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组织蛋白提取学位论文

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组织蛋白提取学位论文

一、植物组织蛋白质提取方法 1、根据样品重量(1g样品加入提取液,可根据材料不同适当加入),准备提取液放在冰上。 2、把样品放在研钵中用液氮研磨,研磨后加入提取液中在冰上静置(3-4小时)。 3、用离心机离心8000rpm40min4℃或11100rpm20min4℃ 4、提取上清液,样品制备完成。 蛋白质提取液:300ml 1、1Mtris-HCl(PH8) 45ml 2、甘油(Glycerol)75ml 3、聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpolypyrrordone)6g 这种方法针对SDS-PAGE,垂直板电泳! 二、植物组织蛋白质提取方法 氯醋酸—丙酮沉淀法 1、在液氮中研磨叶片 2、加入样品体积3倍的提取液在-20℃的条件下过夜,然后离心(4℃8000rpm以上1小时)弃上清。 3、加入等体积的冰浴丙酮(含的β-巯基乙醇),摇匀后离心(4℃8000rpm以上1小时),然后真空干燥沉淀,备用。 4、上样前加入裂解液,室温放置30分钟,使蛋白充分溶于裂解液中,然后离心(15℃8000rpm以上1小时或更长时间以没有沉淀为标准),可临时保存在4℃待用。 5、用Brandford法定量蛋白,然后可分装放入-80℃备用。 药品:提取液:含10%TCA和的β-巯基乙醇的丙酮。裂解液:尿素溶于3ml灭菌的去离子水中(终体积为5ml),使用前再加入1M的DTT65ul/ml。 这种方法针对双向电泳,杂质少,离子浓度小的特点!当然单向电泳也同样适用,只是电泳的条带会减少!

植物蛋白质的提取方法基本上有这几种:盐析法、有机溶剂法和等电点法。

1、盐析法

原理:盐析法是指在药物溶液中加入大量的无机盐,使某些高分子物质的溶解度降低沉淀析出,而与其他成分分离的方法。盐析法主要用于蛋白质的分离纯化。常作盐析的无机盐有硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等。

2、有机溶剂法

原理:机溶剂引起蛋白质沉淀的主要原因是加入有机溶剂使水溶液的介电常数降低,因而增加了两个相反电荷基团之间的吸引力,促进了蛋白质分子的聚集和沉淀。有机溶剂引起蛋白质沉淀的另一种解释认为与盐析相似,有机溶剂与蛋白质争夺水化水,致使蛋白质脱除水化膜,而易于聚集形成沉淀  。

3、等电点法

原理:在等电点时,蛋白质分子以两性离子形式存在,其分子净电荷为零(即正负电荷相等),此时蛋白质分子颗粒在溶液中因没有相同电荷的相互排斥,分子相互之间的作用力减弱,其颗粒极易碰撞、凝聚而产生沉淀,所以蛋白质在等电点时,其溶解度最小,最易形成沉淀物。

等电点时的许多物理性质如黏度、膨胀性、渗透压等都变小,从而有利于悬浮液的过滤。

关键词:脑组织 目的:熟练进行脑组织蛋白质的提取 背景知识:无 原理:无 具体内容: 脑组织总蛋白质提取方法 1.将低温保存的样本称重。 2.加入裂解液。样本与组织比例=1:3~ w/v,一般为150~170mg:500μl。加入50×Cocktail蛋白酶抑制剂。可利用振荡器、加样器,将组织块吹散。 3.液氮中冻融3~4次。1min/time,室温中自然融化。 4.超声破碎。将含裂解液的EP tube埋入冰中,超声3~4sec/time,强度为最大强度的3/4。间隔10几sec。至溶液透明。小心空泡效应。 5.加入Dnase I,Rnase A。10μg/μl,5μl。4℃ 30min。 6.4℃ 14000g/min 离心25~30mins。 7.提上清,分装。保存。 细胞裂解液 Tris (40mM) mg 尿素(urea) (7M) 硫脲(thiourea) (2M) 4% CHAPS 1%二硫苏糖醇(DTT) 乙二胺四乙酸二钠 (EDTA) (1mM) 加去离子水至 5 ml 10 ml 20 ml

1、从植物体中提取全氨基酸粉的方法 2、从茶叶中综合提取茶多糖、茶多酚、茶氨酸、咖啡碱的方法 3、一种离子交换法提取赖氨酸的方法 4、一种从动物脑提取磷脂酰丝氨酸的方法 5、从茶叶中提取茶氨酸的方法 6、一种从葫芦巴中提取4-羟基异亮氨酸制品的新方法 7、从发酵液中提取L-赖氨酸的方法 8、从生产胱氨酸的回收母液中分离提取L-酪氨酸、胱氨酸的方法 9、从大蒜中提取蒜氨酸的方法 10、大蒜中提取蒜氨酸的方法 11、从鲜蒜中提取蒜氨酸生产工艺 12、一种从胡芦巴种子中提取4-羟基-异亮氨酸及胡芦巴胶等多种副产品的方法 13、一种沉淀法提取精氨酸的工艺 14、一种提取L-胱氨酸工艺 15、水解角蛋白质高收率提取胱氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸方法 16、复合氨基酸提取方法 17、一种含有多种氨基酸的木耳提取液及其应用 18、一种富含4-羟基-异亮氨酸的天然氨基酸混合物提取方法 19、动植物氨基酸制取工艺 20、纯天然动植物混合型氨基酸的制取方法及用途 21、一种茶氨酸的提取工艺 22、L-苯丙氨酸的连续离子交换提取工艺 23、从生产胱氨酸的回收母液中分离提取L-酪氨酸、胱氨酸的方法 24、L-酷氨酸和L-胱氨酸同时分离提取的新方法 25、L-苯丙氨酸的膜技术提取方法 26、一种提升南瓜子中瓜氨酸及抗增生因子活性物质含量并将其提取的方法 27、一种富含4-羟基-异亮氨酸的天然氨基酸混合物提取方法 28、一种从脱胚乳的胡芦巴种子粉中提取4-羟基-异亮氨酸提取物及三种副产品的方... 29、氨基酸的提纯方法

检测组织中的脂肪蛋白质论文

高中生物:实验检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质-实验演示视频

高中生物教学中启发式教学法的运用探讨论文

在学习和工作中,许多人都写过论文吧,论文是探讨问题进行学术研究的一种手段。你所见过的论文是什么样的呢?以下是我精心整理的高中生物教学中启发式教学法的运用探讨论文,欢迎大家分享。

摘要:

近年来,我国社会多领域快速发展。在高中阶段教育中,原有的教育教学重心发生了转变。在高中阶段生物教学中,要注重优化传统的教学方法,整合科学的教学措施,可以运用启发式教学,从提问到启发引导,再到实验启发引导、对比引导,为教学成效的提升提供充足的动力。高中生物与初中生物教学之间存在较大差异,在教学活动组织开展中涉及较多实验活动,传统的教学模式难以最大限度地满足学生的实际学习要求。在高中阶段,学生的思维模式大多相对成熟,教师可以在教学过程中合理运用启发式教学法,启发学生的生物学习思维能力,以提高生物课堂教学质量。

关键词:

探究启发式教学法;高中生物教学;思维能力;

引言:

我国的教育制度不断改革发展,在高中阶段教育中,要求合理运用启发式教学方法,培育学生的独立思考能力。在高中生物教学中,要注重对启发式教学法的规范运用,最大限度地满足课程教学要求。高中生物教学涉及较多理论知识,对学生的动手能力、实验思维能力要求较高,需要学生整合多项理论知识进行思考探究。所以,在高中生物教学中,要注重对学生实际学习发展现状的整合,合理应用启发式教学法,有助于学生在学习中思考各类问题、强化动手操作能力,全面提升学生群体的多项素质。在长期教育发展中,培育学生的思考能力,有利于突出启发式教学法在高中生物教学中的应用价值。

