the proteome）：
－研究全部蛋白质的存在及存在形式的一门学科
生命的复杂性最终体现在蛋白质水平
从基因组预测的ORF
6,702 20,603 14,399 26,996 22,475
~ 22,000
蛋白质是生命现象的功能执行者
蛋白质是生命现象的功能执行者
蛋白质组学研究的问题
蛋白质组学研究基本生物学问题
双向荧光差异凝胶电泳（ 2-D DIGE ）
Pooled internal standard label with Cy2
Cy2
Protein extract 1 label with Cy3
Cy3
Protein extract 2 label with Cy5
Mix labelled extracts 2D separation
前身 中国科学院上海生命科学院生物化学与细胞生物学研究所 蛋白质组研究分析中心对外服务部 实力 曾嵘研究员和蛋白质组研究分析中心的技术支持
全面先进的色谱，质谱，双向凝胶电泳和荧光扫描实验设备
完善的技术人才队伍 宗旨 our experience，your success
proteomics serve your research
outline 蛋白质组与蛋白质组学（proteome and proteomics）
基于凝胶技术的定量蛋白质组研究
蛋白质组学实验设计实例分析
蛋白质组与蛋白质组学
蛋白质组（PROTEOME：PROTEins expressed
－基因组表达的全部蛋白质
by a genOME）：
蛋白质组学（PROTEOMICS：The study of
IPGphor + Ettan Dalttwelve units
Typhoon Scanner
DeCyder Software
Ettan MALDI Pro MS
Ettan Spotter
Ettan Digester
Ettan Picker
双向凝胶电泳介绍
双向电泳是一种分析从细胞、组织或其 他生物样本中提取蛋白质混合物的有力 手段，是大多数蛋白质组研究中分离复 杂蛋白质混合物的首选技术。
Identification of HSP27 as a potential tumor marker for colorectal cancer by the
two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis. Mol Biol Rep 2009 Proteomic analysis of cerebrospinal fluid from patients with idiopathic temporal lobe epilepsy. BrainResearch.2009 Proteomic Analysis of Silk Gland Programmed Cell Death during Metamorphosis of the Silkworm Bombyx mori. Journal of Proteome Research. 2007 Proteomic analysis of the cerebrospinal fluid of patients with lumbar disk
差异表达蛋白质
胶截图
SSP 1210 SSP 1210
正常组织
癌组织
免疫印迹（western）验证
59 KDa non-HCC HCC non-HCC HCC non-HCC HCC non-HCC HCC non-HCC HCC
59 KDa
non-HCC HCC non-HCC HCC non-HCC HCC non-HCC HCC non-HCC HCC
2-DE patterns and 99 differentially expressed proteins (Silver staining)
Li et al. Proteomics.2005, 5, 1125-1139
Cancer
Normal
差别点进行质 谱测试
肝癌组织
正常组织
肝癌组织
正常组织
tumorous tissue
Lysis
Diges t
paired nontumorous tissue
•双向荧光差异凝胶电泳（ 2-D DIGE ）
Introduction to the Ettan DIGE System
EttanTM Workflow
Sample Prep
CyDye DIGE Fluors (minimal dyes)
一次良好的2D分析
100kDa
10kDa pH3 pH10来自Sample Prep
IPGphor + Ettan Dalttwelve units
2-DE workflow
Ettan MALDI Pro MS Ettan Spotter Ettan Digester Ettan Picker
肝癌组织的双向电泳定量研究
Cy5
Image gel with Typhoon Variable Mode Imager
Image analysis and data quantitation with DeCyder Differential Analysis Software
软件分析---DIA
RATIO Co-detect spots Sample A2 Internal StdSample A1
疾病蛋白质组学
药物蛋白质组学 磷酸化蛋白质组学 ...
蛋白质组学应用
疾病Vs 正常 诊断标志物及发病机制研究
药物处理Vs 对照
抗病植株 Vs 非抗病植株 高产作物 Vs 对照 高产仔 Vs 低产仔家畜
药物作用靶点及药物作用机制研究
植物抗病机制性研究 高产机制研究与作物改良 高产仔机制研究与家畜改良 病理状态下细胞内信号传导 蛋白质的生物功能 ……
病理状态下蛋白质磷酸化
蛋白质相互作用 ……
outline
蛋白质组与蛋白质组学（proteome and proteomics）
基于凝胶技术的定量蛋白质组研究
蛋白质组学实验设计实例分析
蛋白质组学的研究方法
研究目的 表达谱构建 蛋白质翻译后修饰分析 蛋白质表达差异分析
两组或者多组之间的差异分析 人和动物 不同品系 不同用药 不同病理生理状态 不同时间点 ………… 植物 不同植株 不同处理 不同培养 不同时间点 ………… ……… 微生物 不同菌株 不同致病性 不同生存能力 不同时间点
herniation. Proteomics .2006
… …
DIGE技术
Sample Prep
CyDye DIGE Fluors (minimal dyes)
IPGphor + Ettan Dalttwelve units
Typhoon Scanner
DeCyder Software
Ettan MALDI Pro MS Ettan Spotter Ettan Digester Ettan Picker
DIA
Sample A1
Co-detect spots
Internal Std
每一胶上3个图像 (3 colours)
RATIO Internal StdSample A2
三个重叠图像共同找点 －－全面利用所有信息 每个样品的图像与重叠的内标 图像不需要匹配，自动计 算每一个样品点相对于重 叠的内标点的比值
国内合作网络图
2D 细胞 人 亚细胞 组织 体液 细胞 动物 亚细胞 组织 体液 细胞 植物 亚细胞 组织 微生物 菌体
★★★★★ ★★ ★★★★★ ★★★★ ★★★★★ ★★ ★★★★★ ★★★★ ★★★ ★ ★★★★ ★★★★
DIGE
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ITRAQ
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Label-Free
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修饰蛋白质 组分析
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基于凝胶技术的定量蛋白质组研究
曹
原
上海中科新生命生物科技有限公司
Shanghai Applied Protein Technology Co.,Ltd
蛋白质组研究分析中心
Research Center of Proteomics Analysis
上海中科新生命生物科技有限公司
Shanghai Applied Protein Technology Co.,Ltd
蛋白质表达变化（protein expression）
翻译后修饰（post-translational modification）
蛋白质-蛋白质相互作用（ protein-protein interaction ）
蛋白质组学的应用领域
微生物 植物 微生物蛋白质组学 植物蛋白质组学
疾病
药物 磷酸化（PTM） ...
过滤选择显著差别的点 生成感兴趣切点列表
DIGE实验的内标
• 在蛋白质组学分析中，DIGE技术最早使用了内标的概念，大大的提高 了分析的准确性。 • 为了得到理想的内标，DIGE技术将所有样品的等量混合物作为内标， 保证了在所有的图谱中都有内标的信号
质谱鉴定
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