一、蛋白質組學概述“蛋白質組”一詞的英文是Proteome，它是proteins 和genome 兩個詞的組合，意思是proteins expressed by a genome，即為基因組表達的蛋白質。蛋白質組的概念是1994 年由Wilkins先提出，并在1995 年7月的“Electrophoresis”上發表，指“一個細胞或一種組織基因組所表達的全部蛋白質”， 蛋白質組學(proteomics) 是從整體水平上研究細胞內蛋白質的組成及其活動規律。與基因固定不變的基因組不同，蛋白質組作為相應基因組所表達的產物隨時間、地點、環境等條件變化。在同一機體不同的組織和不同細胞中、蛋白質的種類、數量不同； 即使同一組織或細胞在不同的發育階段、生理狀態、甚至不同的外界環境下，其蛋白質組也是在不斷的變化之中； 在病理或治療過程中， 與正常生理過程也不同。因此， 蛋白質組是一個動態的概念。其目的是從整體的角度分析機體內動態變化的蛋白質組成成分、表達水平、修飾狀態，了解蛋白質之間的相互作用和， 揭示蛋白質功能與生命活動的規律。
蛋白質組學的研究分為3方面:(1) 蛋白質大規模鑒定和轉錄后修飾的微特征研究。
(2) 差異顯示蛋白質組學，即蛋白質表達水平的研究， 對腫瘤等疾病的應用有著廣闊的景。
(3) 蛋白質間相互作用和翻譯后修飾的研究。分析不同蛋白質的表達可用來比較正常組織和腫瘤組織之間的差別，蛋白組學將成為鑒別疾病的標記物，可以闡述某種機制，這種機制在越來越多的分析中被應用。人類的基因組比預期要小的多，并且基因組計劃中的腫瘤相關基因現在才被知道，然而較小的基因不能反映單一的蛋白質組。通常，廣泛的翻譯后修飾例如磷酸化、糖基化，蛋白水解處理作用都是很常見的方式。蛋白質翻譯后修飾能夠顯著地改變蛋白質的功能，因此可以表達出細胞和組織特征。因此，在基因組中，蛋白組學的挑戰就是通過蛋白效應器的知識理解組織特征，并且把它應用到臨床中。
二、蛋白質組學分析方法蛋白質組學可以利用蛋白微數列、電泳和質譜分析法檢測、識別和特征標記的蛋白進行分析。這些方法有其獨特的優點和局限性，根據各自能力評估蛋白質組譜。
1.蛋白微數列技術
蛋白微數列是將大量
抗體或者大量組織蛋白質樣品一次標記在載玻片上進行檢測分析。這種方法能夠檢測大量蛋白質的存在或者大量組織樣本表達的水平，但是這種技術在特異性和敏感性抗體的可用性方面是有限的。此外抗體的特異性必須通過免疫印跡證實，并且需要內部的對照，尤其是抗體的微數列沒有預測的親和力和特異性。盡管如此，大量商品化抗體的應用使得應用蛋白微數列成為可能。
2.雙向凝膠電泳
雙向電泳在1975年由O’Farrell發明,其原理是：*向基于蛋白質的等電點不同，用等電聚焦分離.第二向則按分子質量的不同用十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠把復雜蛋白混合物中的蛋白質在二維平面上分離，這種方法尤其適用于分子量相似的蛋白質。采用蛋白質組重疊群 , 即利用多個不同pH梯度和分子量上相互重疊的2-DE 圖譜, 拼接成一張完整2-DE 圖譜, 大大提高了分辨率和進樣量, 這對于低豐度蛋白的檢出十分有利。個別蛋白質可以被染色水解為肽，這些可以通過質譜分析法進行分析。肽的酶解圖譜可以根據蛋白質的數據庫進行分析。
3.質譜分析法
蛋白組學主要的工具就是質譜分析法。這種方法是將基因轉變成氣體離子后，根據投料比例分析蛋白質。吸解作用和離子化技術例如基質輔助的激光解吸離子化技術，為檢測和分辨蛋白質提供了高水平的敏感度和度，這種技術的高敏感度和樣品的簡化使得這項技術便利化，但是它也存在局限性。分析復雜的樣品例如血清相比檢測蛋白困難大的多。
原創作者：上海遠慕生物科技有限公司
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