1、应用启发式教学法的意义

在高中阶段的生物教学中,要注重规范应用启发式教学法。教师要结合学生学习现状,制定相应措施鼓励学生自主探究思考,便于学生深入理解不同知识点,在提高学习成绩的基础上,提高学习积极性。教师在教学中要注重高效化引导,让学生参与不同问题的分析过程,并锻炼综合问题的解答能力。在高中生物学习中,积极探索也是重要内容,高中生物教师要准确讲解多项生物学相关理论,重点培育学生的生物学习意识,让学生能自主探究生物实验中涉及的各项知识点。通过应用此类教学方法,激发学生的综合学习能力,便于学生强化多项问题的综合思考能力。应用启发式教学法,有利于学生提高对教科书中多项生物知识的理解程度,也便于学生后续的分析研究。由教学现状可知,启发式教学法的影响较大,有助于提升学生学习的自主性、积极性,引导学生深入思考学习中的各项问题,之后寻求教师的帮助与专业指导,加深学习印象。现阶段,多数生物教材要求学生全面掌握基础知识,并掌握生物探究方法。此类教学方法有利于培养学生的综合能力[1]。

2、启发式教学法在高中生物教学中的应用策略

、启发学生思维,指导学生自主学习思考

由当前高中生物教学活动组织开展的现状可知,高中阶段的生物教学内容与学生的日常生活紧密相连。在当前的课堂教学过程中,教师要注重结合实际教学情况,合理应用启发式教学法,有针对性地引导学生,有助于全面激发学生的学习积极性,端正学生的学习态度。学生在充分学习生物知识后,积极思考遇到的诸多问题,之后寻求教师的帮助,分析并解决问题。在知识点教学中,要注重结合日常生活中的例子展开教学,有助于激发学生的学习思维能力,引导学生独立思考。例如在“细胞中的糖类与脂质”相关内容教学中,教师要根据教学要求制作教学课件,结合与细胞中的糖类和能量相关的生活实例。再比如引入“生活中消失的北极熊”事件,在课堂教学中为学生简单概述冰川融化的'重要原因,多角度地论证冰川融化对北极熊生活的影响:冰川融化之后,北极熊的栖息地不断缩减,从食物中获取的热量减少了,北极熊为了维持生命会消耗较多能量物质。基于此类话题指导学生自主思考探究。引入话题之后,在教学中有针对性地渗透生物细胞中的糖类、脂质物质消耗方式以及各类物质对机体正常活动产生的作用,让学生自主探究北极熊消耗自身能量的原理。此类论题有助于激发学生的学习兴趣,提高学生的自主思考探究能力,提升教学质量[2]。在教学中要注重转变传统的理论灌输式教学模式,避免对学生学习兴趣产生负面影响,否则不利于营造良好的课堂教学氛围,教学活动难以有序开展。在课堂教学中,要合理运用启发式教学模式,结合实际教学现状讲述相关内容,提升学生的生物学习兴趣,营造活跃的课堂教学氛围,提高学生的学习成绩。在运用引导式教学模式时,要让学生认识到课堂教学实例与教学内容的紧密联系,保证课堂教学内容有效渗透到学生思维中,有助于讲解专业知识,满足学生的好奇心[3]。

、开展生物实验教学,提升学生的自主学习能力

在高中阶段生物教学中,包括诸多实验教学课程,教师要注重规范开展实验教学,有针对性地培养学生的操作能力。在教学中,不能单方面基于教材内容展开教学,否则难以揭示其中的奥秘。要注重组织学生参与形式多样的实验操作,便于学生理解重要知识点。教师要注重选取启发式实验教学方法,指导学生参与生物实验。例如在“检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质”教学中,教师在教学活动开展前要准备相应的实验操作方案、实验原理、实验主要内容等,指出实验操作中需要注意的各类细节问题。

在制定实验方案时,要关注多项问题,比如肉组织、糖类物质要选取什么样的试剂进行有效鉴定;在黄豆组织蛋白质的鉴定中,要选取什么样的试剂、对试剂用量有什么要求。在学习过程中,要让学生自主思考,参照现有理论知识强化教学成效。关注学生在实验操作中存在的各项问题,比如不知道如何补充试剂等。在实验操作过程中,要注重基于相应方式引导学生独立思考,并给予适当提示。通过逐步添加试剂判定不同实验现象,指导学生运用理论知识解答生物问题。指导学生对生物实验数据进行记录,巩固现有知识,实现启发式教学目标[4]。

、规范设计问题,指导学生思考探究

在课堂教学活动组织开展过程中,教师如果单方面采用传统教学模式,将导致学生很难学习更多专业知识。所以,要注重运用启发式教学法,在课堂教学中规范设计各类问题,引导学生独立思考。但是,教师在提问时要关注细节,结合教学内容,对学生学习现状进行评价,设计更多极具启发价值的问题。问题的答案要突出开放性,让学生从不同角度分析理解,学会独立思考。例如在“人体免疫与稳态”教学中,学生对人体免疫、人体稳态缺乏了解。此节教学内容与学生的实际生活联系紧密,因为学生在日常生活中会面对诸多疾病,和人体免疫联系紧密。基于抗原设计,判定抗体、免疫系统组成中的各项问题。指导学生认识免疫系统的不同防线,再提出问题,让学生分析感冒是由哪道防线受到破坏导致的,深化学生的学习认知。在此环节确保学生能结合教学任务深入探究,对课堂教学内容、多重知识点建立多项学习认知[5]。

、合理应用多媒体技术,发散学生思维

在高中生物教学中,教师要注重规范运用启发式教学法,通过多媒体传授专业知识。在生物教学中,诸多概念性知识难以深入分析,学生短期内难以全面理解。所以,当前教师要注重创新传统教学模式,在启发式教学中融入多媒体教学方式[6]。基于图片、视频对教材中的关键知识进行分析,提升教学成效。在较为抽象的生物膜流动镶嵌模型组建过程中,要注重以图片、视频的方式对模型进行集中展示,有助于强化学生对知识点的理解,有助于判定生物膜流动情况、模型基本镶嵌形状等。之后教师进行有针对性的介绍分析,引导学生深入思考,有助于获取学习启发。在多媒体教学中,通过视觉、听觉等途径实现多项知识点的输送,保证学生从更多角度理解并接受多重生物知识,在恰当的时期向学生讲述相关知识,达到良好的教学成效[7]。

、采用生活化语言,开展启发式教学

在新时期高中生物课堂教学中,教学主体不再是教师,教师主要扮演教学引导者、组织者的角色。教师自身的教学成效对学生学习质量具有较大影响,也决定了生物课程能否被更多学生肯定。当前教师在教学中要注重灵活运用授课方式,采用生动形象的教学语言讲解教学的重难点,指导学生积极探索生物世界,学到更多全新的生物知识。生动形象的语言讲述便于学生理解生物教学内容。采用生活化语言,结合启发式教学法,便于挖掘学生的学习潜能,强化学生的创新思维以及逻辑思维能力,为学生今后的学习发展奠定良好的基础,对提升教学质量具有重要价值[8]。

3、结语

近年来,在教育制度改革发展中,在高中生物教学中融入启发式教学法具有重要作用。教师要及时转变传统的教学观念,运用先进的教学模式,遵循与时俱进的原则,保障启发式教学模式能有效融入教学活动中,确保学生能自主学习、独立思考,激发学生学习生物的主动性,提高高中生物课堂教学效率与教学质量,实现高中生物教学的可持续发展。在高中生物教学中,教师应以培养学生的思维方式、学习能力作为主要教育目标,精选教学内容,突出学生的课堂学习主体地位,激发学生的学习兴趣。将启发式教学法融入课堂教学,对学生教育方式的改进起到良好的推动作用,能满足学生的学习发展要求。

参考文献

[1]倪苗.探究启发式教学法在高中生物教学中的有效应用[J]南北桥,2020(21):72.

[2]刘艳.探究启发式教学法在高中生物教学中的有效应用[J].读与写,2020,17(25)-217.

[3]陈均勇.探究启发式教学法在高中生物教学中的有效应用[J]中学课程辅导(教学研究),2017,11(20):64.

[4]余忠耀.探究启发式教学法在高中生物教学中的有效应那[J].中外交流,2019,26(31):285.

[5]陶晓英.探究启发式教学法在高中生物教学中的有效应用[J].高考.2019(3):25.

[6]王艳.探究启发式教学法在高中生物教学中的有效应用那[J.明日,2018(9):140.

[7]钱荣欢.探究启发式教学法在高中生物教学中的有效应用[J]新作文:教研,2018(8):58.

[8]孙风云.探究启发式教学法在高中生物教学中的有效应用[J]新课程,2019(10)-:153.

