分子生物學什麼是蛋白質組學

⑴ 繼續一篇關於蛋白質組學的論文

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分子生物學(molecular biology)
在分子水平上研究生命現象的科學。研究生物大分子(核酸、蛋白質)的結 構、功能和生物合成等方面來闡明各種生命現象的本質。研究內容包括各種生命過程如光合作用、發育的分子機制、神經活動的機理、癌的發生等。
從分子水平研究生物大分子的結構與功能從而闡明生命現象本質的科學。自20世紀50年代以來，分子生物學是生物學的前沿與生長點，其主要研究領域包括蛋白質體系、蛋白質-核酸體系 (中心是分子遺傳學)和蛋白質-脂質體系（即生物膜）。
生物大分子，特別是蛋白質和核酸結構功能的研究，是分子生物學的基礎。現代化學和物理學理論、技術和方法的應用推動了生物大分子結構功能的研究，從而出現了近30年來分子生物學的蓬勃發展。分子生物學和生物化學及生物物理學關系十分密切，它們之間的主要區別在於：①生物化學和生物物理學是用化學的和物理學的方法研究在分子水平，細胞水平，整體水平乃至群體水平等不同層次上的生物學問題。而分子生物學則著重在分子（包括多分子體系）水平上研究生命活動的普遍規律；②在分子水平上，分子生物學著重研究的是大分子，主要是蛋白質，核酸，脂質體系以及部分多糖及其復合體系。而一些小分子物質在生物體內的轉化則屬生物化學的范圍；③分子生物學研究的主要目的是在分子水平上闡明整個生物界所共同具有的基本特徵，即生命現象的本質；而研究某一特定生物體或某一種生物體內的某一特定器官的物理、化學現象或變化，則屬於生物物理學或生物化學的范疇。
發展簡史 結構分析和遺傳物質的研究在分子生物學的發展中作出了重要的貢獻。結構分析的中心內容是通過闡明生物分子的三維結構來解釋細胞的生理功能。1912年英國 W.H.布喇格和W.L.布喇格建立了X射線晶體學，成功地測定了一些相當復雜的分子以及蛋白質的結構。以後布喇格的學生W.T.阿斯特伯里和J.D.貝爾納又分別對毛發、肌肉等纖維蛋白以及胃蛋白酶、煙草花葉病毒等進行了初步的結構分析。他們的工作為後來生物大分子結晶學的形成和發展奠定了基礎。50年代是分子生物學作為一門獨立的分支學科脫穎而出並迅速發展的年代。首先是在蛋白質結構分析方面，1951年L.C.波林等提出了 α-螺旋結構，描述了蛋白質分子中肽鏈的一種構象。1955年F.桑格完成了胰島素的氨基酸序列的測定。接著 J.C.肯德魯和M.F.佩魯茨在X射線分析中應用重原子同晶置換技術和計算機技術分別於1957和1959年闡明了鯨肌紅蛋白和馬血紅蛋白的立體結構。1965年中國科學家合成了有生物活性的胰島素，首先實現了蛋白質的人工合成。
另一方面，M.德爾布呂克小組從1938年起選擇噬菌體為對象開始探索基因之謎。噬菌體感染寄主後半小時內就復制出幾百個同樣的子代噬菌體顆粒，因此是研究生物體自我復制的理想材料。1940年G.W.比德爾和E.L.塔特姆提出了「一個基因，一個酶」的假設，即基因的功能在於決定酶的結構，且一個基因僅決定一個酶的結構。但在當時基因的本質並不清楚。1944年O.T.埃弗里等研究細菌中的轉化現象，證明了DNA是遺傳物質。1953年J.D.沃森和F.H.C.克里克提出了DNA的雙螺旋結構，開創了分子生物學的新紀元。在此基礎上提出的中心法則，描述了遺傳信息從基因到蛋白質結構的流動。遺傳密碼的闡明則揭示了生物體內遺傳信息的貯存方式。1961年F.雅各布和J.莫諾提出了操縱子的概念，解釋了原核基因表達的調控。到20世紀60年代中期，關於DNA自我復制和轉錄生成RNA的一般性質已基本清楚，基因的奧秘也隨之而開始解開了。
僅僅30年左右的時間，分子生物學經歷了從大膽的科學假說，到經過大量的實驗研究，從而建立了本學科的理論基礎。進入70年代，由於重組DNA研究的突破，基因工程已經在實際應用中開花結果，根據人的意願改造蛋白質結構的蛋白質工程也已經成為現實。
基本內容 蛋白質體系 蛋白質的結構單位是α-氨基酸。常見的氨基酸共20種。它們以不同的順序排列可以為生命世界提供天文數字的各種各樣的蛋白質。
