隨著分子生物學的飛速發(fā)展,最為世人矚目的人類基因組計劃即將提前完成。人類將向了解生命奧秘這一目標邁進。由于基因是遺傳信息的攜帶者,而生命活動的執(zhí)行者是蛋白質(zhì),即基因的表達產(chǎn)物。因此,即使得到人類的全部基因序列,也只是解決遺傳信息庫的問題。人類揭示生命活動的規(guī)律,必須研究基因的產(chǎn)物即蛋白質(zhì)。相對基因組而言,后者稱為蛋白質(zhì)組。蛋白質(zhì)組學(proteomics)是研究蛋白質(zhì)組的技術(shù)及研究結(jié)果。

(一)蛋白質(zhì)組學技術(shù)的常用方法

蛋白質(zhì)組學研究成功與否,很大程度上取決于技術(shù)方法水平的高低。蛋白質(zhì)研究技術(shù)遠比基因研究技術(shù)復雜和困難。不僅氨基酸殘基的種類遠遠多于核苷酸殘基,而且蛋白質(zhì)有著復雜的翻譯后修飾,如磷酸化和糖基化等,給分離和分析蛋白質(zhì)帶來很多困難。此外,通過表達載體進行蛋白質(zhì)的體外擴增和純化也并非易事,難以制備大量的蛋白質(zhì)。

目前蛋白質(zhì)組研究技術(shù)常用以下手段:①用于蛋白質(zhì)分離技術(shù)的雙向凝膠電泳(2-DE)、雙向“高效”柱層析等;②用于蛋白質(zhì)的鑒定技術(shù),如質(zhì)譜技術(shù)、凝膠圖像分析、蛋白質(zhì)和多肽的N端、C端測序及氨基酸組成分析等;③用于蛋白質(zhì)相互作用及作用方式研究的雙雜交系統(tǒng);④用于分析大量數(shù)據(jù)的生物工程信息學等。

(二)應用

在基礎研究方面,近2年來蛋白質(zhì)組研究技術(shù)已被應用到各種生命科學領域,如細胞生物學、神經(jīng)生物學等。在研究對象上,覆蓋了原核微生物、真核微生物、植物和動物等范圍,涉及各種重要的生物學現(xiàn)象,如信號轉(zhuǎn)導、細胞分化、蛋白質(zhì)折疊等。在未來的發(fā)展中,蛋白質(zhì)組學的研究領域?qū)⒏訌V泛。

在應用研究方面,蛋白質(zhì)組學將成為尋找疾病分子標記和藥物靶標最有效的方法之一。對癌癥、早老性癡呆等人類重大疾病的診斷和治療等蛋白質(zhì)組技術(shù)也有十分誘人的前景,目前國際上許多大型藥物公司正投入大量的人力、物力和財力進行蛋白質(zhì)組學的應用性研究。

(劉 軍 嚴春霞)

思考題

1.光吸收定律的物理意義及影響光譜分析的主要因素有哪些?

2.電泳技術(shù)根據(jù)電泳原理如何進行分類?影響電泳遷移率的因素有哪些?

3.試列舉三種色譜方法,比較其原理及應用范圍有何不同。

4.常用的離心方法有哪幾類,各類離心方法的基本原理是什么?

5.如何提高自動生化分析儀的準確度?

6.自動生化分析儀按其結(jié)構(gòu)原理不同可分為哪幾類?各有何特點?