我的是苏教版啊爱莫能助买教材完全解读吧80%生物题答案都能涉及到20页都有

实验目的:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。实验原理:某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色 反应。糖类中的还原糖(如葡萄糖、果糖),与菲林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。脂肪可以被苏丹三染液染成橘黄色(或被苏丹四染液染成红色)。蛋白质与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。因此可以根据与某些化学试剂所产生的颜色反应,检测生物组织中糖类、脂肪、蛋白质的存在。实验步骤: 还原糖的鉴定: 1、向试管内注入2ml待测组织样液。 2、向试管内注入1ml菲林试剂(甲液和乙液混合均匀后再注入)。 3、将试管放入盛有50-65摄氏度温水的大烧杯中加热约2分钟。 4、观察试管中出现的颜色变化。 脂肪的鉴定: 方法一: 1、向待测组织样液中滴加3滴苏丹三染液,观察样液被染色的情况。 方法二: 制作子叶临时装片,用显微镜观察子叶细胞的着色情况(以花生为例) 取材——取一粒浸泡过的花生种子,去掉种皮。 切片——用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片,放入盛有清水 的培养皿中待用。 制片——从培养皿中选取最薄的切片,用毛笔蘸取放在载玻片中央,在花 生子叶薄片上滴2-3滴苏丹三染液,染色3分钟(如果用苏丹四染 液,染色1分钟);用吸水纸吸去染液,再滴加1-2滴体积分数为 50%的酒精溶液,洗去浮色,用吸水纸吸去花生子叶周围的酒精, 滴一滴蒸馏水,盖上盖玻片,制成临时装片。 观察——在低倍物镜下找到花生子叶的最薄处,移到视野中央,将物像调 节清楚;换高倍物镜观察,视野中被染成橘黄色的脂肪颗粒清晰 可见。 蛋白质的检验: 1、向试管内注入2ml待测组织样液。 2、向试管内注入双缩脲试剂A液1ml,摇匀。 3、向试管内注入双缩脲试剂B液4滴,摇匀。 4、观察试管中出现的颜色变化。现象: 还原糖:试管中出现砖红色沉淀。 脂肪:脂肪颗粒被苏丹三染液染成橘黄色(或被苏丹四染液染成红色) 蛋白质:试管中出现紫色。

蛋白质组学sci期刊

一、氨基酸和生物资源 Amino Acids and Biotic Resources

本刊是我国唯一一种以生物资源为主题,氨基酸为特色的科技期刊。分为生物资源研究、保护与利用;农副资源研究与利用;生物技术及制品;氨基酸生产技术;氨基酸和生物资源与人类健康;分析检测技术;氨基酸应用;生物产业和生命科学工作者等8个栏目。在生命科学、资源科学、生物工程、饲料科学、食品科学、医药学、营养学等领域深受欢迎。本刊被国内许多文摘和数据库所收录。读者主要为科技工作者、大中专院校师生、技术人员和工人等。

二、基因组蛋白质组与生物信息学报(英文版)Genomics、Proteomics & Bioinformatics

Genomics, Proteomics & Bioinformatics (《基因组蛋白质组与生物信息学报》,简称GPB)创刊于2003年,是由中国科学院北京基因组研究所主办、科学出版社出版的国家级英文学术期刊,由杨焕明教授、于军教授担任主编,汪建教授、贺福初院士担任副主编。本刊主要刊载基因组学、蛋白质组学、生物信息学及其相关领域的研究进展、综述、研究论文、实验技术与方法、研究快讯等高质量的稿件,突出刊物的学术性、前沿性、指导性和实用性。本刊读者对象为基础医学、生命科学、农学、计算机科学领域的科研与教学人员、研究生等,以及数学、物理学领域对生物科学有兴趣的研究者。

三、生命科学 Chinese Bulletin of Life Sciences

本刊以评述、综述、研究简讯(动态)等形式报道国内外生命科学研究的发展趋势、学术动态和研究成果,重点报道生命科学领域的评述性或综述性文章和国家自然科学基金资助的生命科学有关的项目介绍、研究进展、管理经验和问题咨询,同时也报道该领域的研究动态、研究成果、科学家介绍、研究机构介绍和书评等内容。

四、生命科学研究 Life Science Research

本刊是中国以生命科学命名的唯一的全国综合性学术期刊。主要反映世界各国生命科学领域中的最新研究成果,所刊登的论文90%来源于中国国家自然科学基金、国家科技部重大项目基金以及省级科学基金。经过专家评审,论文达到国家先进水平及国内外先进水平的共占85%以上。《生命科学研究》严格执行 ISO8,ISO31,ISO1000,ISO5966等国际标准,遵守国际惯例,逐步实现编排格式国际标准化,1999年被湖南省评定为科技学术类一级期刊,2000年被评为全国CAJ-CD规范执行优秀奖。

五、中国生物工程杂志 China Biotechnology

本刊由中科院文献情报中心和国家科技部中国生物工程开发中心共同主办,是我国生物工程领域全国性学术团体、国家一级学会——中国生物工程学会会刊。《中国生物工程杂志》(月刊)内容涉及医药生物技术、农业生物技术、轻化工生物技术、环境生物技术、海洋生物技术等专业领域。设有学术论文、研究进展、研究报告、专题论述、技术与方法、评论、新闻报道、生物工程领域知识产权研究、市场与商情、会议消息、动态等栏目,还以杂志专集、增刊等的形式出版生物工程专题著述。本刊创刊于1976年,是我国最早创刊的中央级综合性生物工程专业刊物,编辑委员会由国内知名生物工程专家、管理部门领导组成,发行面覆盖全国各省、自治区、直辖市、香港、台湾及海外有关大学、研究机构、图书馆也有相当的订户,和海外建立有广泛的刊物交换联系并被国内外著名检索系统收录。

希望我的回答可以为你提供一些帮助O(∩_∩)O~

Cell Research 细胞研究(英文版) of Biomedical Science 生医科学杂志(英文版) 上面两个是SCI影响因子大于1的两个中国期刊。最后一个数字即为其影响因子(2007年)《遗传》的影响因子只有

中国科学院遗传研究所

审稿最快的sci期刊:

1、Brain Research:神经学期刊,IF=,官宣初审平均周,收录范围:细胞生物学、信号通路和突触传递;神经、神经胶质、神经系统的发育、退化与再生,以及与大脑衰老有关的变化。

系统神经科学和行为科学,神经回路、感觉和运动系统、内部调节系统和行为控制的结构和组织;人或动物模型在认知与行为上的神经机制研究;临床上神经系统相关疾病,对疾病模型的研究等。

2、Small Methods:一本综合性期刊,IF=,Small Methods创刊的宗旨是推进先进技术和方法的发展。其重要关注点是材料科学、生物医学、化学、物理学及工程学等各个领域及学科在纳米和微米尺度研究的重大前沿发现和进展。

在生物医学研究中,多个领域均在收录范围内,包括细胞亚结构、光遗传学、单细胞测序和蛋白质组学研究等多个研究方向。

3、International Orthopaedics:骨科专科杂志,IF=,官宣初审平均17天,接收以下领域的文章:骨科、康复、整形外科、运动医学、骨科临床手术或与骨科相关的基础研究等。

蛋白组学研究的论文数

笨蛋,自己写嘛!!!!!!