蛋白質分子結構的組織形式可分為 4個主要的層次。一級結構，也叫化學結構，是分子中氨基酸的排列順序。首尾相連的氨基酸通過氨基與羧基的縮合形成鏈狀結構，稱為肽鏈。肽鏈主鏈原子的局部空間排列為二級結構。二級結構在空間的各種盤繞和捲曲為三級結構。有些蛋白質分子是由相同的或不同的亞單位組裝成的，亞單位間的相互關系叫四級結構。
蛋白質的特殊性質和生理功能與其分子的特定結構有著密切的關系，這是形形色色的蛋白質所以能表現出豐富多彩的生命活動的分子基礎。研究蛋白質的結構與功能的關系是分子生物學研究的一個重要內容。
隨著結構分析技術的發展，現在已有幾千個蛋白質的化學結構和幾百個蛋白質的立體結構得到了闡明。70年代末以來，採用測定互補DNA順序反推蛋白質化學結構的方法，不僅提高了分析效率，而且使一些氨基酸序列分析條件不易得到滿足的蛋白質化學結構分析得以實現。
發現和鑒定具有新功能的蛋白質，仍是蛋白質研究的內容。例如與基因調控和高級神經活動有關的蛋白質的研究現在很受重視。
蛋白質－核酸體系 生物體的遺傳特徵主要由核酸決定。絕大多數生物的基因都由 DNA構成。簡單的病毒，如λ噬菌體的基因組是由 46000個核苷酸按一定順序組成的一條雙股DNA（由於是雙股DNA，通常以鹼基對計算其長度）。細菌，如大腸桿菌的基因組，含4×106鹼基對。人體細胞染色體上所含DNA為3×109鹼基對。
遺傳信息要在子代的生命活動中表現出來，需要通過復制、轉錄和轉譯。復制是以親代 DNA為模板合成子代 DNA分子。轉錄是根據DNA的核苷酸序列決定一類RNA分子中的核苷酸序列；後者又進一步決定蛋白質分子中氨基酸的序列，就是轉譯。因為這一類RNA起著信息傳遞作用，故稱信使核糖核酸(mRNA)。由於構成RNA的核苷酸是4種，而蛋白質中卻有20種氨基酸，它們的對應關系是由mRNA分子中以一定順序相連的 3個核苷酸來決定一種氨基酸，這就是三聯體遺傳密碼。
基因在表達其性狀的過程中貫串著核酸與核酸、核酸與蛋白質的相互作用。DNA復制時，雙股螺旋在解旋酶的作用下被拆開，然後DNA聚合酶以親代DNA鏈為模板，復制出子代 DNA鏈。轉錄是在 RNA聚合酶的催化下完成的。轉譯的場所核糖核蛋白體是核酸和蛋白質的復合體，根據mRNA的編碼，在酶的催化下，把氨基酸連接成完整的肽鏈。基因表達的調節控制也是通過生物大分子的相互作用而實現的。如大腸桿菌乳糖操縱子上的操縱基因通過與阻遏蛋白的相互作用控制基因的開關。真核細胞染色質所含的非組蛋白在轉錄的調控中具有特殊作用。正常情況下，真核細胞中僅2～15％基因被表達。這種選擇性的轉錄與轉譯是細胞分化的基礎。
蛋白質－脂質體系 生物體內普遍存在的膜結構，統稱為生物膜。它包括細胞外周膜和細胞內具有各種特定功能的細胞器膜。從化學組成看，生物膜是由脂質和蛋白質通過非共價鍵構成的體系。很多膜還含少量糖類，以糖蛋白或糖脂形式存在。
1972年提出的流動鑲嵌模型概括了生物膜的基本特徵：其基本骨架是脂雙層結構。膜蛋白分為表在蛋白質和嵌入蛋白質。膜脂和膜蛋白均處於不停的運動狀態。
生物膜在結構與功能上都具有兩側不對稱性。以物質傳送為例，某些物質能以很高速度通過膜，另一些則不能。象海帶能從海水中把碘濃縮 3萬倍。生物膜的選擇性通透使細胞內pH和離子組成相對穩定，保持了產生神經、肌肉興奮所必需的離子梯度，保證了細胞濃縮營養物和排除廢物的功能。
生物體的能量轉換主要在膜上進行。生物體取得能量的方式，或是像植物那樣利用太陽能在葉綠體膜上進行光合磷酸化反應；或是像動物那樣利用食物在線粒體膜上進行氧化磷酸化反應。這二者能量來源雖不同，但基本過程非常相似，最後都合成腺苷三磷酸。對於這兩種能量轉換的機制，P.米切爾提出的化學滲透學說得到了越來越多的證據。生物體利用食物氧化所釋放能量的效率可達70％左右，而從煤或石油的燃燒獲取能量的效率通常為20～40％，所以生物力能學的研究很受重視。對生物膜能量轉換的深入了解和模擬將會對人類更有效地利用能量作出貢獻。
生物膜的另一重要功能是細胞間或細胞膜內外的信息傳遞。在細胞表面，廣泛地存在著一類稱為受體的蛋白質。激素和葯物的作用都需通過與受體分子的特異性結合而實現。癌變細胞表面受體物質的分布有明顯變化。細胞膜的表面性質還對細胞分裂繁殖有重要的調節作用。
