基因組學(xué)中的蛋白質(zhì)組學(xué)

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1、基因組學(xué)中的蛋白質(zhì)組學(xué)如果你雇傭的建筑師設(shè)計你的家并給你看了一幅藍(lán)圖，這幅藍(lán)圖僅由“windowwabeborogovestaircasedoorjub-jub…”組成。你可能會開始懷疑什么時候可以看到你的房子。一些人對最近完成的人類基因順序有類似的保留，即人類基因順序?qū)歉倪M(jìn)生物學(xué)和藥學(xué)的基因藍(lán)圖的先驅(qū)。解釋一個一米107長的核酸是怎樣成為一個酵母細(xì)胞的？更別說3*109長的核酸成為老虎伍茲或是布蘭妮.斯皮爾斯---直到基因來解釋這一步包括明白了編碼的蛋白質(zhì)和對生命有什么作用，但是要弄清楚所有的這些蛋白質(zhì)如何合作來實現(xiàn)細(xì)胞發(fā)展過程是

2、一個當(dāng)前需要解決的事。在完成序列的奇境中，有很多基因組學(xué)解釋不了的，因此未來屬于蛋白質(zhì)組學(xué)。分析蛋白質(zhì)的完全補體，蛋白質(zhì)組學(xué)不僅包括蛋白質(zhì)的定性定量，還包括了定位的決定因子，修飾，相互作用，活性，最后是它的功能。最初只包含二維空間用電泳來定性和分離蛋白質(zhì)，如今涉及到了大量蛋白質(zhì)的特性過程，在這一領(lǐng)域爆炸性地增長推動著它的多樣性：基因組學(xué)和與它相關(guān)的更多新的蛋白質(zhì)，強大的蛋白質(zhì)技術(shù)，如最新發(fā)展的質(zhì)譜測定法，完全混合技術(shù)和從DNA排列中擺脫，和新的計算工具，方法來反應(yīng)，分析，解釋靈菌毒素的大量數(shù)據(jù)?？紤]從基因組序列轉(zhuǎn)變到蛋白質(zhì)組伴隨而來的復(fù)

3、雜的鑒別任務(wù)，蛋白質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比核酸復(fù)雜，不像DNA的修飾，蛋白質(zhì)可以磷酸化，糖基化，乙?；?，泛素化，法尼基化，硫酸鹽化，連接到GPI轉(zhuǎn)折點，并且還有很多其他的修飾方法。一個基因可以編碼多種不同的蛋白質(zhì)，他們可以通過產(chǎn)生交替拼剪的mRNA副本，它通過不同的翻譯起始端或終止端，或者通過在不同的mRNA密碼子的遺傳密碼來翻譯，這樣使蛋白質(zhì)組比基因更復(fù)雜。所以它可能是蛋白質(zhì)學(xué)家的機會，即人類的基因大概是酵母的三倍，更重要的是蛋白質(zhì)可以適應(yīng)改變的條件通過改變在細(xì)胞中的位置，分解成碎片或是調(diào)整穩(wěn)定性如改變它們連接的化學(xué)鍵（如其他蛋白質(zhì)，核酸，脂類，小分

4、子或者是其他配體）蛋白質(zhì)水平通常不能反映mRNA的水平甚至一個散開的結(jié)構(gòu)也不能確定蛋白質(zhì)的存在。最后一個蛋白質(zhì)可能被包括更多的反應(yīng)過程，反過來，不同的蛋白質(zhì)可以表現(xiàn)相同的功能。我們在哪里？蛋白質(zhì)前提是看似沒什么用的上千的蛋白質(zhì)其實有著特別的特征---這些在新陳代謝和信號傳遞的途徑中，在復(fù)制中，轉(zhuǎn)錄和翻譯中，在分泌器和細(xì)胞骨架網(wǎng)絡(luò)中，和在其他復(fù)雜的細(xì)胞中，這些功能假定通過特殊細(xì)胞代謝過程努力了解到的，，在過去20年伴隨著三個主要能量代謝過程。首先，用遺傳學(xué)，細(xì)胞學(xué)，生物化學(xué)，生物結(jié)構(gòu)學(xué)結(jié)合到一起通過不同方向來解決同一個問題。第二，特殊的基