随着分子生物学的飞速发展,最为世人瞩目的人类基因组计划即将提前完成。人类将向了解自己的生命奥秘这一目标迈进一大步。但是,由于基因是遗传信息的携带者,而生命活动的执行者却是蛋白质,即基因的表达产物。因此,即使得到人类全部基因序列,也只是解决了遗传信息库的问题。人类揭示整个生命活动的规律,就必须研究基因的物产——蛋白质。相对于基因组而言,后者称为蛋白质组。1 蛋白质组概述及其相关研究技术和方法鉴于基因组研究的局限性,1994年澳大利亚Macquaie 大学的Wilkins和Williams等在意大利的一次科学会议上首次提出了蛋白质组(Proteome)这个概念。定义为“蛋白质组指的是一个基因组所表达的蛋白质”,即“PROTEOME”是由蛋白质的”PROTE”和基因组的“OME”字母拼接而成[1].这个新术语很快得到了国际生物学界的认可。目前对蛋白质组的分析工作大两个方面。一方面,通过二维胶电泳等技术得到正常生理条件下的机体、组织或细胞的全部蛋白质的图谱,相关数据将作为待测机体、组织或细胞的二维参考图谱和数据库。另一方面是比较分析在变化了生理条件下蛋白质组所发生的变化。目前蛋白质组研究技术常用以下手段:(1)用于蛋白质分离技术方面的如双向凝胶电泳(2-DE)、双向“高效”柱层析等。(2)用于蛋白质鉴定的技术如质谱技术、凝胶图像分析、蛋白质和多肽的N端、C端测序及氨基酸组成分析等。(3)用于蛋白质相互作用及作用方式研究的双杂交系统。(4)用于分析大量数据的生物工程信息学等[2].。2 蛋白质组在医学研究中的现状和前景自蛋白质组概念提出以来,已发表相关论文及论著数篇。并于是1997年举行了第一届国际性的“蛋白质组学”会议。同年出版式了第一部蛋白质组学的专著。目前蛋白质组在医学方面的研究重点在于对人类疾病的发病机制、早期诊断及治疗,对致病微生物的致病机理、耐药性及发现新的抗生素为主。现将这两方面的进展情况综述如下。 人类疾病的蛋白质组研究 直肠癌 直肠癌的发生是因多个基因的突变,导致肿瘤抑制基因失能所致,但确切机制仍不清楚。为探讨其发病机制,Sanchez等对15例结肠癌和13例正常人的结肠上皮进行2-DE,每个多肽模式用Melanie I12-DE分析软件进行分析。据此建立了包括882和861个斑点的结肠癌及正常人结肠粘膜的标准胶图。结果发现在分子量为13kD和pI值为处的蛋白质仅出现在结肠癌的组织中。15例结肠癌患者中13/蛋白有13例(87%)。此外,发现13/蛋白不仅在中度、低度分化的结肠癌及有24年病史的溃疡性结肠炎过度表达,而且出现在7例分化程度不同的腺瘤的癌前病灶。但对照组则极少出现。这表明该蛋白的出现对检测早期直肠癌有很强提示。通过对该蛋白HPLC及测序等分析后,发现与钙粒蛋白B(calgranulin B)及钙卫蛋白(calprotectin)有很大关系[3]。 肝癌 醛糖还原酶(aldose reductase, )是醛酮还原酶超家族中的一个成员。它催化葡萄糖还原为山梨醇,通过减少内源或外源性代谢产物而起到解毒作用。Peter R等在用N-甲基-N-亚基脲诱导(N-methly-N-nitrosourea-induced)的小鼠肝癌中,用2-DE及氨基酸微型测序可分辩出一种肝癌诱导的醛糖还原酶样的蛋白质(35Kd/)。而在小鼠的晶状体中,则发现一种醛糖还原的同工酶,该酶与已知的小鼠醛糖还原酶有98%的同源性,而与肝癌诱导的醛糖还原酶样的蛋白质截然不同。这表明两种蛋白质是由相关的两条基因编码,在小鼠不同的器官中表达不同。肝癌诱导的醛糖还原酶蛋白质优先表达在肝癌及胎肝中,它们均受到纤维细胞生长因子的刺激,但随小鼠鼠器官的生理及病理环境而表现不同的形式。经免疫组化证实,肝癌诱导的醛糖还原酶样的蛋白质在成人肝脏中不表达,但在小鼠的肝癌 中又重新表达。同时发现该蛋白在癌前病变及肝癌中表达强烈,而在肝脏周围的正常组织不表达[4]。表明该蛋白可能与肝癌的发病有很大关系。 扩张型心肌病 扩张型心肌病是一种严重的可导致心衰的心脏病,大多数患者需行心脏移植术。目前其发病机理不明,推测可能为多种因素所致。1990年已有两组人员进行该病的蛋白质组分析。其后不久心肌的2-DE数据库建成,并进入国际互联网络。Knecht等采用2-DE取得了3300个心肌蛋白条带,通过氨基酸序列分析、Edman降解法及基质辅助的激光解吸离子化质谱(MALDI-MS)等分析了其中150条。经活检及术后病理证实,有12条为扩张性心肌病特有的蛋白。但具体资料尚在进一步分析之中[5]。Arnott D等对新福林诱导的肥大心肌细胞进行蛋白质组分析,同对照相比亦发现有8种蛋白质的表达水平发现了变化[6]。 膀胱癌 IFN-γ除抗病毒外,还有一项重要的功能即抗肿瘤作用。目前其抗肿瘤作用机制不明。有资料表明,IFN-γ可能通过在相关细胞中增强或抑制有关基因而发挥抗肿瘤作用。重组IFN-γ和IL-2已开始应用于膀胱癌的治疗中。为探明其作用机制,George等将四种分级程度不同的人膀胱癌新鲜活检标本,用50U/ml IFN-γ作用20个小时后,采用2-DE、微型序列分析、等电聚集、蛋白质印迹等方法,对标本进行蛋白质组分析。结果表明有五种蛋白质(色按酸-tRNA合成酶、IFN-γ诱导的r3,超氧化物歧化酶及两种分子量为和的未知蛋白)的表达量增加了75%,而醛糖还原酶表达量则下降。为研究IFN-γ对治疗膀胱癌的作用机制提供了一种方法[7]。此外,由于缺乏对膀胱鳞状细胞癌客观可靠的组织学分级标准,因而很其进行早期诊断。为此,Morten等对150例膀胱癌进行双盲法2-DE,并结合了蛋白质印迹法、微型序列分析及质谱等技术,建立了新鲜膀胱癌标本的2-DE数据库,且发现角蛋白10、14及银屑病相关的脂肪酸结合蛋白(psoriasis-associated fatty acid-binding protein,PA-FABP)等可以作为膀胱癌不同分化程度的标记物[8]。为早期诊断提供了一种新的手段。[ 本帖最后由 snow_white 于 2007-7-20 16:32 编辑 ]查看完整版本请点击这里:蛋白质组学研究〔综述〕05我也来说两句 查看全部回复 最新回复snow_white (2007-7-20 16:31:50) 其它 目前人的各种组织、器官、细胞乃至各种细胞器已被广泛研究。以期为疾病诊治及了解发病机制提供新的手段。在一项利用蛋白质组研究技术进行的酒精对人体毒性的研究中发现,乙醇 会改变血清蛋白糖基化作用,导致许多糖蛋白的糖基缺乏,如转铁蛋白[9]。Jagathpala等对免疫所致的不孕症的男性精子蛋白质进行蛋白质组分析,发现了导致不孕症的6种自体及异体抗 精子抗体[10]。在对肾癌的研究中,发现有4种蛋白质存在于正常肾组织而在肾癌细胞中缺失。其中两种分别是辅酶Q蛋白色素还原酶和线粒体乏醌氧化还原复合物I。这提示线粒体功能低下可能在肿瘤发生过程中起重要作用[11]。Ekkehard Brockstedt等利用2-DE、Edman微型序列法、MALDI-MS等对人BL60-2伯基特淋巴瘤细胞系进行了细胞凋亡机制的研究,结果发现RNA聚合酶转录因子3a(BTF3a)和/或BTF3b与抗IgM抗体介导(anti-IgM antibody-mediated)的细胞凋亡有很大关系[12]。 致病微生物的蛋白质组研究 近年来,WHO越来越重视感染性疾病对人类健康的影响。除结核、多重耐药链球菌感染及机会致病菌外,出现了一些新的感染因素如HIV、博氏疏螺旋体及埃博拉病毒等。因此这些致病微生物的蛋白质组分析,对于了解其毒性因子、抗原及疫苗的制备非常重要,此外对疾病的诊断、治疗和预防也同样重要。现已获得18种微生物的全部基因组序列,另有60余种的基因序列正在研究之中。这些工作的开展为蛋白质组的研究提供了有利条件。 检测博氏疏螺旋体与免疫有关的蛋白质 博氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi)是莱姆病的主要病因,表现为环形红斑及流感样症状,大约有50%的未治患者发展为神经系统及关节系统疾病。