對細胞表面性質的研究帶動了糖類的研究。糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂等生物大分子結構與功能的研究越來越受到重視。從發展趨勢看，寡糖與蛋白質或脂質形成的體系將成為分子生物學研究的一個新的重要的領域。
理論意義和應用 分子生物學的成就說明：生命活動的根本規律在形形色色的生物體中都是統一的。例如，不論在何種生物體中，都由同樣的氨基酸和核苷酸分別組成其蛋白質和核酸。遺傳物質，除某些病毒外，都是DNA，並且在所有的細胞中都以同樣的生化機制進行復制。分子遺傳學的中心法則和遺傳密碼，除個別例外，在絕大多數情況下也都是通用的。
物理學的成就證明，一切物質的原子都由為數不多的基本粒子根據相同的規律所組成，說明了物質世界結構上的高度一致，揭示了物質世界的本質，從而帶動了整個物理學科的發展。分子生物學則在分子水平上揭示了生命世界的基本結構和生命活動的根本規律的高度一致，揭示了生命現象的本質。和過去基本粒子的研究帶動物理學的發展一樣，分子生物學的概念和觀點也已經滲入到基礎和應用生物學的每一個分支領域，帶動了整個生物學的發展，使之提高到一個嶄新的水平。
過去生物進化的研究，主要依靠對不同種屬間形態和解剖方面的比較來決定親緣關系。隨著蛋白質和核酸結構測定方法的進展，比較不同種屬的蛋白質或核酸的化學結構，即可根據差異的程度，來斷定它們的親緣關系。由此得出的系統進化樹，與用經典方法得到的是基本符合的。採用分子生物學的方法研究分類與進化有特別的優越性。首先，構成生物體的基本生物大分子的結構反映了生命活動中更為本質的方面。其次，根據結構上的差異程度可以對親緣關系給出一個定量的，因而也是更准確的概念。第三，對於形態結構非常簡單的微生物的進化，則只有用這種方法才能得到可靠結果。
高等動物的高級神經活動是極其復雜的生命現象，過去多是在細胞乃至整體水平上研究，近年來深入到分子水平研究的結果充分說明高級神經活動也同樣是以生物大分子的活動為基礎的。例如，在高等動物學習與記憶的過程中，大腦中RNA和蛋白質的組成發生明顯的變化，並且一些影響生物體合成蛋白質的葯物也顯著地影響學習與記憶的能力。又如，「生物鍾」是一種熟知的生物現象。用雞進行的實驗發現，有一種重要的神經傳遞介質（5-羥色胺）和一種激素（褪黑激素）以及控制它們變化的一種酶，在雞腦中的含量呈24小時的周期性變化。正是這種變化構成了雞的「生物鍾」的物質基礎。
在應用方面，生物膜能量轉換原理的闡明，將有助於解決全球性的能源問題。了解酶的催化原理就能更有針對性地進行酶的人工模擬，設計出化學工業上廣泛使用的新催化劑，從而給化學工業帶來一場革命。
分子生物學在生物工程技術中也起了巨大的作用，1973年重組DNA技術的成功，為基因工程的發展鋪平了道路。80年代以來，已經採用基因工程技術，把高等動物的一些基因引入單細胞生物，用發酵方法生產干擾素、多種多肽激素和疫苗等。基因工程的進一步發展將為定向培育動、植物和微生物良種以及有效地控制和治療一些人類遺傳性疾病提供根本性的解決途徑。
從基因調控的角度研究細胞癌變也已經取得不少進展。分子生物學將為人類最終征服癌症做出重要的貢獻。
[編輯本段]分子生物學的應用
1，親子鑒定
近幾年來，人類基因組研究的進展日新月異，而分子生物學技術也不斷完善，隨著基因組研究向各學科的不斷滲透，這些學科的進展達到了前所未有的高度。在法醫學上，STR位點和單核苷酸（SNP）位點檢測分別是第二代、第三代DNA分析技術的核心，是繼RFLPs（限制性片段長度多態性）VNTRs（可變數量串聯重復序列多態性）研究而發展起來的檢測技術。作為最前沿的刑事生物技術，DNA分析為法醫物證檢驗提供了科學、可靠和快捷的手段，使物證鑒定從個體排除過渡到了可以作同一認定的水平，DNA檢驗能直接認定犯罪、為兇殺案、強奸殺人案、碎屍案、強奸致孕案等重大疑難案件的偵破提供准確可靠的依據。隨著DNA技術的發展和應用，DNA標志系統的檢測將成為破案的重要手段和途徑。此方法作為親子鑒定已經是非常成熟的，也是國際上公認的最好的一種方法。
參考資料：http://ke..com/view/2461.htm