5、本細(xì)胞結(jié)構(gòu)保存可以獲得洞悉即從了解到的一個生物體可以馬上應(yīng)用到其他的生物體。對海象和對木工就是這樣的。第三，科技的發(fā)展---現(xiàn)在的分子生物工具如DNA順序，DNA重組，聚合酶反應(yīng)可應(yīng)用到新的實驗方法。隨著蛋白質(zhì)組學(xué)的出現(xiàn)，修飾的蛋白質(zhì)現(xiàn)在已經(jīng)參加到所有牽連的過程中。這個額外的信息，然而不是起源于連續(xù)的小刻度分析的生物活性，而是來自更大的更系統(tǒng)的研究，蛋白質(zhì)組學(xué)，就像它的先驅(qū)基因組學(xué)一樣，代表著一種新的研究方向即不依靠特殊的細(xì)胞行為的模型實驗來證明。這種科學(xué)明顯無法取代，而是會加速應(yīng)用并聯(lián)合傳統(tǒng)生物研究方法。一般原則是蛋白質(zhì)選擇在細(xì)胞中聯(lián)

6、合其他一起工作并表達(dá)。因此，定義的新蛋白質(zhì)在完整細(xì)胞溶解中分離得到的經(jīng)常會提供它的功能線索。最近的質(zhì)譜法大大的促進(jìn)可快速允許鑒定蛋白質(zhì)通過在兩塊凝膠中或是電泳中分離，分光色譜可測量大量的縮氨酸（典型的如經(jīng)過胰島素消化的蛋白質(zhì)），在基因組數(shù)據(jù)中經(jīng)過氫硅酸消化的順序得到的預(yù)計的多肽。盡管清楚鑒定一種蛋白質(zhì)不能總是通過鑒定大量的多肽，在串聯(lián)的分光儀中，多肽在分光儀中成片段的運動并且能瞬間鑒定更多的多肽順序。一個簡單的多肽順序一般可以決定一個蛋白質(zhì)，先進(jìn)的自動化，提高了它的敏感度，高生產(chǎn)力和先進(jìn)的生物分餾技術(shù)。大部分的可利用數(shù)據(jù)的結(jié)合擴大了分光

7、儀應(yīng)用到更多的工作中。例如，復(fù)雜的兆道爾頓蛋白質(zhì)可以純化，在它們的成分中加入標(biāo)記成分，這些成分可以在凝膠電泳被識別，這種分析可以應(yīng)用到其他復(fù)雜的物質(zhì)中，人類的剪接體，酵母細(xì)胞復(fù)雜的核小體和豌豆中的葉綠體在凝膠分路分離，直接分析復(fù)雜的蛋白質(zhì)并鑒定混合的不均勻的蛋白質(zhì)部件，經(jīng)常使用一維或者二維空間在色譜分析之前進(jìn)行層析處理，這個辦法可以應(yīng)用到整個酵母細(xì)胞水解出來的189種蛋白質(zhì)和最近發(fā)現(xiàn)的1484種蛋白質(zhì)，包括蛋白質(zhì)的整體面積和那些在細(xì)胞中含量較少的。補體在分光儀中，酵母的雜交系統(tǒng)應(yīng)用到尋找蛋白質(zhì)伴侶（和一個蛋白質(zhì)相連的）已經(jīng)豐富了基因?qū)W，

8、實驗已經(jīng)進(jìn)行了去皮處理。例如，15個蛋白質(zhì)連接酵母mRNA剪接體，29種蛋白質(zhì)被包括在隱桿線蟲的生長中，噬菌體的55種蛋白質(zhì)，260種病毒免疫蛋白和5345啤酒酵母蛋白，對于酵母，超過假定的相互作用的270