该螺旋体可分为3种类型: sensu stricto,, 。其诊断需依靠血清学检查,但存在敏感性及特异性变化的缺点。为获得更可靠的血清学检查,Peter等用2-DE从得到217个银染的蛋白斑点。从中国兔多克隆抗体鉴别出6个已知的讥原。将不同临床表现莱姆病患者的血浆用 2-DE图杂交。用抗IgM及抗IgG作为第二抗体,在10例有游走性红斑的患者血浆中,检测出60~80个抗原。同时发现在有关节炎的患者血浆中,包含有抗15种抗原的IgM抗体及抗76种不同抗原的IgG抗体。而晚期有神经系统症状的患者血浆中,则包含有抗33种抗原的IgM抗体及抗76种抗原的IgG抗体。上述3种类型患者的血浆中均包含有抗6种已知抗原的抗体,且被SDSPAGE杂交所证实。这些抗原均是潜在的具有特异性诊断的标志物。 弓形体抗原的检测 弓形体病是由鼠弓形体虫引起的寄生虫病。全球人口大约有30%是携带者,在欧洲是最常见的寄生虫病。如果妊娠者感染,该虫可通过胎盘引起胎儿的感染。且随着妊娠时间的增加,感染的机会也增加。大约50%母体的感染可引起新生儿先天性疾病。因此诊断及治疗越早越好。目前要依靠血清学及PCR,而单独采用血清学如用IgG,IgM,或IgA抗体对疾病活动期敏感性不够,尤其对于妊娠或有免疫抑制的患者。潜在感染常发生在有免疫抑制的患者中。对AIDS患者来说,鼠弓形体虫是最主要的致命性脑损伤的病因。因此,能否早期诊断对治疗来说尤为关键。Jungblut等将鼠弓形体虫RH株在人羊膜细胞系FL521中传代后,用2-DE得到300个银染的斑点。再将其与以下3种患者的血浆进行免疫杂交:(1)患有急性弓形体病的妊娠女性(n=11); (2)患急性弓形体病的非妊娠者(n=6)(3)有潜在感染的患者(n=9)。结果有9个斑点对各阶段的弓形体感染均反应,这9种斑点被用来当作弓形体感染的标记。其中7种标记可用作区别疾病的不同阶段。但对区别急性期与潜在期仍需联合应用多种抗原[4]。 白色念珠菌 芽管结构是白色念珠菌向菌丝体转变的早期阶段,该结构能增强白色念珠菌对宿主细胞的粘附力、穿透力及破坏性。目前通过蛋白质组分析方法如2-DE、质谱等已检测出在芽管结构所表达的一组特异蛋白如DNA结合蛋白等,为致病提高了一些参考指标[13]。Monkt等发现,在conA反应后的SDS-PAGE图中,在芽管结构的膜上,分子量为80kD复合糖处,出现很淡的考马斯亮蓝染色,而在孢子时则未出现。提示膜的整合、出现未与ConA结合的80kD复合糖可能与芽管结构的发生及生长有关。粘附素(adhesin)是白色念珠菌表面的组成部分,介导其与宿主的结合,是侵入宿主所需的重要蛋白,包含多种成分如白色念珠菌胞壁上的疏水蛋白等,通过增强菌株的粘附性而在其致病机制中发挥一定作用。但由于这些蛋白有很大同源性、多种糖基化作用及与胞壁或胞浆膜上其它成分形成共价结合,故提纯及分析很难。现通过等电聚集、2-DE及洗脱电泳等方法,可使这些蛋白得到很好的纯化、分离及分析[14]。抗真菌药通过改变真菌胞壁组分的生物合成和重组胞壁相关酶的结合位置而发挥作用。抗真菌药远少于抗细菌药就在于对真菌细胞壁蛋白分析了解太少。现在临床上用于抗真菌的药物多为咪唑类(咪康唑、酮康唑)及三唑类(氟康唑、伊曲康唑),但有很多患者出现耐药现象。在白色念珠菌中,目前发现至少有8种CDR家族的基因可产生耐药株的表现型。且有55种基因分别表达ABC及MFS蛋白(菌内药物输出泵)[]。但这些基因、蛋白与耐药之间的关系仍未清楚。应用2-DE、免疫检测蛋白质等技术,对这些蛋白在菌内的表达量进行分析,发现Cdrlp及CaMdrlp蛋白在耐咪唑类菌株中过量表达。在对咪唑类每感及去除CDR1基因的白色念珠菌株CA114中,提取并检测耐氟康唑突变子(FL3)的表达。结果发现FL3对氟康唑的耐是去除CDR1的基因的白色念珠菌株CA114的500倍 ,是CA114的250倍。且CDR1 mRNA在FL3的量是Ca114的8倍[17]。同时,对敏感性及耐药株蛋白质的2-DE图分析发现,在耐中有25种蛋白质增加,有76种蛋白质减少。推测白色念株菌是通过改变染色体数目或染色体重组来调节基因的表达量,进而产生耐药性[18]。随着蛋白质组技术成熟完善,将对真菌壁及耐药基因分泌的各种蛋白组成分析带来重大突破,并对抗真菌的研制提供重要资料。虽然蛋白质组学还处在一个初期发展研段,但我们相信随着其不断地深入发展,蛋白质组(学)研究在提示诸如生长、发育和代谢调控等生命活动的规律上将会有所突破,对探讨重大疾病的机理、疾病诊断、疾病防治和新药开发将提供重要的理论基础。[ 本帖最后由 snow_white 于 2007-7-20 16:33 编辑 ]snow_white (2007-7-20 16:34:25)二、蛋白质组学的研究进展蛋白质组学强调的是针对蛋白质的一个整体思路。从整体的角度看,蛋白质组研究大致可分为两种类型:一种是针对细胞或组织的全部蛋白质,也就是着眼点是整个蛋白质组;而另一种是以与一个特定的生物学机制或机制相关的全部蛋白质为着眼点,在这里整体是局部性的。针对细胞蛋白质组的完整分析的工作已经比较全面地展开,不仅如大肠杆菌、酵母等低等模式生物的蛋白质组数据库在建立之中,高等生物如水稻和小鼠等的蛋白质研究也已开展,人类一些正常和病变细胞的蛋白质数据库也已在建立之中。与此同时,更多的蛋白质组研究工作则是将着眼点放在蛋白质组的变化或差异上,也就是通过对蛋白质组的比较分析。首先发现并去鉴定在不同生理条件下或不同外界条件下蛋白质组中有差异的蛋白质组分。限于篇幅,本文不对这方面的工作做进一步论述。本文接下来重点介绍近期发表的关于蛋白质组学的几个工作,从中可以看到蛋白质组学的思想方法在蛋白质整体(或局部整体)水平上是如何解决生理学的一些重要问题的。1999年11月《Nature》杂志发表了一篇用蛋白质组学方法研究蛋白质折叠的研究论文[10]。在这篇文章中,Houry等报道了在大肠杆菌胞质中的2500种新生多肽链种只有近300种以GroEL作为分子伴侣来帮助其折叠成正确构象。在以往的相关研究中,通常只是针对某个或某些特定的蛋白质,观察它(们)在折叠过程中是否需要诸如GroEL等分子伴侣的帮助。而在这个工作中,研究是从一个整体的思路出发,首先通过免疫共沉淀的方法获得所有与GroEL结合的肽链,再通过二维电泳和数据库比较等蛋白质研究的手段对这些肽链进行分析鉴定,从而实现了对大肠杆菌近2500条新生多肽链与分子伴侣GroEL的关系的全面分析。在这个工作中,研究者还通过对其中50种与GroEL作用的肽链的鉴定,进一步揭示了决定这些蛋白质能与GroEL相互作用的关键结构特征。应该说,这个工作很好地体现了蛋白质组学的思想方法和技术手段的运用。过去在细胞生物学领域还没有得到过一个主要亚细胞结构的完整的分子图。核孔复合体是一个巨大的跨核膜的八角形结构,是控制大分子在胞质和核质间运输的通道。多年来,很多方法被用来分析这一复合体的组成成分。虽然这些工作取得了很大的进展,但究竟在多大程度上反映了这一复合体的分子原貌仍然是一个未知数。最近通过使用蛋白质组学的手段,Rout等[11]鉴定了完整的酵母核孔复合体所有能检测到的多肽,并系统地对每种可能的蛋白质组分在细胞中定位,结合免疫电镜的方法将各组分在复合体内定位并定量,从而揭示了酵母核孔复合体的完整分子构造,并在此基础上揭示了其工作原理。这个工作可以说是蛋白质组学解决构造生物学问题的一个典范,为揭示其他巨大分子机器的"构造"和工作原理指出了一条新路[12]。通过分析一个蛋白质是否跟功能已知的蛋白质相互作用可得到揭示其功能的线索。因为经验告诉我们,如果两个蛋白质相互作用,那么它们一般参与相同或相关的细胞活动[13]。从近期国际上蛋白质组学研究的发展动向可以看出,揭示蛋白质之间的相互作用关系,建立相互作用关系的网络图,已成为揭示蛋白质组复杂体系与蛋白质功能模式的先导,业已成为蛋白质组学领域的研究热点。2000年初,《Science》登载了一篇应用蛋白质组学的大规模双杂交技术研究线虫生殖器发育的文章[14]。