蛋白質質譜分析研究進展

摘 要： 隨著科學的不斷發展，運用質譜法進行蛋白質的分析日益增多，本文簡要綜述了肽和蛋白質等生物大分子質譜分析的特點、方法及蛋白質質譜分析的原理、方式和應用，並對其發展前景作出展望。

關鍵詞： 蛋白質，質譜分析，應用

前言：
蛋白質是生物體中含量最高，功能最重要的生物大分子，存在於所有生物細胞，約占細胞干質量的50%以上， 作為生命的物質基礎之一，蛋白質在催化生命體內各種反應進行、調節代謝、抵禦外來物質入侵及控制遺傳信息等方面都起著至關重要的作用，因此蛋白質也是生命科學中極為重要的研究對象。關於蛋白質的分析研究，一直是化學家及生物學家極為關注的問題，其研究的內容主要包括分子量測定，氨基酸鑒定，蛋白質序列分析及立體化學分析等。隨著生命科學的發展，儀器分析手段的更新，尤其是質譜分析技術的不斷成熟，使這一領域的研究發展迅速。
自約翰.芬恩(JohnB.Fenn)和田中耕一(Koichi.Tanaka)發明了對生物大分子進行確認和結構分析的方法及發明了對生物大分子的質譜分析法以來，隨著生命科學及生物技術的迅速發展，生物質譜目前已成為有機質譜中最活躍、最富生命力的前沿研究領域之一[1]。它的發展強有力地推動了人類基因組計劃及其後基因組計劃的提前完成和有力實施。質譜法已成為研究生物大分子特別是蛋白質研究的主要支撐技術之一，在對蛋白質結構分析的研究中占據了重要地位[2]。
1．質譜分析的特點
質譜分析用於蛋白質等生物活性分子的研究具有如下優點：很高的靈敏度能為亞微克級試樣提供信息，能最有效地與色譜聯用，適用於復雜體系中痕量物質的鑒定或結構測定，同時具有準確性、易操作性、快速性及很好的普適性。
2．質譜分析的方法
近年來涌現出較成功地用於生物大分子質譜分析的軟電離技術主要有下列幾種：1)電噴霧電離質譜；2)基質輔助激光解吸電離質譜；3)快原子轟擊質譜；4)離子噴霧電離質譜；5)大氣壓電離質譜。在這些軟電離技術中，以前面三種近年來研究得最多，應用得也最廣泛[3]。
3．蛋白質的質譜分析
蛋自質是一條或多條肽鏈以特殊方式組合的生物大分子，復雜結構主要包括以肽鏈為基礎的肽鏈線型序列[稱為一級結構]及由肽鏈捲曲折疊而形成三維[稱為二級，三級或四級]結構。目前質譜主要測定蛋自質一級結構包括分子量、肽鏈氨基酸排序及多肽或二硫鍵數目和位置。
3.1蛋白質的質譜分析原理
以往質譜(MS)僅用於小分子揮發物質的分析，由於新的離子化技術的出現，如介質輔助的激光解析/離子化、電噴霧離子化，各種新的質譜技術開始用於生物大分子的分析。其原理是：通過電離源將蛋白質分子轉化為氣相離子，然後利用質譜分析儀的電場、磁場將具有特定質量與電荷比值(M/Z值)的蛋白質離子分離開來，經過離子檢測器收集分離的離子，確定離子的M/Z值，分析鑒定未知蛋白質。
3.2蛋白質和肽的序列分析
現代研究結果發現越來越多的小肽同蛋白質一樣具有生物功能，建立具有特殊、高效的生物功能肽的肽庫是現在的研究熱點之一。因此需要高效率、高靈敏度的肽和蛋白質序列測定方法支持這些研究的進行。現有的肽和蛋白質測序方法包括N末端序列測定的化學方法Edman法、C末端酶解方法、C末端化學降解法等，這些方法都存在一些缺陷。例如作為肽和蛋白質序列測定標准方法的N末端氨基酸苯異硫氰酸酯(phenylisothiocyanate)PITC分析法(即Edman法，又稱PTH法)，測序速度較慢(50個氨基酸殘基/天)；樣品用量較大(nmol級或幾十pmol級)；對樣品純度要求很高；對於修飾氨基酸殘基往往會錯誤識別，而對N末端保護的肽鏈則無法測序[4]。