonicacid”普通商业名称是“ethephon”，2、基因组学和蛋白质组学对新药研发的影响3、红霉素衍生物的设计、合成与抗菌活性研究4、HPLC法测定复方谷氨酰胺肠溶胶囊中L-谷氨酰胺的释放度姓名：朱艳红班级：11生科师范学号：11223074学科教师：张来军2基因组学和蛋白质组学对新药研发的影响琼州学院生物科学与技术学院11生科师范2班朱艳红11223074摘要20世纪末伴随着人类基因组计划的实施，相继产生了基因组学和蛋白质组学，基因组学和蛋白质组学的迅速发展，对药学科学产生着深远的影响。文章在简介蛋白质组学基本概念、核心技术的基础上，综述了基因组学和蛋白质组学对新药研发带来的影响。关键词：基因组学；蛋白质组学；药物研发TheimpactofgenomicsandproteomicsontheresearchanddevelopmentofinnovativedrugabstractWiththeimplementationofthe20thcentury,Genomicsandproteomicshademergedoneaftertheother.DrivenbySoaringdevelopmentoftheomits，pharmaceuticalindustrypresentsanewvision，allhumanlifefacesapromisingfuture.OnthebasisofproteomicsIntroductiontobasicconcepts,coretechnology,reviewedthegenomicsandproteomicsresearchontheimpactofnewdrugs.Keywords:Genomics;proteomics;drugdevelopment3目录1引言...............................................................................................................................................42基因组学与蛋白质组学基本概念................................................................................................42.1基因组学.............................................................................................................................42.2蛋白质组学.........................................................................................................................42.3蛋白质组学与基因组学的关系.........................................................................................53基因组学、蛋白质组学对新药研发的影响................................................................................53.1药物靶标的发现与识别.....................................................................................................53.2药物靶标的确认.................................................................................................................63.3筛选和优化先导化合物.....................................................................................................63.3.1化学基因组学..........................................................................................................63.3.2结构基因组学..........................................................................................................63.4药物毒性基于作用机制的评估.........................................................................................74优势与存在问题............................................................................................................................75展望...............................................................................................................................................8参考文献..........................................................................................................................................841引言伴随着人类基因组计划的实施，基因组学和蛋白质组学于20世纪末相继产生。