第十二章蛋白质工程 生命是要白体的存在方式，这个存在方式的暴车因素在于和它周围的外部自然界的不断 地 代谢 ,而且这种新代碳一停止 生命就随之停止，猪黑便是白质的分解 格断 第一节基因组学概论 一、因组学(Genomics) I985年5月，美国能源部提出“人类基因组计划human genome project,.HGP)草案：经 过一番讨论后于1986年3月宜布实施这个草案：1986年3月7日，Dulbecco R在Science 上发表了一篇有关开展人类基因组计划的短文，引起了全世界的强烈反响，不仅推动了美国， 也推动了全世 界的人 类基因组计划的发展：1988年 1,国家科 究 会的专家 成 了“国家人类基因组研究中心”，1990年10月1日美国国会正式批准的“人类基因组计 计划在15年内投入30亿美元以上的资金进行人类基因组的分析，即对人类3×10个核苷 酸进行测序。 中国的HGP始于1994年，是在吴号，强伯勒，陈竺，杨换明等人的倡导下启动的。199 年3月由陈竺院士挂帅成立上海中心，10月改名为中国南方基因中心。1999年由强伯勤院 士挑头在北京先后成立了中国科学院北京人类基因组中心和北方人类基因组中心 二、为什么要进行蛋白质组研究？ 蛋白质是生命活动的真正执行者，细胞是生命活动的基本单位。基因和蛋白质的功能最 终必须在细胞中整合起来并得以真正体现。基因好比一张制造火车的图纸，蛋白质就是根据 图纸制造的真正有运输能力的火车。虽然目前己完成了对人类基因的全部DNA序列测定 但是单凭制造火车的图纸，还不会跑起来，也不可能实现物资和旅客的运粉任务。 第二节蛋白质组学 、什么是蛋白质组和蛋白质组学？ 蛋白质组一词由澳大利亚科学家Wilkins和Williams在1995年7月首次提出。蛋白质 组(proteome)一词，源于蛋白质(protein)与基因组(genome)两个词的复合，意指“ 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 质组的研究不仅能为生命活动规律提供物质基础，也能为众多种疾病机理的阐明及攻克提供 理论根据和解决途径 蛋白质组学提供 一套在蛋白质水平大规模研究基因功能的有用工具。它台在阐明生物 体全部蛋白质的表达模式和功能模式，其内容包括蛋白质表达、存在方式、结构、功能和相 百作用笨。 二、蛋白质组学研究方法 蛋白质组研究包括两个方面的内容：一是对蛋白质组成（表达模式）的研究，二是对蛋 白质组功能模式的研究。前者主要采取双向凝胶电泳(two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis,2D-GE)和质谱(mass spectrum,.MS)技术。后者采用酵母双杂交系统(yeast two-hybrid system)
第十二章 蛋白质工程 生命是蛋白体的存在方式，这个存在方式的基本因素在于和它周围的外部自然界的不断 地新陈代谢，而且这种新陈代谢一停止，生命就随之停止，结果便是蛋白质的分解 恩格斯 第一节 基因组学概论 一、因组学（Genomics） 1985 年 5 月，美国能源部提出“人类基因组计划”(human genome project,HGP)草案；经 过一番讨论后于 1986 年 3 月宣布实施这个草案；1986 年 3 月 7 日，Dulbecco R 在 Science 上发表了一篇有关开展人类基因组计划的短文，引起了全世界的强烈反响，不仅推动了美国， 也推动了全世界的人类基因组计划的发展；1988 年 2 月，国家科学研究委员会的专家成立 了“国家人类基因组研究中心”， 1990 年 10 月 1 日美国国会正式批准的“人类基因组计划”。 计划在 15 年内投入 30 亿美元以上的资金进行人类基因组的分析，即对人类 3×109 个核苷 酸进行测序。 中国的 HGP 始于 1994 年，是在吴旻，强伯勤，陈竺，杨焕明等人的倡导下启动的。1998 年 3 月由陈竺院士挂帅成立上海中心，10 月改名为中国南方基因中心。1999 年由强伯勤院 士挑头在北京先后成立了中国科学院北京人类基因组中心和北方人类基因组中心。 二、为什么要进行蛋白质组研究? 蛋白质是生命活动的真正执行者，细胞是生命活动的基本单位。