C末端化學降解測序法則由於無法找到PITC這樣理想的化學探針，其發展仍面臨著很大的困難。在這種背景下，質譜由於很高的靈敏度、准確性、易操作性、快速性及很好的普適性而倍受科學家的廣泛注意。在質譜測序中，靈敏度及准確性隨分子量增大有明顯降低，所以肽的序列分析比蛋白容易許多，許多研究也都是以肽作為分析對象進行的。近年來隨著電噴霧電離質譜(electrospray ionisation，ESI)及基質輔助激光解吸質譜(matrix assisted laser desorption/ionization，MALDI)等質譜軟電離技術的發展與完善，極性肽分子的分析成為可能，檢測限下降到fmol級別，可測定分子量范圍則高達100000Da，目前基質輔助的激光解吸電離飛行時間質譜法(MALDI TOF MS)已成為測定生物大分子尤其是蛋白質、多肽分子量和一級結構的有效工具，也是當今生命科學領域中重大課題——蛋白質組研究所必不可缺的關鍵技術之一 [5] 。目前在歐洲分子生物實驗室(EMBL)及美國、瑞士等國的一些高校已建立了MALDI TOF MS蛋白質一級結構(序列)譜庫，能為解析FAST譜圖提供極大的幫助，並為確證分析結果提供可靠的依據[6]。
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3.3蛋白質的質譜分析方式
質譜用於肽和蛋白質的序列測定主要可以分為三種方法：一種方法叫蛋白圖譜(proteinmapping)，即用特異性的酶解或化學水解的方法將蛋白切成小的片段，然後用質譜檢測各產物肽分子量，將所得到的肽譜數據輸入資料庫，搜索與之相對應的已知蛋白，從而獲取待測蛋白序列。將蛋白質繪制「肽圖」是一重要測列方法。第二種方法是利用待測分子在電離及飛行過程中產生的亞穩離子，通過分析相鄰同組類型峰的質量差，識別相應的氨基酸殘基，其中亞穩離子碎裂包括「自身」碎裂及外界作用誘導碎裂.第三種方法與Edman法有相似之處，即用化學探針或酶解使蛋白或肽從N端或C端逐一降解下氨基酸殘基，形成相互間差一個氨基酸殘基的系列肽，名為梯狀測序(laddersequencing)，經質譜檢測，由相鄰峰的質量差知道相應氨基酸殘基。
3.3.1蛋白消化
蛋白的基團越大，質譜檢測的准確率越低。因此，在質譜檢測之前，須將蛋白消化成小分子的多肽，以提高質譜檢測的准確率。一般而言，6-20個氨基酸的多肽最適合質譜儀的檢測。現今最常用的酶為胰蛋白酶(trypsin)，它於蛋白的賴氨酸(lysine)和精氨酸(arginine)處將其切斷。因此，同一蛋白經胰蛋白酶消化後，會產生相同的多肽。
3.3.2基質輔助激光解吸電離/飛行時間質譜測量法(MALDI-TOF MS) [7]
簡而言之，基質輔助激光解吸電離/飛行時間質譜測量儀是將多肽成分轉換成離子信號，並依據質量/電荷之比(mass/charge，m/z)來對該多肽進行分析，以判斷該多肽源自哪一個蛋白。待檢樣品與含有在特定波長下吸光的發光團的化學基質(matrix)混合，此樣品混合物隨即滴於一平板或載玻片上進行揮發，樣品混合物殘余水份和溶劑的揮發使樣品整合於格狀晶體中，樣品然後置於激光離子發生器(lasersource)。激光作用於樣品混合物，使化學基質吸收光子而被激活。此激活產生的能量作用於多肽，使之由固態樣品混合物變成氣態。由於多肽分子傾向於吸收單一光子，故多肽離子帶單一電荷.這些形成的多肽離子直接進入飛行時間質量分析儀(TOFmassanalyzer)。飛行時間質量分析儀用於測量多肽離子由分析儀的一端飛抵另一端探測器所需要的時間。