phymath999: 过去的基因组学研究只是研究编码蛋白质的基因改变，实际上蛋白质谱是否发生变化还要受到其他很多因素的影响，比如修饰、结合等

Wednesday, May 27, 2015

过去的基因组学研究只是研究编码蛋白质的基因改变，实际上蛋白质谱是否发生变化还要受到其他很多因素的影响，比如修饰、结合等

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2011年就是实现了人类培养细胞中1万个蛋白的鉴定），今年甚至有人实现human brain的1.6万蛋白的鉴定（一类细胞RNA大约也就是1.6万个，组织的RNA可能多一些）

利用蛋白质组的手段，进行整体的分析蛋白的表达规律和行为特点，把细胞乃至集体的信息点（如，相互作用，信号通道等）以相对更加概括的手段连接起来，形成一个信息网络，或者说生活活动规律的信息有机体，这可能更是蛋白质组多追求的重要目标。
双向电泳和高通量垂直板电泳系统约3万USD；
图像扫描与分析软件约2万USD；
斑点挖取系统约10万USD；
酶解系统约7万USD；
DIGE系统（Typhoon＋Decyder）约12万USD。

耗材：
等电聚焦干胶条，昂贵，消耗量大；
荧光素，天价。

蛋白质组学是基因组学的后续，就是研究一个基因组、一种生物或一种细胞所表达的全套蛋白质。高通量（200-300蛋白质/天）、高灵敏（fmol）、高分辨率（>10000）、高准确（5pmol)就是蛋白质组学的最大特点。

蛋白质组学的技术支持有两个，一个就是双向电泳，另一个是质谱。前者可以达到分离蛋白的目的，后者可以经分离的蛋白一一鉴定。

蛋白质组学研究可以说是既依赖于技术又受技术的牵制。我想如果二十多年前如果没有2-DE技术的产生的话，蛋白质组学研究只能是纸上谈兵，目前还没有一种技术能像2-DE那样能够在一块胶上一次分离成千上万种蛋白质。但是2-DE的局限也是显而易见的，难溶性的，等电点过高或过低的，分子量过大或过小的，以及微量蛋白质都无法得到分离。
但是蛋白质组学研究的意义是不容否认的，人类从探索遗传信息的载体--基因转而研究生命活动的执行者---蛋白质，有人认为这是一次黑格尔式的回归。其意义在于人类不再孤立的去研究生命现象，而是从整体上去把握，运用联系发展的观点去把握事物的本质，可以大胆的预测，目前是蛋白质组学研究，若干年后还会出现一个什么组。
对于蛋白质组学的研究学术界一直都是存在争论的，有赞成的观点，也有反对的观点。我目前从事的工作使我更关注于企业界，严格的说是国内的制药界对蛋白质组学研究的参与。据我手头的资料，好像除了内蒙的亿利集团投入5000万资金参与组建高等院校蛋白质组学研究院以外，国内的制药企业尚无行动，可见至少在国内，产业界并不看好蛋白质组学研究，这也是可以理解的，据统计，新药的研发至少需要7年的时间，理论上借助于蛋白质组学能够大大缩短新药研发的周期，然而从97年至今刚好7年，国外大的制药公司均投入资金从事蛋白质组学研究，但并未见有找到有效的药物作用位点的报道。试问国内有哪一家制药企业有魄力投入巨资去从事蛋白质组学研究？
可见，蛋白质组学研究的意义是不容置疑的。蛋白质组学能够产生巨大的经济效益也是不容置疑的，只是在现在与未来之间，道路还很漫长，而且这条道路，需要用大量的资金去铺就

，蛋白质组的最大意义在于它是从蛋白质的水平上来研究生命现象，比在mRNA水平的研究更进一步了。在生物体中，mRNA的水平与蛋白质的水平在很多时候是不一致的。另外，蛋白质的翻译后修饰是无法从基因水平上去研究的，而蛋白质的翻译后修饰对蛋白的功能是很重要的。另一个意义是，相对于传统的蛋白质研究策略来说的，蛋白质组学可以大规模地研究很多蛋白质。如Westrn 　Blot只能单个地研究蛋白质的表达情况，而2－d或ICAT技术可以同时发现很多蛋白质的表达情况。

