關于蛋白質組學

關于蛋白質組學

蛋白質組學(Proteomics)又譯作蛋白質體學，是對蛋白質特別是其結構和功能的大規模研究，是在90年代初期，由Marc Wikins和學者們首先提出的新名詞。這個術語是類比基因組學(Genomics)杜撰的，并常常被認為是它的“下一步”，但蛋白質組學比基因組學要復雜得多。更重要的是，基因組是相當穩定的實體，而蛋白質組通過與基因組的相互作用而不斷發生著改變。一個生命體在其機體的不同部分以及生命周期的不通階段，其蛋白表達可能存在巨大的差異。

一個生命體在其整個生命周期中所擁有的蛋白質的全體，或者在更小的規模上，特定類型的細胞在經歷特定類型刺激時所擁有的蛋白質的全體，分別被稱為這個生命體或細胞類型的蛋白質組。

隨著人類基因組草圖的完成，現在許多學者開始探索基因與蛋白質如何通過相互作用來形成其它蛋白質。人類基因組計劃的一個令人吃驚的發現是，人類基因組中編碼蛋白質的基因數遠少于人類蛋白質組中的蛋白質數(約33000個基因，約200000個蛋白質)。這個發現推翻了早期“一個基因=一個蛋白質”的假設，并對科學家提出了一個令人生畏的挑戰：對所有蛋白質分類并確定它們的功能和相互作用。有人稱其為“人類蛋白質組計劃”，但它還沒有一個正式名稱。

蛋白質組學研究的關鍵技術包括質譜分析，X-射線晶體衍射，核磁共振和凝膠電泳。

有兩種蛋白質組學方法：活體樣品研究和重組蛋白合成。在第二種情形下，遺傳工程方法被用來克隆待合成的DNA模板，以及把這些基因減切到宿主細胞(典型的是細菌)中，后者被培養用于大規模蛋白表達。

接著，被合成蛋白需要被從宿主細胞中提取和純化。純化的蛋白隨后通過結晶(及X-射線晶體衍射)或核磁共振來確定其結構。核磁共振對大蛋白質無效。

相比于基因組學，蛋白質組學是更大的挑戰，因為蛋白質的叁維結構對其功能至關重要。在上述步驟中維持幾何形狀是重要且具有挑戰性的。