而此飛行時間同多肽離子的質量/電荷的比值成反比，即質量/電荷之比越高，飛行時間越短。最後，由電腦軟體將探測器錄得的多肽質量/電荷比值同資料庫中不同蛋白經蛋白酶消化後所形成的特定多肽的質量/電荷比值進行比較，以鑒定該多肽源自何種蛋白.此法稱為多肽質量指紋分析(peptidemassfin-gerprinting)。基質輔助激光解吸電離/飛行時間質譜測量法操作簡便，敏感度高，同許多蛋白分離方法相匹配，而且，現有資料庫中有充足的關於多肽質量/電荷比值的數據，因此成為許多實驗室的首選蛋白質譜鑒定方法。
3.3.3電子噴霧電離質譜測量法(electrosprayion-izationmassspectrometry,ESI-MS)[8 ]
同基質輔助激光解吸電離/飛行時間質譜測量法在固態下完成不同，電子噴霧電離質譜測量法是在液態下完成，而且多肽離子帶有多個電荷，由高效液相層析等方法分離的液體多肽混合物，在高壓下經過一細針孔。當樣本由針孔射出時，噴射成霧狀的細小液滴，這些細小液滴包含多肽離子及水份等其他雜質成分。去除這些雜質成分後，多肽離子進入連續質量分析儀(tan- demmassanalyzer)，連續質量分析儀選取某一特定質量/電荷比值的多肽離子，並以碰撞解離的方式將多肽離子碎裂成不同電離或非電離片段。隨後，依質量/電荷比值對電離片段進行分析並匯集成離子譜(ionspectrum)，通過資料庫檢索，由這些離子譜得到該多肽的氨基酸序列。依據氨基酸序列進行的蛋白鑒定較依據多肽質量指紋進行的蛋白鑒定更准確、可靠。而且，氨基酸序列信息即可通過蛋白氨基酸序列資料庫檢索，也可通過核糖核酸資料庫檢索來進行蛋白鑒定。
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4．蛋白質質譜分析的應用
1981年首先採用FAB雙聚焦質譜測定肽分子量，分析十一肽(Mr=1318)，質譜中出現準分子離子[M+1]+=1319強峰。分子量小於6kDa肽或小蛋白質合適用FAB質譜分析，更大分子量的多肽和蛋自質可用MALDI質譜或ESI質譜分析。用MALDI-TOF質譜分析蛋自質最早一例是Hillen Kramp等[9]於1988年提出用紫外激光以煙酸為基質在TOF譜儀上測出質量數高達60kDa蛋白質，精確度開始只有0.5%，後改進到0.1-0.2%。質譜技術主要用於檢測雙向凝膠電泳或「雙向」高效柱層析分離所得的蛋白質及酶解所得的多肽的質量，也可用於蛋白質高級結構及蛋白質間相互作用等方面的研究[10,11],三條肽段的精確質量數便可鑒定蛋白質。近年來，串聯質譜分析儀發展迅猛，其數據採集方面的自動化程度、檢測的敏感性及效率都大大提高，大規模資料庫和一些分析軟體(如:SEQUEST)的應用使得串聯質譜分析儀可以進行更大規模的測序工作。目前，利用2D電泳及MS技術對整個酵母細胞裂解產物進行分析，已經鑒定出1484種蛋白質，包括完整的膜蛋白和低豐度的蛋白質[12]；分析肝細胞癌患者血清蛋白質組成分[13]，並利用質譜進行鑒定磷酸化蛋白研究工作[14]及採用質譜技術研究許旺細胞源神經營養蛋白(SDNP)的分子結構[15]等。
結束語：
在蛋白質的質譜分析中，質譜的准確性(accuracy)對測定結果有很大影響，因此質譜測序現在仍很難被應用於未知蛋白的序列測定。肽和蛋白的質譜序列測定方法具有快速、用量少、易操作等優點，這些都非常適合於現在科學研究的需要。我們相信，隨著各種衍生化方法和酶解方法的不斷改進，蛋白雙向電泳的應用[16]以及質譜技術的不斷完善，質譜將會成為多肽和蛋白質分析最有威力的工具之一。