蛋白质组之所以不象基因组发展的完善,成熟,主要有一下原因,1 组成蛋白质的氨基酸20种,远远大于DNA中的四个碱基,因而排序方面的难度准确性很难保证.2 蛋白质的种类,功能远比DNA复杂的多,而单个蛋白质的功能性又不像DNA那么强,那么专一,生物的许多外部性状是通过多钟蛋白质的协同作用表现出来的,虽然某一性状对应一个或少数几个基因.因而从蛋白质的测序到功能对照,结果很不明显.而同时研究蛋白质的协同作用,一方面工作量巨大,另一方面仿佛无从下手.这是制约蛋白质组学发展的根本性原因.

蛋白质组学是一个新兴的学科，它的意义是非常巨大的：
但是在实验中，也有自己的一点小小的感慨：
1. 费用太高，电泳。MS都是价格不菲。抗体，纯化鉴定仪器明显高于核酸研究

2.理论研究缺乏，不如核酸研究的透彻。如果有心人会发现，我们的蛋白质技术还是停留在70～80年的知识，这么多年来，几乎没有改变；偶认为这是蛋白质组学的瓶颈！
3.蛋白质本身的多样性，确定的蛋白质一级结构但是可能有多种高级结构，也是我们研究的困难！

我没记错的话很早就有人研究过不同癌症内的基因表达，分别分析了癌组织跟相应的正常组织的差别，发现了许多癌症的基因表达的异常有相同之处。当然我不知道有没有人在蛋白质水平研究过，

说到蛋白的扩增问题，这确实是蛋白质比核酸难研究的主要原因，毕竟量大了很多事情都好办。但是蛋白的特异性扩增问题实在太大了，第一就是自然界没有现成的酶系统，第二是核酸只是一级结构，蛋白就算能把一级结构特异性扩增，没有活性的话其意义也有限。

前面的许多研究，如对某单一分子、单一蛋白质、单一炎症介质等的研究已经非常深入，但是机体是一个整体，实际出现的变化，绝不是单一的一种作用，或者单一的一种表达。所以“组学”的研究，也就成为了必然。（有些象熬中药，哈哈）；

这让我想起了哲学中的一种说法，万物从起点开始，最后还是要回到这个起点。我们想想吧，最初，我们只能根据某一生物的外在表型来区分差异，选择优良，后来，出现了经典的孟德尔遗传定律，人们认识到了基因的存在及其重要的作用，于是开展了轰轰烈烈的人类基因组研究，再后来，又意识到基因必须经过转录，变成ＲＮＡ然后才能发挥作用，于是又有了转录组学的出现，现在的蛋白质组学，是不是也是一个过度时期呢？因为表型是生物体所有性状的总和，那最后，我们是不是还是会回到研究表型性状呢？

研究基因组时，当时的人们认为，DNA决定了一切，可以解释像人是怎么创造出来的，生命是如何制造的，从而人造生命。

结果发现DNA序列并不能解释这些问题！

像我一个朋友，他的课题是：研究某遗传性癌症的机理，并进行药物研究。现在发现当某个蛋白中的某个AA发生突变的时候，癌症的几率会大大的提高，现在他的目的是研究那个蛋白的结构和功能，以及mutant的结构和对功能的影响，最后达到设计基因药物的地步。

进入后基因时代，即蛋白质组时代，DNA就4种，而蛋白质至少有20种。不同物种之间，它们的DNA序列可以相差的不多，但是蛋白质层面上就差了很多了。就估计是蛋白质的“制造”和“分配”产生了生命，于是蛋白质组就开始了。

所以蛋白质组学的意义就是：
1。通过蛋白质组的研究造出一个生命来，比如把一些蛋白的表达DNA联起来，人为的造出一个病毒来，可以自由复制和传播的。
2。或者证明通过蛋白质组学的研究不能完成step 1。寻找下一个可能完成这个目标的研究项目！^_^

