10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 1
Proteomic
复旦大学生命科学学院吴超群
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 2
Defining Proteomics
Branch of discovery science focusing on proteins
In 1994 defined as,the complete set of proteins that is
expressed and modified following expression by the
entire genome in the lifetime of a cell”,If we look at an
organism it means that we are looking at the proteome of
3 trillion of cells and ~1000 different cell types with
different protein profiles.
Can be more specific such as the complement of
proteins expressed by a cell at any one time.
Today proteomics is a scientific discipline that will bridge
the gap between our understanding of genome
sequences and cellular behavior,
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 3
Genomics and Proteomics a new
field with a new vocabulary
-Omics,
means area
of research
DNA
RNA
proteins
Metabolites
Protein-protein,Protein-DNA,
Protein-RNA interactions
Genome
Transcriptome
Proteome
Metabolome
Interactome
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 4
The,omics” nomenclature…
Genomics
DNA (Gene)
Functional
Genomics
Transcriptomics RNA
Proteomics
PROTEIN
Metabolomics METABOLITE
Transcription
Translation
Enzymatic
reaction
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 5
Why study protein expression?
Cytosol
Nucleus
Inactive mRNA
RNA
Degradation
control
RNA
Transport
control
Translation control
Post-translational
control
Primary
RNA
transcript
Transcriptional
control
RNA
Processing
control
mRNA
mRNA
DNA
Modified
protein
protein
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 6
The proteome
– Protein complement of a genome
Variable
– In different cell and tissue types in same organism
– In different growth and developmental stages of
organism
Dynamic
– Depends on response of genome to environmental
factors
Disease state
Drug challenge
Growth conditions
Stress
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 7
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 8
Content
I,Introduction
II,Proteomics and Genomics
III,Identification and Quantification
of Proteins
IV,Structural Proteomics
V,Identification of Protein Post-
translational Modifications
VI,Protease degradomics:
VII,Platforms for proteomics
VIII,Mass Spectrometry
IX,Post-MS Analysis
X,Bioinformatics for Proteomics
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 9
Part I.
Introduction
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 10
二十世纪中期以来,随着DNA双螺旋结构的提出和蛋白质空间结构的
X射线解析,开始了分子生物学时代,
对遗传信息载体DNA和生命功能的主要体现者蛋白质的研究,成为生命科学研究的主要内容。
二十世纪中期以来,随着双螺旋结构的提出和蛋白质空间结构的射线解析,开始了分子生物学时代,
对遗传信息载体和生命功能的主要体现者蛋白质的研究,成为生命科学研究的主要内容。
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 11
人类蛋白质组研究对人类蛋白质组研究主要聚焦在特异的组织、
细胞和疾病上。人的各种组织、器官、细胞乃至各种细胞器已被广泛研究。人的各种体液(血液、淋巴、脊髓、乳汁、尿液等)都被用于研究与某些疾病的关系。许多科学家致力于各种肿瘤组织与正常组织之间蛋白质谱差异的研究。这些研究已经找到了一些肿瘤特异性的标志物。例如,在对肾癌的研究中发现有四种蛋白质存在于正常肾组织而在肾癌细胞中消失。其中两种分别是辅酶Q蛋白色素还原酶和线粒体泛醌氧化—还原复合物I,这提示线粒体功能低下可能与肿瘤的发生有关。
人类蛋白质组研究对人类蛋白质组研究主要聚焦在特异的组织、
细胞和疾病上。人的各种组织、器官、细胞乃至各种细胞器已被广泛研究。人的各种体液(血液、淋巴、脊髓、乳汁、尿液等)都被用于研究与某些疾病的关系。许多科学家致力于各种肿瘤组织与正常组织之间蛋白质谱差异的研究。这些研究已经找到了一些肿瘤特异性的标志物。例如,在对肾癌的研究中发现有四种蛋白质存在于正常肾组织而在肾癌细胞中消失。其中两种分别是辅酶蛋白色素还原酶和线粒体泛醌氧化还原复合物,这提示线粒体功能低下可能与肿瘤的发生有关。
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 12
蛋白质组(proteome)由澳大利亚学者Wilkins
和Williams等于1994年提出,指的是由基因组编码的全部蛋白质,即某一物种、个体、器官、组织乃至细胞的全部蛋白质。与以往的蛋白质化学的研究不同,
蛋白质组研究的对象不是单一或少数的蛋白质,它着重的是全面性和整体性,需要获得体系内所有蛋白质组分的物理、化学及生物学参数,如分子量、等电点、
表达量等。它是动态的,有它的时间性、可调节性;
进而能够在细胞和生命有机体的整体水平上阐明生命现象的本质和活动规律。
蛋白质组()由澳大利亚学者和等于年提出,指的是由基因组编码的全部蛋白质,即某一物种、个体、器官、组织乃至细胞的全部蛋白质。与以往的蛋白质化学的研究不同,
蛋白质组研究的对象不是单一或少数的蛋白质,它着重的是全面性和整体性,需要获得体系内所有蛋白质组分的物理、化学及生物学参数,如分子量、等电点、
表达量等。它是动态的,有它的时间性、可调节性;
进而能够在细胞和生命有机体的整体水平上阐明生命现象的本质和活动规律。
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 13
蛋白质组研究的核心是系统识别一个细胞或组织中表达的每一个蛋白质,以及确定每个蛋白质的突出特征。其分析技术包括分离蛋白质和肽的分离科学、识别和定量分析物的分析科学和数据管理及分析的生物信息学。
Proteomic
复旦大学生命科学学院吴超群
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 2
Defining Proteomics
Branch of discovery science focusing on proteins
In 1994 defined as,the complete set of proteins that is
expressed and modified following expression by the
entire genome in the lifetime of a cell”,If we look at an
organism it means that we are looking at the proteome of
3 trillion of cells and ~1000 different cell types with
different protein profiles.
