• 例如：用抗酪氨酸磷酸化抗体及多肽免疫沉淀技术对 酪氨酸去磷酸化酶PTPN12的抑癌作用研究。
• 发现在PTPN12表达受到抑制时，乳腺癌的促癌基因 EGFR受体家族的酪氨酸磷酸化显著增强，从而产生促 细胞癌变的效应。
• 乳腺癌临床病理标本显示PTPN12蛋白表达低下。所以 PTPN12可能是乳腺癌预防和治疗的新型药物靶点。
第三部分
蛋白质组学 （Proteomics）
• 蛋白质组（Proteome）源于蛋白质（protein）与 基 因组（genome）组合，意指“一种基因组所表达的全 套蛋白质”，即包括一种细胞乃至一种生物所表达的 全部蛋白质。
• 蛋白质组学（proteomics）指的是在大规模水平上研 究蛋白质的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后的 修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白质水平 上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的 认识。
蛋白质组学概念
从整体水平对细胞内蛋白质的存在形式及 其动态变化进行研究的科学。
为什么要研究蛋白组学？
• 由于基因表达的复杂性，细胞内mRNA 与 蛋白质非线性关系
• 蛋白质复杂的可变形式，修饰及相互作用 • 蛋白质表达的时空动态变化
2002年人类蛋白质组计划目的：对人类基因 组序列图进行功能“解码”。
• 特异类别蛋白质翻译后修饰的鉴定、 修饰 位点的鉴定及其表达变化的定量分析。 包括磷酸化、糖基化、 泛素化、 甲基 化、 乙酰化、 羧基化、 羟基化等。
磷酸化修饰组学
蛋白质磷酸化分析及其位点鉴定已成为目前蛋 白质组学研究焦点之一。 例如：2006年，对HeLa细胞表皮生长因子（EGF） 刺激后5个时间点的6600个蛋白质磷酸化位点分析， 检测到2244中磷酸化位点有2倍以上的差异。揭示 了HeLa细胞中的磷酸化蛋白受EGF影响的动态过程， 为探索肿瘤的发生发展提供了信息。
血浆蛋白质组学研究
• 血浆蛋白呈现不均一性，极少部分蛋白质 如清蛋白，免疫球蛋白及转铁蛋白占据了 血浆总蛋白的99%，剩余的1%包含了数以千 计的蛋白质。
• 人类血浆蛋白组计划：初步完成了血浆蛋 白组的鉴定，得到3020种蛋白质。
修饰蛋白质组
• 用蛋白质组学的方法对蛋白质的修饰状态 及位点进行规模化鉴定。
• 质谱技术（mass spectrometry,MS) • 生物信息学（bioinformatics)
2D电泳图谱
人类蛋白质组计划 （human proteomics plan,HPP)
• 对每个编码蛋白质基因，解析主要的蛋白质产物。 描述其丰度、相互作用分子及表达定位，绘制人 类蛋白质组图谱。
磷酸化修饰组学分析有助于理解 生理病理过程的调控
例如：天冬氨酸特异的胱天蛋白酶 是细胞凋亡的重要调节因子，蛋白质的磷酸化在 其中发挥重要的作用。研究人员鉴定到500个以上 凋亡特异的磷酸化位点，并证明他们在caspase切 割的靶蛋白中明显富集，在切割位点成簇分布。
磷酸化修饰组学分析有助于发现新的疾病 相关蛋白和治疗靶点
蛋白质组学研究目标
• 基因组中未知基因群的编码产物-蛋白质的识别与 确认；
• 在蛋白质水平认识基因表达的集群调控规律及转 录，翻译差异的调控规律；
• 蛋白质相互作用网络构建； • 蛋白质加工、修饰规律及蛋白质复合体的组装和
调节。
蛋白质组学产生和发展
• 双向电泳（two dimension eletrophoresis, 2-DE)
表达蛋白质组
• 表达蛋白质组学是研究在一个生物体/细胞 中有多少种蛋白质表达以及组成的规律。
• 表达蛋白质组学研究最重要的是对人体器 官，组织和体液的研究。
肝蛋白质组学研究
中国科学家对成人肝进行了蛋白组学分 析，鉴定6788表达蛋白质和相对动态范围， 分析了这些蛋白质在肝中重要生理特征， 构建了肝蛋白质组数据库Liverbase ()
乙酰化修饰组学
蛋白质乙酰化修饰参与调控多种生 物过程，如DNA-蛋白质相互作用、蛋白 质-蛋白质相互作用、基因转录、蛋白 质的稳定性细胞迁移和分化等。
乙酰化修饰组学分析有助于理解核内基因及 核外代谢酶的调控
• 以往认为乙酰化修饰主要发生在核内，乙酰基通 过中和赖氨酸残基所带正电荷而改变修饰位点的 理化状态，进一步改变染色质或转录因子的活性， 调节基因转录或性。
• 研究表明赖氨酸乙酰化修饰调控代谢通路是一个 从原核生物到真核生物进化上高度保守的翻译后 调控机制。
相互作用蛋白质组
• 细胞内绝大多数蛋白质是以复合体形 式发挥作用的。
• 蛋白质之间相互作用成为蛋白质组学 研究的热点。
蛋白质相互作用测定技术
• 酵母双杂交技术 • 标签融合蛋白 • 免疫共沉淀 • 荧光共振能量转移技术 • 表面等离子共振技术 • 原子力显微镜技术
• 蛋白质相互作用研究数据平台 • 微生物蛋白质相互作用数据库-MPIDB，191物种，
22530个蛋白质相互作用数据 • 哺乳动物蛋白质相互作用数据库-MIP，10个物种，
900个蛋白质相互作用数据
亚细胞蛋白组
真核生物细胞具有多种类型的细胞器， 定位于细胞器的蛋白质与细胞功能密切相 关。
利用蛋白质组学鉴定和定位这些蛋白质， 对了解细胞器的功能有重要意义。
• 对所有蛋白质在定位、相互作用及翻译后修饰等 动态关系进行系统阐述。
• 以疾病为对象，阐明在生理及病理状态下蛋白质 表达量、功能及活性的变化。
蛋白质组学的研究范畴
从整体上系统研究蛋白质（群） 是如何在生物体内发挥作用的。 • 蛋白质表达谱研究 • 定量蛋白质组研究 • 蛋白质注释基因组的研究 • 蛋白质相互作用研旋体 线虫 拟南芥 人
组织 全细胞 全细胞 全细胞 全细胞 全细胞 全细胞 多器官 细胞系
血液 肝
蛋白质鉴定数 1484 1350 4026 1289 2221 6779
13029 11731
3020 6788
发表年代 2001 2009 2012 2002 2009 2008 2008 2012 2005 2010