⑵ 蛋白質組學計劃是什麼

大家都知道，蛋白質是生物功能的主要承擔者。隨著人類基因組計劃的實施和完成，雖然對基因的識別將導致對其編碼的蛋白質產物序列的了解，但還遠遠不足以全面認識蛋白質的生物功能。事實上，我們對相當多的通過基因序列所認識的蛋白質產物很不了解。一個典型的例子是關於酵母菌的基因組研究。1996年科學家們將啤酒酵母的基因組全部測序完畢，人們通過全序列分析在酵母菌中發現了2964個新基因，但其中約有2300個基因和已知的基因沒有明顯的同源性，至於這些基因有什麼功能人們更是一無所知。即使那些跟已知基因有一定同源性的新基因，對它們承擔的功能，科學家們也是不甚了解。大量涌現出的新基因數據迫使科學家們不得不面對這樣一個問題：這些基因編碼的蛋白質的功能是什麼?不僅如此，在細胞內合成蛋白質之後，這些蛋白質往往還要經歷翻譯後的加工修飾。因為最初翻譯出來的蛋白質是沒有生物活性的，它叫初生多肽，只有在修飾加工以後，才變成具有生物活性的成熟蛋白質。這樣一個復雜過程說明，一個基因對應的不僅是一種蛋白質，而可能是幾種甚至數十種蛋白質。那麼，包容了成千上萬種蛋白質的細胞是如何活動的呢?或者說這些蛋白質在細胞內是怎樣工作、如何相互作用、相互協調的呢?這些問題只靠基因組織研究是不能回答的。也就是說，蛋白質本身有其獨特的活動規律，正是在這種背景下，蛋白質組學應運而生。