蛋白质组学是后基因组时代的最重要研究课题，能够深化对生命现象本质的了解。基因组学、蛋白质组学研究的迅速发展，对人类各方面都产生了深远影响，特别是给药学科学以极大的支持。国内外各个研究机构和制药公司都认识到基因组学和蛋白质组学对新药研发的重要意义，纷纷斥巨资开展相关研究。基因组学、蛋白质组学正逐步成为发现新的药物治疗靶标、鉴定先导物、论证药效、研究代谢规律及毒副作用的有效方法。这些研究方法将极大地提高药物发现和药物研发的速度和效率，降低新药研发的成本。虽然通过国际交流合作，我国已经建立一流的组学研究平台，但是与国外相比，组学衍生药物的产业化成果并不显著，组学研究在我国仍未完全突破学术壁垒。如何借鉴国外成功模式，抓住技术更新的关键时期，加快我国组学衍生药物的产业化进程是当今面临的一个重要问题。2基因组学与蛋白质组学基本概念2.1基因组学基因组（genome）是在1924年提出，用于描述生物全部基因和染色体组成的概念。基因组学（genomics）在1986年由美国科学家ThomasRoderick提出，是指对所有基因进行基因组作图（包括遗传图谱、物理图谱和转录本图谱）、核苷酸序列分析、基因定位和基因功能分析，并且探索研究特定基因的生物学功能，揭示整套基因及其产物在疾病和健康状态下的作用方式的一门科学[1]。基因组学含结构基因组学（structuralgenomics）、和功能基因组学（functionalgenomics）[2]。前者研究基因的序列、结构和定位，后者研究基因的功能。人类基因组计划（humangenomeproject，HGP）于1990年10月1日正式实施[10]。结构基因组学是基因组学最重要的组成部分，结构基因组测序代表基因组学研究的早期阶段，以建立生物体高分辨率遗传、物理和转录图谱为主，被誉为生命科学“阿波罗登月计划”的人类基因组计划（HGP）就属于这一研究范畴[4]。经过基因作图、核苷酸序列分析来确定基因的组成和基因的定位。结构基因组学研究技术主要有：用于核酸测序的微量化技术、高通量DNA测序仪法、单核昔酸测序法等[5]。功能基因组学研究常被称为后基因组学（postgenomics）研究，是当今基因组学最活跃的研究领域功能基因组学是在基因组学前期研究成果，主要是在结构基因组学研究所获得的信息和产物的基础上，全面、系统地分析基因的功能，力图在基因组整体水平上对基因的活动规律（如生物学功能、基因表达和基因突变）进行阐述。在不同的领域，出现了具有不同研究方向和研究特点的基因组学科，如环境基因组学、药物基因组学和营养基因组学。功能基因组学的研究技术主要有：基因芯片、全基因组关联分析（GWAS）、基因敲除（Knockdown），差异显示反转录PCR、分子杂交、基因表达序列分析等[5]。2.2蛋白质组学蛋白质组（proteome）一词于1994年由MarcWilkins首次提出。是指一个细胞、一个5器宫或一种组织中表达的全套蛋白质[6]，蛋白质组学（ProteomciS）则是在生命体或细胞的整体水平上研究蛋白质的表达和修饰状态，就是以蛋白质组为研究对象，从整体角度分析细胞内动态变化蛋白质的组成、差异表达修饰状态、定性鉴别、定量检测及相互作用，揭示疾病发生机理和蛋白质功能，并对它们与细胞生命活动规律进行研究的一门后基因组学时代的新兴学科[4]。蛋白质组学核心技术手段有三个，即蛋白质分离技术、蛋白质鉴定技术和利用蛋白质信息学进行蛋白质结构、功能分析及预测[4]。2.3蛋白质组学与基因组学的关系蛋白质组学的诞生实质上依赖于基因组测序计划的成功，蛋白质是基因转录和翻译的产物，因此从广义上说，蛋白质组学是功能基因组学研究的一个方面。蛋白质作为生命活动的最终体现者，蛋白质组学的研究具有无可比拟的优势。实际上，基因组学和蛋白质组学是分子生物学研究的不同层次，两者之间互相补充、互相促进。显然，基因组学和蛋白质组学相互协调发展将为生物学家提供最好的帮助[1,7]。3基因组学、蛋白质组学对新药研发的影响人类药物发现经历了从自然界发现药物，随机筛选发现药物，到以机制为基础和以靶结构为基础的新药发现和开发，这是一个从盲目发现药物到理性设计和筛选的过程，也是对发病机制、药物作用机理无知到逐渐认识的过程。人类基因组计划的完成以及后续功能基因组学、结构基因组学和蛋白质组学研究的开展，深刻地改变了药物研发的策略，形成新药研究的新模式—从基因功能到药物。这是人类药物发现史上一次突破性的革命，基因组学和蛋白质组学不仅大大增加了药物靶标的潜在数量，而且对制药工业开发创新药物的能力也产生了直接的影响[1,13]。3.1药物靶标的发现与识别药物研究是一个不断推陈出新的过程，全球每年推出50种新药，每种新药都是针对某一靶点，即对药物起作用的机体微细部分，谓之药物靶标寻找与人类疾病相关的药物靶点是新药研发的第一个环节[8]。人类基因组计划为揭示人类疾病机理提供了大量的基因信息，如与人类疾病相关的疾病基因及基因编码的相关蛋白信息，这些与疾病密切相关基因和蛋白都可以作为潜在的药物靶点，用于新药开发[3]。药物靶标的研究可在两个层面进行：