在这个工作中,Walhout等以线虫的生殖发育过程作为研究对象,从已知的27个与线虫发育的蛋白质出发,构造了一个大规模的酵母双杂交系统,得到了100多个相互作用的结果,初步建立了与线虫生殖发育相关的蛋白质相互作用图谱,从而为深入研究和揭示线虫发育的机制等提供了丰富的线索。这个工作不同于一般的应用酵母双杂交进行研究的地方在于,它出于对一个生物学问题的整体思考,尽可能地从所有已知的蛋白质而不只是个别的蛋白质为出发点。这一个工作为以前专注于信号转导过程中单个蛋白质作用的科学家们提供了一个新的思路,即将整个途径的相关蛋白质一起考虑。那么,能否通过酵母双杂交系统来分析一种细胞或特定组织的所有可能的蛋白质之间的相互作用呢?在今年初,《Nature》发表了一篇通过大规模双杂交技术研究酵母近6000个蛋白质之间相互作用的论文[15]。啤酒酵母基因组DNA的全序列业已测定,这为通过双杂交技术来鉴定酵母基因组编码的全部6000种左右的蛋白质间的可能相互作用提供了非常有利的条件。在这个工作中,研究人员采用了两种不同的策略对酵母的蛋白质间的相互作用作了全面分析。一是所谓的列阵筛选法(array screening)。在此方法中,6000株表达不同"猎物"蛋白的酵母单克隆分别加在微滴定板上,带有不同的"诱饵"蛋白的酵母株与前面6000株细胞一一接合形成二倍体细胞,"猎物"蛋白与"诱饵"蛋白的相互作用通过报道基因的表达而被鉴定。这篇文章中报道了192种不同的"诱饵"蛋白与近6000种"猎物"蛋白的相互作用的结果。另一种方法是文库筛选法。该方法与前一种方法的区别是,将表达6000种不同"猎物"蛋白的酵母细胞混在一起构成文库,再将这个文库分别与6000株表达不同"诱饵"蛋白的酵母细胞接合,再进一步筛选鉴定阳性克隆,即"诱饵"与"猎物"发生相互作用的克隆。根据这篇报告,上述两种策略得到了不同的结果,相比之下阵列筛选法更为有效,而文库筛选法的长处是通量大。这一工作的重要意义在于我们已经看到,在基因组序列被了解的基础上,可以利用大规模双杂交技术全面地,当然也是初步地,分析其物种或其细胞、组织的所有蛋白质之间的相互作用关系。相信类似的工作将很快针对其他物种开展,特别是基因组序列已被揭示的物种。由此可见,蛋白质组学已经开始从建立数据库走向解决生命科学的重大问题,成为研究生物学问题或机制的强有力手段。snow_white (2007-7-20 16:37:32)三、蛋白质组学研究进展与趋势曾 嵘 夏其昌(中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所蛋白质组学研究分析中心 上海 200031)如果在五年前提到蛋白质组学(Proteomics),恐怕知之者甚少,而在略知一二者中,部分人还抱有怀疑态度。但是,2001年的Science杂志已把蛋白质组学列为六大研究热点之一,其“热度”仅次于干细胞研究,名列第二。蛋白质组学的受关注程度如今已令人刮目相看。1.蛋白质组学研究的研究意义和背景随着人类基因组计划的实施和推进,生命科学研究已进入了后基因组时代。在这个时代,生命科学的主要研究对象是功能基因组学,包括结构基因组研究和蛋白质组研究等。尽管现在已有多个物种的基因组被测序,但在这些基因组中通常有一半以上基因的功能是未知的。目前功能基因组中所采用的策略,如基因芯片、基因表达序列分析(Serial analysis of gene expression, SAGE)等,都是从细胞中mRNA的角度来考虑的,其前提是细胞中mRNA的水平反映了蛋白质表达的水平。但事实并不完全如此,从DNA mRNA 蛋白质,存在三个层次的调控,即转录水平调控(Transcriptional control ),翻译水平调控(Translational control),翻译后水平调控(Post-translational control )。从mRNA角度考虑,实际上仅包括了转录水平调控,并不能全面代表蛋白质表达水平。实验也证明,组织中mRNA丰度与蛋白质丰度的相关性并不好,尤其对于低丰度蛋白质来说,相关性更差。更重要的是,蛋白质复杂的翻译后修饰、蛋白质的亚细胞定位或迁移、蛋白质-蛋白质相互作用等则几乎无法从mRNA水平来判断。毋庸置疑,蛋白质是生理功能的执行者,是生命现象的直接体现者,对蛋白质结构和功能的研究将直接阐明生命在生理或病理条件下的变化机制。蛋白质本身的存在形式和活动规律,如翻译后修饰、蛋白质间相互作用以及蛋白质构象等问题,仍依赖于直接对蛋白质的研究来解决。虽然蛋白质的可变性和多样性等特殊性质导致了蛋白质研究技术远远比核酸技术要复杂和困难得多,但正是这些特性参与和影响着整个生命过程。传统的对单个蛋白质进行研究的方式已无法满足后基因组时代的要求。这是因为:(1) 生命现象的发生往往是多因素影响的,必然涉及到多个蛋白质。(2) 多个蛋白质的参与是交织成网络的,或平行发生,或呈级联因果。(3) 在执行生理功能时蛋白质的表现是多样的、动态的,并不象基因组那样基本固定不变。因此要对生命的复杂活动有全面和深入的认识,必然要在整体、动态、网络的水平上对蛋白质进行研究。因此在上世纪90年代中期,国际上产生了一门新兴学科-蛋白质组学(Proteomics),它是以细胞内全部蛋白质的存在及其活动方式为研究对象。可以说蛋白质组研究的开展不仅是生命科学研究进入后基因组时代的里程碑,也是后基因组时代生命科学研究的核心内容之一。虽然第一次提出蛋白质组概念是在1994年,但相关研究可以追溯到上世纪90年代中期甚至更早,尤其是80年代初,在基因组计划提出之前,就有人提出过类似的蛋白质组计划,当时称为Human Protein Index计划,旨在分析细胞内的所有蛋白质。但由于种种原因,这一计划被搁浅。90年代初期,各种技术已比较成熟,在这样的背景下,经过各国科学家的讨论,才提出蛋白质组这一概念。国际上蛋白质组研究进展十分迅速,不论基础理论还是技术方法,都在不断进步和完善。相当多种细胞的蛋白质组数据库已经建立,相应的国际互联网站也层出不穷。1996年,澳大利亚建立了世界上第一个蛋白质组研究中心:Australia Proteome Analysis Facility ( APAF )。丹麦、加拿大、日本也先后成立了蛋白质组研究中心。在美国,各大药厂和公司在巨大财力的支持下,也纷纷加入蛋白质组的研究阵容。去年在瑞士成立的GeneProt公司,是由以蛋白质组数据库“SWISSPROT” 著称的蛋白质组研究人员成立的,以应用蛋白质组技术开发新药物靶标为目的,建立了配备有上百台质谱仪的高通量技术平台。而当年提出Human Protein Index 的美国科学家Normsn G. Anderson也成立了类似的蛋白质组学公司,继续其多年未实现的梦想。2001年4月,在美国成立了国际人类蛋白质组研究组织(Human Proteome Organization, HUPO),随后欧洲、亚太地区都成立了区域性蛋白质组研究组织,试图通过合作的方式,融合各方面的力量,完成人类蛋白质组计划(Human Proteome Project)。snow_white (2007-7-20 16:37:49)2.蛋白质组学研究的策略和范围蛋白质组学一经出现,就有两种研究策略。一种可称为“竭泽法”,即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。另一种策略可称为“功能法”,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。早期蛋白质组学的研究范围主要是指蛋白质的表达模式(Expression profile), 随着学科的发展,蛋白质组学的研究范围也在不断完善和扩充。蛋白质翻译后修饰研究已成为蛋白质组研究中的重要部分和巨大挑战。蛋白质-蛋白质相互作用的研究也已被纳入蛋白质组学的研究范畴。而蛋白质高级结构的解析即传统的结构生物学,虽也有人试图将其纳入蛋白质组学研究范围,但目前仍独树一帜。