Can be more specific such as the complement of
proteins expressed by a cell at any one time.
Today proteomics is a scientific discipline that will bridge
the gap between our understanding of genome
sequences and cellular behavior,
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 3
Genomics and Proteomics a new
field with a new vocabulary
-Omics,
means area
of research
DNA
RNA
proteins
Metabolites
Protein-protein,Protein-DNA,
Protein-RNA interactions
Genome
Transcriptome
Proteome
Metabolome
Interactome
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 4
The,omics” nomenclature…
Genomics
DNA (Gene)
Functional
Genomics
Transcriptomics RNA
Proteomics
PROTEIN
Metabolomics METABOLITE
Transcription
Translation
Enzymatic
reaction
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 5
Why study protein expression?
Cytosol
Nucleus
Inactive mRNA
RNA
Degradation
control
RNA
Transport
control
Translation control
Post-translational
control
Primary
RNA
transcript
Transcriptional
control
RNA
Processing
control
mRNA
mRNA
DNA
Modified
protein
protein
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 6
The proteome
– Protein complement of a genome
Variable
– In different cell and tissue types in same organism
– In different growth and developmental stages of
organism
Dynamic
– Depends on response of genome to environmental
factors
Disease state
Drug challenge
Growth conditions
Stress
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 7
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 8
Content
I,Introduction
II,Proteomics and Genomics
III,Identification and Quantification
of Proteins
IV,Structural Proteomics
V,Identification of Protein Post-
translational Modifications
VI,Protease degradomics:
VII,Platforms for proteomics
VIII,Mass Spectrometry
IX,Post-MS Analysis
X,Bioinformatics for Proteomics
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 9
Part I.
Introduction
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 10
二十世纪中期以来,随着DNA双螺旋结构的提出和蛋白质空间结构的
X射线解析,开始了分子生物学时代,
对遗传信息载体DNA和生命功能的主要体现者蛋白质的研究,成为生命科学研究的主要内容。
二十世纪中期以来,随着双螺旋结构的提出和蛋白质空间结构的射线解析,开始了分子生物学时代,
对遗传信息载体和生命功能的主要体现者蛋白质的研究,成为生命科学研究的主要内容。
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 11
人类蛋白质组研究对人类蛋白质组研究主要聚焦在特异的组织、
细胞和疾病上。人的各种组织、器官、细胞乃至各种细胞器已被广泛研究。人的各种体液(血液、淋巴、脊髓、乳汁、尿液等)都被用于研究与某些疾病的关系。许多科学家致力于各种肿瘤组织与正常组织之间蛋白质谱差异的研究。这些研究已经找到了一些肿瘤特异性的标志物。例如,在对肾癌的研究中发现有四种蛋白质存在于正常肾组织而在肾癌细胞中消失。其中两种分别是辅酶Q蛋白色素还原酶和线粒体泛醌氧化—还原复合物I,这提示线粒体功能低下可能与肿瘤的发生有关。
人类蛋白质组研究对人类蛋白质组研究主要聚焦在特异的组织、
细胞和疾病上。人的各种组织、器官、细胞乃至各种细胞器已被广泛研究。人的各种体液(血液、淋巴、脊髓、乳汁、尿液等)都被用于研究与某些疾病的关系。许多科学家致力于各种肿瘤组织与正常组织之间蛋白质谱差异的研究。这些研究已经找到了一些肿瘤特异性的标志物。例如,在对肾癌的研究中发现有四种蛋白质存在于正常肾组织而在肾癌细胞中消失。其中两种分别是辅酶蛋白色素还原酶和线粒体泛醌氧化还原复合物,这提示线粒体功能低下可能与肿瘤的发生有关。
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 12
蛋白质组(proteome)由澳大利亚学者Wilkins
和Williams等于1994年提出,指的是由基因组编码的全部蛋白质,即某一物种、个体、器官、组织乃至细胞的全部蛋白质。与以往的蛋白质化学的研究不同,
蛋白质组研究的对象不是单一或少数的蛋白质,它着重的是全面性和整体性,需要获得体系内所有蛋白质组分的物理、化学及生物学参数,如分子量、等电点、
表达量等。它是动态的,有它的时间性、可调节性;
进而能够在细胞和生命有机体的整体水平上阐明生命现象的本质和活动规律。
蛋白质组()由澳大利亚学者和等于年提出,指的是由基因组编码的全部蛋白质,即某一物种、个体、器官、组织乃至细胞的全部蛋白质。与以往的蛋白质化学的研究不同,
蛋白质组研究的对象不是单一或少数的蛋白质,它着重的是全面性和整体性,需要获得体系内所有蛋白质组分的物理、化学及生物学参数,如分子量、等电点、
表达量等。它是动态的,有它的时间性、可调节性;
进而能够在细胞和生命有机体的整体水平上阐明生命现象的本质和活动规律。
10/27/2005 Chaoqun Wu,Fudan University 13
蛋白质组研究的核心是系统识别一个细胞或组织中表达的每一个蛋白质,以及确定每个蛋白质的突出特征。其分析技术包括分离蛋白质和肽的分离科学、识别和定量分析物的分析科学和数据管理及分析的生物信息学。