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第5章蛋白质相互作用网络解析
《分子生物网络分析》(Molecular Biology Network Analysis)
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5.1.1蛋白质
综上所述,蛋白质参与了生命的几乎所有 过程,例如遗传、发育、繁殖、物质和能 量的代谢、应激等。
揭示生物体内成千上万种蛋白质的具体功 能及其实施功能的机制,是在21世纪后基 因组时代蛋白质研究的核心内容,也是当 前生物科学极富挑战性的研究领域之一。
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5. 2蛋白质相互作用网络的研究进展
c:蛋白质复合体的形态可转化为其他不同 形态,由此可以构造一种蛋白质复合体形 态演化网络。
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5. 2蛋白质相互作用网络的研究进展
d:生物体内的信号转导 路径、代谢路径和有关的 细胞过程是构建PPIN的骨 干。要了解细胞,研究和 建立上述路径模型也是至 关重要的。在许多信号转 导和代谢路径中都有蛋白 质相互作用。
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5.1.3蛋白质组学的研究进展
蛋白质组学(Proteomics)主要是大规模 地研究蛋白质的结构和功能。
定义:在一定时间内一个细胞或一类细胞 中存在的所有蛋白质被称为蛋白质组 (proteome),意指proteins expressed by a genome,即一个细胞或一个组织的 “基因组所表达的全部蛋白质”。
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5. 2蛋白质相互作用网络的研究进展
c:研究PPIN中蛋白质复合 体是至关重要的。一些蛋白 质可与其他多个蛋白质结合 组成蛋白质复合体。通常这 些复合体可以组成一个稳定 的单位,在一定时间内不会 发生重大变化。但也有另一 些高度动态变化的复合体可 导致细胞状态和功能的改变。
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除了按照遗传密码所编码的十种标准氨基 酸外,在某些生物体中,遗传密码还包括 其他氨基酸。
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5.1.1蛋白质
蛋白质残基可以在被翻译后修饰而发生化 学变化,并改变其物理、化学及生物学性 能,从而改变蛋白质的功能。
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5. 2蛋白质相互作用网络的研究进展
PPIN在许多生物过程和研究防治疾病中发 挥着非常重要的作用。
PPIN的研究比基因网络更为复杂和困难。 蛋白质相互作用网络近年来明显发展较快。
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多个蛋白质可以组成复合体来实现某一特 定功能。
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5.1.1蛋白质
蛋白质的功能很多,例如以下几种最基本 的生理功能:
1.组成和修复生物体 2.调节生物体的生理机能 3.运输载体 4.供给能量
1997年,主编蛋白质组学的第一本专著 《蛋白质组研究:功能基因组学的新前 沿》。
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5.1.3蛋白质组学的研究进展
1999年,他创建了澳大利亚最大的蛋白质 组系统公司Proteome Systems。开展了 与蛋白质组学有关的多种科学研究,涉及 心脏衰竭、肾细胞癌、肺结核等。
蛋白质还可以充满营养物质储备,例如植物 种子中的大量蛋白质,就是在萌发时用的储 备。
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5.1.1蛋白质
4.供给能量 由于蛋白质中含碳、氢、氧元素,当机体
需要时,可以被代谢系统分解,释放出能 量。
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5. 2蛋白质相互作用网络的研究进展
a:为全面了解某一生物功能的机理,研究 并确定PPIN中两个节点之间相互作用的边 是需要解决的第一个重要问题,这被称为 小规模实验。
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5.1.3蛋白质组学的研究进展
蛋白质组学是应用各种技术研究蛋白质组 的一门新兴科学。
其目的是从整体的角度分析细胞内动态变 化的蛋白质组分、表达水平与修饰状态, 了解蛋白质之间的相互作用与联系,揭示 蛋白质功能与细胞生命活动规律。
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5.1概述
5.1.1蛋白质 5.1.2蛋白质的研究进展 5.1.3蛋白质组学的研究进展
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பைடு நூலகம்
5.1.1蛋白质
蛋白质(protein)是一种复杂的有机化合 物,也称“多肽”,它由氨基酸分子排列 的线性链所构成,其氨基酸序列是由对应 的基因序列(遗传密码)所确定。
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5. 2蛋白质相互作用网络的研究进展
蛋白质之间的相互作用是非常重要的生物 学功能。
生命的基本过程是不同功能蛋白质在 时空上有序和协同的作用;
信号转导是利用蛋白质相互作用将信 号从细胞外部转导到细胞内部;
代谢是利用蛋白质复合体或多蛋白质 网络协同作用来实现。
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5.1.2蛋白质的研究进展
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5.1.2蛋白质的研究进展
1958年,奥地利分子生物学家Max Ferdinand Perutz和英国生物化学及射线 晶体学家John Cowdery Kendrew首次利 用X射线晶体学方法,完成了原子分辨率的 血红蛋白和肌红蛋白质的三维结构。
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5.1.1蛋白质
3.运输载体
蛋白质是生物体内很多重要的代谢物和营养 素的载体。
氧、脂类、维生素、矿物质与微量元素都需 要利用各种蛋白质运输到生物体需要的地方。
例如,血红蛋白质可以输送氧;脂蛋白可以 输送脂肪。
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5.1.1蛋白质
1.组成和修复生物体 蛋白质是生物体细胞的基本构成物质。 人体的肌肉、内脏、皮肤、大脑、毛 发、血液及骨骼等的主要成分都是蛋 白质。 蛋白质还可以帮助伤口血液凝固并促 进其愈合。
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5.1.2蛋白质的研究进展
1955年,英国生物化学家Frederick Sanger首次正确地测定了一种蛋白质-----胰岛素的氨基酸序列。
主要结论是蛋白质胰岛素有确定的氨基酸 序列,认为每一种蛋白质均有一个独特的 氨基酸序列,即有一个确定的化学成分。
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5.1.1蛋白质
2.调节生物体的生理机能 抵御外来细菌和病毒的抗体及免疫类物质, 当蛋白质充足时,一旦需要这些抗体和免疫 物质在数小时内就可以增加数百倍。 参与细胞的信号转导,调控细胞的发育和凋 亡,及至生物体的命运。 形成生物体的渗透压,引发生物体的各种活 动,例如肌肉的做功等。
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5.1.3蛋白质组学的研究进展
1994年,澳大利亚科学家Marc R.Wilkins 首次提出了“蛋白质组”的概念,当时他 还是博士生。
1995年,担任澳大利亚政府建立的世界上 第一个蛋白质组研究中心的博士后研究员。
5. 2蛋白质相互作用网络的研究进展
蛋白质的相互作用(PPI, Protein-protein interaction)是指蛋白质分子之间的相关性, 并从生物化学、信号转导和遗传网络的角 度研究这种相关性。
将此内容看作是一个“蛋白质相互作用网 络”(PPIN)的尝试性定义。
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2003年,他获得了IBM公司颁发的亚太地 区公司的“年度最佳新人奖”。
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5.1.3蛋白质组学的研究进展
蛋白质组学研究进展 1995年,澳大利亚建立世界上第一个蛋白质组研究 中心。 1997年,第一次国际蛋白质组学会议。 1998年,美国、旧金山,第二次国际蛋白质组学会 议。 1998年,中国科学院举办两次全国性的蛋白质组学 会议。 2003年,召开首届中国蛋白质组学学术大会。 《分子2生0物0网4络年分析,》(召Mol开ecu第lar 二Biol届ogy中Net国wor蛋k A白naly质sis)组学学术大会。Page 23