蛋白质组学---引领后基因组时代 Proteomics ---leading the post genome era
目录蛋白质组概念的提出
蛋白质组学的主要研究进展 蛋白质组学的研究技术
蛋白质组学的应用
发展趋势
从基因组学到蛋白质组学 ---人类迈入后基因组时代 20世纪生命科学的辉煌成就 20世纪上半叶，以遗传学为代表，以DNA 双螺旋结构的提出而告捷； 20世纪下半叶，以分子生物学为代表，以 “中心法则”的问世，DNA重组技术诞生而 集大成； 20世纪90年代，“人类基因组计划 ( human genome project, HGP)”的提出。
基因组计划的局限： 40~60%的基因编码的蛋白质的功能是未 知的。 常规功能基因组研究方法的局限性： 常规大规模基因表达检测技术，无法精 确反映蛋白质的质与量，组织中mRNA的丰 度与蛋白质的丰度并不完全一样。因为基因 到蛋白质存在三个层次的调控；蛋白质复杂 的后修饰无法从mRNA水平来判断。
1 蛋白质组概念的提出 蛋白质组( proteome ) 一词是澳大利亚Macquarie 大学Wilkins 和Williams 在1994 年首次提出，最早 见于文献是在1995 年7月《Electrophoresis》杂志 上，是指由一个基因组，或一个细胞、组织表达 的所有蛋白质。 蛋白质组学( Proteomics )是研究在特定时间或 环境下某个细胞或某种组织基因组表达的全部蛋 白质。
Wilkins
蛋白质组与基因组的关系基因组基因组是确定的，组成某个体的所有细胞共同 享有固定的基因组。
蛋白质组蛋白质组是一个空间和时间上动态变化着的整体。 各个基因的表达调控及表达程度会根据时间，空间和 环境条件发生显著的变化，所以，不同器官，组织或 细胞内拥有不同的蛋白质组。
蛋白质组学研究势在必行！基因是遗传信息的源头， 蛋白质是基因功能的执行者。
传统的蛋白质研究只是针对生命 活动中某一种或几种蛋白质，难以系 统透彻地分析生命活动的基本机制。大规模，全方位的蛋白质组研究势在必行！
2 蛋白质组学的主要研究进展 2.1 国际蛋白质组学的研究进展 1996年，澳大利亚建立了世界上第一个蛋白质组 研究中心：Australia Proteome Analysis Facility ( APAF )。 美国国立癌症研究所(NCI)投资1000万美元建 立肺、直肠、乳腺、卵巢肿瘤的蛋白质组数据库。 独立完成人类基因组测序的 Celera公司投资上亿 美元独自启动了全面鉴定和分类汇总人类组织、 细胞和体液中的蛋白质及其异构体，构建新一代 的蛋白质表达数据的工作。
2001年4月，在美国成立了国际人类蛋白质 组研究组织(Human Proteome Organization, HUPO),随后欧洲、亚太地区都成立了区 域性蛋白质组研究组织，试图通过合作
的 方式，融合各方面的力量，完成人类蛋白 质组计划(Human Proteome Project, HPP )。
国际蛋白质组学会议* 1997年 法国 第一届； * 1998年 美国旧金山 第二届； * 2004年10月 中国北京 第三届；
* 2009年9月 加拿大多伦多 第八届 * 首届国际蛋白质组学高峰论坛成就奖
贺福初院士
2.2 我国蛋白质组学的研究进展 我国也于1998年启动了蛋白质组学研究， 2003成立了中国人类蛋白质组组织 (CHHUPO)。 科技部已将疾病蛋白质组研究列入我国 “973”计划项目和“863”计划项目；国家自 然科学基金委员会也将“蛋白质组研究” 列为重点项目。 我国在鼻咽癌、白血病、肝癌和肺癌蛋白 质组研究方面取得了较大的进展。
中国蛋白质组学学术大会
2003年8月 2004年8月 2005年7月 2006年8月 2007年8月 2009年7月
长沙 大连 长春 西安 广州 泰州
第一届学术大会； 第二届学术大会； 第三届学术大会； 第四届学术大会； 第五届学术大会； 第六届学术大会。
挥向肝病的科技利剑 ----人类肝脏蛋白质组计划 据世界卫生组织统计，全球有3.5亿乙肝病毒携带 者，其中中国占50%。全世界每年新增100万肝癌 患者，一半发生在中国。肝炎已经成为中国第一 大疾病，肝癌成为中国恶性肿瘤的一大杀手。 2002 年，北京蛋白质组研究中心主任贺福初院士 领衔的中国科学家团队率先提出了“人类肝脏蛋 白质组计划(HLPP)”,并得到了国际同行的广 泛响应。 2004 年底正式启动的“中国人类肝脏蛋 白质组计划”,得到了 “863”计划、 “973”项目、 重大国际合作项目等的联合资助，资金超过 8000 万元。
贺福初院士
贺福初，中国科学院院士， 第三世界科学院院士。 现任北京蛋白质组研究中心 主任，军事医学科学院院长。兼 任“人类肝脏蛋白质组计划“共 同执行主席，国际人类蛋白质组 组织理事，亚太人类蛋白质组组 织副理事长，<Proteomics>, <Proteomics-Clinical Application> 资深编辑，<Journal蛋白质组学 与Bioinformatics>执行编辑， <Molecular与细胞Proteomics>, <Journal蛋白质组Research>编委， 中国人类蛋白质组组织主席，中 国遗传学会副理事长，中国生物 物理学会副理事长。
在这次国际重大科研合作中，我国作为发 展中国家，将承担其中 30% 的工作量。而 此前，中国曾参与过由美国领导的“人类 基因组计划”,仅承担过其中 1%的工作任 务，是中国科学家首次领衔的重大国际科 技合作计划 。 领导“人类肝脏蛋白质组计划(HLPP)” 的中国科学家宣布，他们有望用一种与电 脑连接的生物芯片，通过验血的方式，准 确地找出各类肝炎及肝癌的致病原因，既 减轻了病
人的诊断痛苦，又能做到对症下 药。
人类肝脏蛋白质组计划取得阶段性新进展 几年来围绕人类肝脏蛋白质组的表达 谱、修饰谱及其相互作用的连锁图等九大 科研任务， 测定出 6788 个高可信度的中国成人肝脏蛋 白质，系统构建了国际上第一张人类器官 蛋白质组“蓝图”; 发现了包含 1000 余个“蛋白质 - 蛋白质”相 互作用的网络图； 建立了2000余株蛋白质抗体。
3 蛋白质组学的研究技术样品的制备 蛋白质分离技术
蛋白质鉴定技术 生物信息学分析
3.1 样品的制备制备原则： 应使所有待分析的蛋白样品全部处于溶解状态 (包括多数疏水性蛋白); 防止样品在聚焦时发生蛋白的聚集和沉淀； 防止在样品制备过程中发生样品的抽提后化学 修饰(如酶性或化学性降解等); 完全去除样品中的核酸和某些干扰蛋白； 尽量去除起干扰作用的高丰度或无关蛋白，从 而保证待研究蛋白的可检测性。
3.1.1 去除高丰度蛋白
去除高丰度蛋白质后可以加大蛋白样品的上 样量，使一些低丰度的蛋白质含量达到检测 的灵敏度范围。 以血清蛋白质组学为例，血清类样品中的白 蛋白和其他10种高丰度蛋白质的含量占其总 蛋白量的90%,像细胞因子一类的低丰度蛋 白质含量仅为1-5pg/mL,所以去除血浆中高 丰度蛋白质是研究其中的低丰度蛋白质的必 要步骤。