李宝键教授在“展望21世纪的生命科学”一文中谈到基因组研究计划研究重要性时,引用《Scinence》上“第三次技术命革”中的一句话:“下一个传大时代将是基因组革命时代,它正处于初期阶段。”在当前的研究水平上,只要涉及生命体重要现象的课题,几乎离不开对基因及其作用的分析。2000年6月26日,英美两国首脑会同公私两大人基因组测序集团向世人正式宣告,人基因组的工作草图已绘制完成。科学家把这作为生命科学进入新时代的标志,即后基因组时代(post-genome era)。因此有必要对基因组及其研究内容和进展作一个了解。1基因组学及其研究内容基因组(GENOME)一词是1920年Winkles从GENes和chromosOMEs组成的,用于描述生物的全部基因和染色体组成的概念。1953年Watson和Crick发现DNA双螺旋结构,标志分子生物学的诞生,随着各学科的发展,当前生物学研究进入新的进代,在生物大分子水平上将不同的研究技术和手段有机的结合以攻克生物学难题。基因组研究可以理解为:(1)基因表达概况研究,即比较不同组织和不同发育阶段、正常状态与疾病状态,以及体外培养的细胞中基因表达模式的差异,技术包括传统的RTPCR,RNase保护试验,RNA印迹杂交,但是其不足是一次只能做一个。新的高通量表达分析方法包括微点阵(microarrary),基因表达序列分析(serial analysis of gene expression,SAGE),DNA芯片(DNA chip)等;(2)基因产物-蛋白质功能研究,包括单个基因的蛋白质体外表达方法,以及蛋白质组研究;(3)蛋白质与蛋白质相互作用的研究,利用酵母双杂交系统,单杂交系统(one-hybrid system),三杂交系统(thrdee-hybrid system)以及反向杂交系统(reverse hybrid system)等。1986年美国科学家Thomas Roderick提出了基因组学(Genomics),指对所有基因进行基因组作图(包括遗传图谱、物理图谱、转录图谱),核苷酸序列分析,基因定位和基因功能分析的一门科学。因此,基因组研究应该包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学(structural genomics)和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学(functional genomics)。结构基因组学代表基因组分析的早期阶段,以建立生物体高分辨率遗传、物理和转录图谱为主。功能基因组学代表基因分析的新阶段,是利用结构基因组学提供的信息系统地研究基因功能,它以高通量、大规模实验方法以及统计与计算机分析为特征。随着1990年人类基因组计划(Human Genome Project,HGP)的实施并取得巨大成就,同时模式生物(model organisms)基因组计划也在进行,并先后完成了几个物种的序列分析,研究重心从开始揭示生命的所有遗传信息转移到从分子整体水平对功能的研究上。第一个标志是功能基因组学的产生,第二个标志是蛋白质组学(proteome)的兴起。2 结构基因组学研究内容结构基因组学(structural genomics)是基因组学的一个重要组成部分和研究领域,它是一门通过基因作图、核苷酸序列分析确定基因组成、基因定位的科学。遗传信息在染色体上,但染色体不能直接用来测序,必须将基因组这一巨大的研究对象进行分解,使之成为较易操作的小的结构区域,这个过程就是基因作图。根据使用的标志和手段不同,作图有三种类型,即构建生物体基因组高分辨率的遗传图谱、物理图谱、转录图谱。遗传图谱通过遗传重组所得到的基因在具体染色体上线性排列图称为遗传连锁图。它是通过计算连锁的遗传标志之间的重组频率,确定他们的相对距离,一般用厘摩(cM,即每次减数分裂的重组频率为1%)来表示。绘制遗传连锁图的方法有很多,但是在DNA多态性技术未开发时,鉴定的连锁图很少,随着DNA多态性的开发,使得可利用的遗传标志数目迅速扩增。早期使用的多态性标志有RFLP(限制性酶切片段长度多态性)、RAPD(随机引物扩增多态性DNA)、AFLP(扩增片段长度多态性);80年代后出现的有STR(短串联重复序列,又称微卫星)DNA遗传多态性分析和90年代发展的SNP(单个核苷酸的多态性)分析。物理图谱物理图谱是利用限制性内切酶将染色体切成片段,再根据重叠序列确定片段间连接顺序,以及遗传标志之间物理距离[碱基对(bp)或千碱基(kb)或兆碱基(Mb)的图谱。以人类基因组物理图谱为例,它包括两层含义,一是获得分布于整个基因组30 000个序列标志位点(STS,其定义是染色体定位明确且可用PCR扩增的单拷贝序列)。将获得的目的基因的cDNA克隆,进行测序,确定两端的cDNA序列,约200bp,设计合成引物,并分别利用cDNA和基因组DNA作模板扩增;比较并纯化特异带;利用STS制备放射性探针与基因组进行原位杂交,使每隔100kb就有一个标志;二是在此基础上构建覆盖每条染色体的大片段:首先是构建数百kb的YAC(酵母人工染色体),对YAC进行作图,得到重叠的YAC连续克隆系,被称为低精度物理作图,然后在几十个kb的DNA片段水平上进行,将YAC随机切割后装入粘粒的作图称为高精度物理作图.转录图谱利用EST作为标记所构建的分子遗传图谱被称为转录图谱。通过从cDNA文库中随机条区的克隆进行测序所获得的部分 cDNA的5'或3'端序列称为表达序列标签(EST),一般长300~500bp左右。一般说,mRNA的3' 端非翻译区(3'-UTR)是代表每个基因的比较特异的序列,将对应于3'-UTR的EST序列进行RH定位,即可构成由基因组成的STS图。截止到1998年12月底,在美国国家生物技术信息中心(NCBI)数据库中分布的植物EST的数目总和已达几万条,所测定的人基因组的EST达180万条以上。这些EST不仅为基因组遗传图谱的构建提供了大量的分子标记,而且来自不同组织和器官的EST也为基因的功能研究提供了有价值的信息。此外,EST计划还为基因的鉴定提供了候选基因(candidantes)。其不足之处在于通过随机测序有时难以获得那些低丰度表达的基因和那些在特殊环境条件下(如生物胁迫和非生物胁迫)诱导表达的基因。因此,为了弥补EST计划的不足,必须开展基因组测序。通过分析基因组序列能够获得基因组结构的完整信息,如基因在染色体上的排列顺序,基因间的间隔区结构,启动子的结构以及内含子的分布等。3功能基因组学研究功能基因组学(functional genomics)又往往被称为后基因组学(postgenomics),它利用结构基因组所提供的信息和产物,发展和应用新的实验手段,通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能,使得生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。这是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后转入基因组动态的生物学功能学研究。研究内容包括基因功能发现、基因表达分析及突变检测。基因的功能包括:生物学功能,如作为蛋白质激酶对特异蛋白质进行磷酸化修饰;细胞学功能,如参与细胞间和细胞内信号传递途径;发育上功能,如参与形态建成等采用的手段包括经典的减法杂交,差示筛选,cDNA代表差异分析以及mRNA差异显示等,但这些技术不能对基因进行全面系统的分析。新的技术应运而生,包括基因表达的系统分析,cDNA微阵列,DNA芯片等。鉴定基因功能最有效的方法是观察基因表达被阻断或增加后在细胞和整体水平所产生的表型变异,因此需要建立模式生物体。比较基因组学(Comparative Genomics)是基于基因组图谱和测序基础上,对已知的基因和基因组结构进行比较,来了解基因的功能、表达机理和物种进化的学科。利用模式生物基因组与人类基因组之间编码顺序上和结构上的同源性,克隆人类疾病基因,揭示基因功能和疾病分子机制,阐明物种进化关系,及基因组的内在结构。目前从模式生物基因组研究中得出一些规律:模式生物基因组一般比较小,但编码基因的比例较高,重复顺序和非编码顺序较少;其G+C%比较高;内含子和外显子的结构组织比较保守,剪切位点在多种生物中一致;DNA 冗余,即重复;绝大多数的核心生物功能由相当数量的orthologous蛋白承担;Synteny连锁的同源基因在不同的基因组中有相同的连锁关系等。模式生物基因组研究揭示了人类疾病基因的功能,利用基因顺序上的同源性克隆人类疾病基因,利用模式生物实验系统上的优越性,在人类基因组研究中的应用比较作图分析复杂性状,加深对基因组结构的认识。 此外,可利用诱变技术测定未知基因,基因组多样性以及生物信息学(Bioinformatics)的应用。4蛋白质组学研究基因是遗传信息的携带者,而全部生物功能的执行者却是蛋白质,它有自身的活动规律,因而仅仅从基因的角度来研究是远远不够的,必须研究由基因转录和翻译出蛋白质的过程,才能真正揭示生命的活动规律,由此产生了研究细胞内蛋白质组成及其活动规律的新兴学科——蛋白质组学(proteomics)。蛋白质组(proteome)是由澳大利亚Macquarie大学的Wilkins和Williams于1994首先提出,并见于1995年7月的“Electrophonesis”上,指全部基因表达的全部蛋白质及其存在方式,是一个基因、一个细胞或组织所表达的全部蛋白质成分,蛋白质组学是对不同时间和空间发挥功能的特定蛋白质群体的研究。它从蛋白质水平上探索蛋白质作用模式、功能机理、调节控制以及蛋白质群体内相互作用,为临床诊断、病理研究、药物筛选、药物开发、新陈代谢途径等提供理论依据和基础。 蛋白质组学旨在阐明生物体全部蛋白质的表达模式及功能模式,内容包括鉴定蛋白质表达、存在方式(修饰形式)、结构、功能和相互作用方式等。它不同于传统的蛋白质学科,是在生物体或其细胞的整体蛋白质水平上进行的,从一个机体或一个细胞的蛋白质整体活动来揭示生命规律。但由于蛋白质具有多样性和可变性,复杂性,低表达蛋白质难以检测等,应该明确其研究的艰难性。总体上研究可以分为两个方面:对蛋白质表达模式(或蛋白质组成)研究,对蛋白质功能模式(目前集中在蛋白质相互作用网络关系)研究。对蛋白质组研究可以提供如下信息:从基因序列预测的基因产物是否以及何时被翻译;基因产物的相对浓度;翻译后被修饰的程度等。由于蛋白质数目小于基因组中开放阅读框(ORF, open reading frame)数目,因此提出功能蛋白质组学(functional proteomics),功能蛋白质指在特定时间、特定环境和试验条件下基因组活跃表达的蛋白质,只是总蛋白质组的一部分。功能蛋白质组学研究是位于对个别蛋白质的传统蛋白质研究和以全部蛋白质为研究对象的蛋白质研究之间的层次,是细胞内与某个功能有关或某种条件下的一群蛋白质。对蛋白质组成分析鉴定,要求对蛋白质进行表征化,即分离、鉴定图谱化,包括两个步骤:蛋白质分离和鉴定。双向凝胶电泳(2-DGE)和质谱(MS)是主要的技术。近年来,有关技术和生物信息学在不断并迅速开发和发展中。蛋白质组研究技术体系包括:样品制备;双向聚丙烯酰胺凝胶电泳(two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis,2-D PAGE);蛋白质的染色;凝胶图像分析;蛋白质分析;蛋白质组数据库。其中三大关键是:双向凝胶电泳技术、质谱鉴定、计算机图像数据处理与蛋白质数据库。5与基因组学相关学科诞生随着基因组学研究的不断深入,人类有望揭示生命物质世界的各种前所未知的规律,完全揭开生命之谜,进而驾驶生命,使之为人类的社会经济服务。基因组研究和其它学科研究交叉,促进一些学科诞生,如营养基因组学(nutritional genomics),环境基因组学(environmental genomics),药物基因组学(phamarcogenomics),病理基因组学(pathogenomics),生殖基因组学(reproductive genomics),群体基因组学(population genomics)等。其中,生物信息学正成为备受关注的新型产业的支撑点。生物信息学是以生物大分子为研究,以计算机为工具,运用数学和信息科学的观点、理论和方法去研究生命现象、组织和分析呈指数级增长的生物信息数据的一门科学。研究重点体现在基因组学和蛋白质两个方面。首先是研究遗传物质的载体DNA及其编码的大分子量物质,以计算机为工具,研究各种学科交叉的生物信息学的方法,找出其规律性,进而发展出适合它的各种软件,对逐步增长的DNA 和蛋白质的序列和结构进行收集、整理、发布、提取、加工、分析和发现。由数据库、计算机网络和应用软件三大部分组成。其关注的研究热点包括:序列对比,基因识别和DNA序列分析,蛋白质结构预测,分子进化,数据库中知识发现(Knowledge Discovery in Database, KDD)。这一领域的重大科学问题有:继续进行数据库的建立和优化;研究数据库的新理论、新技术、新软件;进行若干重要算法的比较分析;进行人类基因组的信息结构分析;从生物信息数据出发开展遗传密码起源和生物进化研究;培养生物信息专业人员,建立国家生物医学数据库和服务系统[5]。20世纪末生物学数据的大量积累将导致新的理论发现或重大科学发现。生物信息学是基于数据库与知识发现的研究,对生命科学带来革命性的变化,对医药、卫生、食品、农业等产业产生巨大的影响。邹承鲁教授在谈论21世纪的生命科学时讲到,生物学在20世纪已取得巨大的发展,数理科学广泛而又深刻地深入生物学的结果在新的高度上揭示了生命的奥妙,全面改变了生物学的面貌。生物学不仅是当前自然科学发展的热点,进入21世纪后将仍然如此。科学家称21世纪是信息时代。生物科学和信息科学结合,无疑是多个学科发展的必然结果。

