蛋白质组学—研究方法与实验方案

-----Proteomics : Methods and Protocols

作者： Jorg Reinders and Albert Sickmann

出版：科学出版社

索书号： Q51/P967rj/2012/Y

藏书地点：武大外教中心

随着人类基因组计划的实施和推进，生命科学研究已经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。传统的对单个蛋白质进行研究的方式已无法满足都基因组时代的要求。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，并不像基因组那样基本固定不变。因此要对生命的发杂活动有全面和深入的认识，必然要在整体、动态、网络的水平对蛋白质进行研究。1995年，澳大利亚Macquarie大学首先提出了蛋白质组的概念，它源于蛋白质与基因组两个词的组合，是指一个细胞、组织或有机体所表达的全部蛋白质。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。

由于同一时间特定的细胞、组织或有机体中并非所有的蛋白质都表达，故蛋白质组具有高度动态性及细胞特异性，一个有机体的不同细胞能够表达出它的全部蛋白的不同阶段。蛋白质的结构和功能最终直接影响着生命活动的变化，基因转录水平的研究只能在一定程度上反应基因表达产物的变化，而真正发挥功能的蛋白要经过转录后加工、翻译调控以及翻译后加工等多步骤和调控才能形成，因而对蛋白质的直接研究更能真实的解释各种生命现象。蛋白质组的研究是揭示基因功能的有力工具，是了解细胞分子组成和功能的希望所在。对细胞、组织和器官的蛋白质组的研究，可以提供完整、全面的细胞过程和疾病状态的所有信息。

《蛋白质组学—研究方法与实验方案》这本书描述了从经典的蛋白质化学到蛋白质组学的演变过程，从建立的高分辨分离技术如二维凝胶电泳和质谱技术，到利用这些技术所发展的研究分支。由于蛋白质的复杂性和动态性，在使用这些技术进行蛋白质组学的研究过程中带来很多新的挑战，从而产生了一些新的研究分支。书中论述了蛋白质组学研究中的一些热门问题：（1）蛋白质样本的分离与制备技术：如何在分析中降低蛋白质样本的复杂性，富集低丰度蛋白质，如何选择具有代表性的样本等等；（2）以凝胶为基础的蛋白质组学：使用二凝胶电泳的方法可以分辨超过10000中不同的化合物，适合处理非常复杂的蛋白质混合物，但是这种技术的局限性在于其重复性和动态范围；（3）以多肽为基础的蛋白质组学：由于对蛋白质的分离存在重重困难，因此提出了以多肽为基础开展的蛋白质组学。蛋白质经过降解成多肽片段，经过液相色谱的分离以及质谱的鉴定，进行分析。这个方法也促进了液相色谱的又一次繁荣。但是以多肽为基础，缺点也是很明显的，将蛋白裂解为多肽，忽视了蛋白质的修饰状态；（4）定量蛋白质组学：同位素标记技术广泛用于小分子分析，而在蛋白质组学研究中，SILAC特别适合细胞培养物检测，精确性、可靠性和可重复性能都很好，缺陷在于，只提供相对定量，只能对相对丰度进行比较；（5）蛋白质组学数据分析：蛋白质组学研究的另一个主要困难是会产生巨量的数据，这些数以万计的数据只能通过自动软件进行分析，因此开发更有效的从复杂的蛋白质组数据中自动筛选有兴趣的蛋白质方法与软件非常重要。

《蛋白质组学—研究方法与实验方案》本书是在2012年由科学出版社出版，作者Jorg Reinders and Albert Sickmann，本书的主要特点是：

1、汇集了很多世界一流科学家的研究成果，不仅评述了蛋白质组学研究不同领域中的挑战和机会，而且提供了一些蛋白质组学研究中成功案例的详细试验方法。

2、本书行文简练，每个章节包括了各自主题的介绍，列出实验必须材料、试剂和所用实验步骤，这些操作在各自实验室容易复制实现。

3、更重要的是，书中注明了一些问题的解决方法，指出了实验误区，使实验研究人员可以少走弯路，提高实验效率

总的来说，《蛋白质组学—研究方法与实验方案》一书作为一本有价值的参考书，可以引起读者对蛋白质组学这个复杂且重要领域的兴趣。

本书目录：

前言

第一章蛋白质组学简介

第二章高分辨率二维电泳

第三章非经典二维电泳

第四章蛋白质检测与定量技术用于基于凝胶的蛋白质组学分析

第五章基质辅助激光解吸电离质谱

第六章毛细管电泳质谱联用应用与人尿液蛋白质组学分析与生物标志物发现

第七章多肽钠升级液相色谱指南

第八章多维蛋白鉴定技术

第九章肽段为中心的蛋白质组学技术分析血小板蛋白

第十章高分辨率质谱蛋白质组分析技术鉴定小鼠小肠20S蛋白质分子组成

第十一章易于液相色谱质谱联用的定量蛋白质组学

第十二章胶内酶切同位素标记蛋白技术用于相对定量

第十三章电喷雾质谱技术用于血浆蛋白质组定量分析

第十四章算法和数据库

第十五章鸟枪法蛋白质鉴定和质谱法蛋白质定量

第十六章脑蛋白氧化修饰蛋白质组学鉴定

第十七章同位素标记、磷酸化多肽亲和富集技术用于液相色谱-串联质谱蛋白质组分析

第十八章细胞器蛋白质组学：天然蛋白胶内酶切筛选减少样本的复杂性

第十九章聚合物双水相系统逆流分配法分离神经系统内膜

第二十章液相色谱串联质谱技术进行拟南芥蛋白质组分析的质膜蛋白富集和制备

第二十一章 Strep/FLAG串联亲和纯化标签用于哺乳动物细胞蛋白质复合物串联亲和纯化

第二十二章顺序多肽亲和纯化系统分离和鉴定大厂杆菌蛋白质复合物

第二十三章生物信息学方法分析蛋白质相互作用

索引

（武汉大学生命科学学院研究生张英）