过去的基因组学研究只是研究编码蛋白质的基因改变，实际上蛋白质谱是否发生变化还要受到其他很多因素的影响，比如修饰、结合等

楼主的困惑在于把蛋白质组学局限于比较蛋白质组学这一块。其实你说的只是蛋白质组学的一种策略。其实蛋白质组学一经出现，就有两种研究策略。一种采用高通量的蛋白质组研究技术分析生物体内尽可能多乃至接近所有的蛋白质，这种观点从大规模、系统性的角度来看待蛋白质组学，也更符合蛋白质组学的本质。但是，由于蛋白质表达随空间和时间不断变化，要分析生物体内所有的蛋白质是一个难以实现的目标。所以很多人提出了另一种策略：功能蛋白质组学[。即研究不同时期细胞蛋白质组成的变化，如蛋白质在不同环境下的差异表达，以发现有差异的蛋白质种类为主要目标。这种观点更倾向于把蛋白质组学作为研究生命现象的手段和方法。
不过从总体上看,蛋白质组研究可分为四个方面：(1)对细胞或组织内蛋白质的表达模式及修饰（表达蛋白质组学）的研究。(2)建立在X-射线单晶衍射分析（晶体结构分析）、***核磁共振波谱分析、电镜二维晶体三维重构术（电子晶体学）技术基础之上地蛋白质的序列和高级结构（结构蛋白质组学）地研究。(3)对蛋白质的胞内分布及移位（细胞图谱蛋白质组学）地研究：确定蛋白质在亚细胞结构中的位置，通过纯化细胞器或用质谱仪鉴定蛋白复合物组成等。(4) 蛋白质的功能模式（功能蛋白质组学）

人体内真正发挥作用的是蛋白质，蛋白质扮演着构筑生命大厦的“砖块”角色，随着的人类基因组计划进入尾声，生命密码被破译，一个以蛋白质和药物基因学为研究重点的后基因组时代已经拉开序幕，蛋白质将是今后的重点研究方向之一。但是，蛋白质的分离和鉴定非常费时，蛋白质功能的确定更是一个难题，并且目前测定蛋白质的技术远远落后于破译基因组的工具。人体内估计可能有几十万种蛋白质，这大概需要10年时间进行识别。不管怎样，蛋白质组学一定能为人类健康事业带来巨大的利益。同时我们必须认识到，蛋白质组学作为一种新生领域，目前还处于初期发展阶段，就好像我们国家现在还处于社会主义初级阶段一样，仍有许多困难待克服。

第一种主要在于建立整个组织或者组织的某个亚细胞器蛋白组（这现在好象有点热）的谱图，从而可为其他的研究提供一个蛋白资源库
如果不用机械作业,做这样一个谱图是需要大量的人力和物力的.但是我们知道用maldi-tof仅仅只能估计某个蛋白点可能为某个蛋白质,那么这种用
maldi-tof做出来的谱图对于其他的实验而言也仅仅只能做一个辅助的参考。也就是如果其他实验和谱图不一样也不能说明其他的实验就是错的。
那么是否可以认为做这种谱图没有太大的意义呢？？

这是一个我思考了很长一段时间的问题。我现在也就是一个老菜鸟，什么都知道一点，但是了解得都不深。按照我现在的理解，蛋白质组学研究最重要的意义，就是可以看出不同状态下细胞蛋白质组的变化。比如在正常生理条件下跟存在压力的条件下相比较，或者是正常细胞跟病变细胞相比较，或者是同一种细胞在不同的生长发育阶段相比较等等。其实说真的，在我心里这甚至是蛋白质组研究的唯一意义，因为我实在想不出它还有其他的什么意义。现在的情况是，如果运气好发现在不同状态下细胞的蛋白质组的确有明显变化，表现为2D上面某些点的有无或是量变，那么如果要进一步研究的话还是要一个一个地去做蛋白功能。我想讨论的是，蛋白质组学研究是不是想我想象的那样，只是能够为研究者缩小备选蛋白的范围，从而为选择到底应该去研究哪些蛋白提供一个方便。

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