大豆蛋白提取方法研究进展论文

从大豆中同时分离出油脂和蛋白从而获得大豆蛋白。采用这种方法所获得的大豆蛋白其含量以干固形物为基准,最低不少于55%,豆油含量以蛋白重量为准为2~32%。 提取方法 将洗净和去皮的大豆研磨,然后在过氧化物和水中将研磨产品制成浆状。通过离心,从浆液中获得提取的蛋白。把浆液pH值调到8,以溶解蛋白,去掉不溶成分和游离油脂,再把pH值降到,从浆液中即可获得沉淀蛋白,其蛋白质含量不低于85%。上述方法稍加更改,提取物中的蛋白和油脂含量可能发生变化,生产出含油提取物,其蛋白含量55%。实例 洗净的大豆70℃预先加热处理,使其水分含量达6%。然后破碎脱皮,将去皮大豆经Contraplex Pin磨研磨。用美制的70目筛子筛出99%的细粉,用100目的筛子筛出85%的细粉。再将大豆粉放进60℃的水里,水中约含有的过氧化氢,豆粉与水的比例为1∶12。然后添加氢氧化钠水溶液,并不断搅拌,添加到pH值为8~9即可,静置30分钟。水状浆液即可分离成水状“A”、固态“B”和油状或乳状“C”。将“B”与水以5∶1的比例混合搅拌,按上述方法还可分出离出水状“D”,将“A”和“D”混合,用盐酸将pH调到,蛋白固形物则沉淀。离心即得固态“G”和乳清状“H”,将“G”喷粉干燥生产出分离蛋白。上述工序重复多次生产出蛋白提取物,以整个干固形物为基准,其蛋白含量为81~85%,油脂含量为7~9%。用这种方法所获得提取物比用传统有机溶剂提取的含油的蛋白质延长了货架期。特别是提取的蛋白,油脂尽管含量不低于2%,其货架期却延长。

可以用等电点法、盐析法、有机溶剂的分级沉淀法来提取用考马斯亮蓝结合法测定它们的纯度高低

大豆分离蛋白的提取方法有碱溶酸沉法、膜分离法、吸附法和醇溶法;大豆浓缩蛋白的提取方法有稀酸沉淀法和醇洗法;大豆组织蛋白的提取方法有挤压膨化法、纺丝法。

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