基因和蛋白质的功能最 终必须在细胞中整合起来并得以真正体现。基因好比一张制造火车的图纸，蛋白质就是根据 图纸制造的真正有运输能力的火车。虽然目前已完成了对人类基因的全部 DNA 序列测定， 但是单凭制造火车的图纸，还不会跑起来，也不可能实现物资和旅客的运输任务。 第二节 蛋白质组学 一、什么是蛋白质组和蛋白质组学? 蛋白质组一词由澳大利亚科学家 Wilkins 和 Williams 在 1995 年 7 月首次提出。蛋白质 组（proteome）一词，源于蛋白质（protein）与基因组（genome）两个词的复合，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 质组的研究不仅能为生命活动规律提供物质基础，也能为众多种疾病机理的阐明及攻克提供 理论根据和解决途径。 蛋白质组学提供了一套在蛋白质水平大规模研究基因功能的有用工具。它旨在阐明生物 体全部蛋白质的表达模式和功能模式，其内容包括蛋白质表达、存在方式、结构、功能和相 互作用等。 二、蛋白质组学研究方法 蛋白质组研究包括两个方面的内容：一是对蛋白质组成（表达模式）的研究，二是对蛋 白质组功能模式的研究。前者主要采取双向凝胶电泳（two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis, 2D-GE）和质谱（mass spectrum, MS）技术。后者采用酵母双杂交系统（yeast two-hybrid system）
2DG正是一种分离和测定复杂生物体系中蛋白质的方法，根据蛋白质等电点和分子量 的不同，第一向按蛋白质的等电点不同对样品进行等电聚焦分离，第二向根据分子量大小用 SDS-PAGE进行分离。理论上利用SD-PAGE可以一次分辨出50O0-I0OO0个蛋白质组分 结合放射自显影技术可检测出含量占样品中蛋白质总量10一10的组分.纯度达99%以上 双向凝胶电泳技术包括：样品制备（溶解和增溶）、样品预处理（预分级分离）、等电聚 焦、SDS-PAGE、电泳后蛋白质的回收等技术。 三、目前急需解决的问题 ①低拷贝蛋白质的检出。②极酸、极碱蛋白质的分离。③过大(>200-10)或过小(<10 -103)蛋白质的分离。④难溶解电脑子的检测，尤其是疏水蛋白质。同二维谱上蛋白质点 数和量的重复性及分辨效率有待提高。⑥能自动进行SDS-PAGE的仪器和与之相配套的软 件的研制开发。 四、我国人类重大疾病的蛋白质组学研究”启动 2002年2月，由军事医学科学院贺福初院士、复旦大学化学系杨凡原教授一起主持这项未 来5年内资助额达3500万元的重大课题研究。以严重影响我国人群健康的重大疾病（如肝 炎、肝癌、心血管病等)为对象，发掘与上述疾病发生发展密切相关的蛋白质群，为重大病 症的防诊治提供新的预警，诊晰标志物和新的药物靶标等
2D-GE 是一种分离和测定复杂生物体系中蛋白质的方法，根据蛋白质等电点和分子量 的不同，第一向按蛋白质的等电点不同对样品进行等电聚焦分离，第二向根据分子量大小用 SDS-PAGE 进行分离。理论上利用 SD-PAGE 可以一次分辨出 5000-10000 个蛋白质组分， 结合放射自显影技术可检测出含量占样品中蛋白质总量 10-6—10-7 的组分。纯度达 99%以上。 双向凝胶电泳技术包括：样品制备（溶解和增溶）、样品预处理（预分级分离）、等电聚 焦、SDS-PAGE、电泳后蛋白质的回收等技术。 三、目前急需解决的问题： ①低拷贝蛋白质的检出。②极酸、极碱蛋白质的分离。③过大（>200—103）或过小（<10 —103）蛋白质的分离。④难溶解电脑子的检测，尤其是疏水蛋白质。⑤二维谱上蛋白质点 数和量的重复性及分辨效率有待提高。⑥能自动进行 SDS-PAGE 的仪器和与之相配套的软 件的研制开发。 四、我国“人类重大疾病的蛋白质组学研究”启动 2002 年 2 月，由军事医学科学院贺福初院士、复旦大学化学系杨凡原教授一起主持这项未 来 5 年内资助额达 3500 万元的重大课题研究。以严重影响我国人群健康的重大疾病（如肝 炎、肝癌、心血管病等）为对象，发掘与上述疾病发生发展密切相关的蛋白质群，为重大病 症的防诊治提供新的预警，诊断标志物和新的药物靶标等