「蛋白質組」這一名詞是英國科學家威爾金斯1994年最先提出來的。它是指一個生物體的全部蛋白質組成，具體來說可以指一個細胞或一個組織的基因組所表達的全部蛋白質。「蛋白質組學」則是專門研究細胞內總體蛋白質(蛋白質組)的表達和運轉等一切功能活動規律的新學科。蛋白質組學是從蛋白質整體水平上，在一個更深入、更貼近生命本質的層次上去探索生命活動的規律，以及重要的生理和病理現象的本質等。

蛋白質組具有多樣性和可變性。蛋白質的種類和數量在同一個生物體的不同細胞中各不相同，在同一種細胞的不同時期或不同條件下，其蛋白質組也在不斷的變化之中。此外，在病理或治療過程中，細胞中的蛋白質的組成及其變化，與正常生理過程也不相同。隨著人類基因組計劃的開展和基因組學與蛋白質組學的誕生，生命科學迎來了又一次飛躍，使我們有可能從生物大分子整體活動的角度去認識生命，不再是只以個別基因或個別蛋白質為研究對象，因而能夠在分子水平上以動態的、整體的角度對生命現象的本質及其活動規律和重大疾病的發生機理進行研究。

蛋白質組的研究包括對蛋白質的表達模式和蛋白質的功能模式的研究兩個方面。蛋白質的表達模式主要是分離並鑒定出正常生理條件下的蛋白質組中的全部蛋白質，建立相應的蛋白質組圖譜和資料庫，這是進行大規模蛋白質組分析研究的基礎。分離並得到了蛋白質組的全部蛋白質以後，接下來是比較分析在變化了的條件下(如病理條件下)蛋白質組所發生的變化，比如蛋白質表達量的變化、翻譯後的加工等。或者在可能的情況下分析蛋白質在細胞核或細胞器中定位的改變等，從而發現並鑒定出具有特定功能的蛋白質，或與疾病有關的蛋白質。而對蛋白質組功能模式的揭示則是蛋白質組研究的重要目標。基因組也好，蛋白質組也好，最終目標就是要揭示所有基因或蛋白質的功能及其作用模式。細胞或組織中的蛋白質不是雜亂無章的混合物，而是嚴格有序的、相互作用、相互協調的統一體，它是維持細胞正常生命活動的基礎。揭示蛋白質組中蛋白質相互作用的連鎖關系，是蛋白質組功能模式研究的重要內容。

隨著蛋白質組學的不斷深入研究，科學家們必將在揭示生長、發育和代謝調控等生命活動規律方面有重大突破，而且對探討主要疾病的發病機理、疾病的診斷和防治以及新葯的開發等，也將提供重要的理論依據。

⑶ 基因組，轉錄組，蛋白組有什麼區別，相互關系是咋樣的

比較形象的解釋：基因組學反映了什麼是可以發生的，轉錄組學反映的是將要發生的，蛋白質組學指出了賴以發生的， 代謝組學反映已經發生的。

⑷ 蛋白質組是什麼

蛋白質組(Proteome)的概念最先由Marc Wilkins提出，指由一個基因組(genOME)，或一個細胞、組織表達的所有蛋白質(PROTein). 蛋白質組的概念與基因組的概念有許多差別，它隨著組織、甚至環境狀態的不同而改變. 在轉錄時，一個基因可以多種mRNA形式剪接，一個蛋白質組不是一個基因組的直接產物，蛋白質組中蛋白質的數目有時可以超過基因組的數目. 蛋白質組學(Proteomics)處於早期「發育」狀態，這個領域的專家否認它是單純的方法學，就像基因組學一樣，不是一個封閉的、概念化的穩定的知識體系，而是一個領域.

⑸ 分子生物學名詞解釋

分子生物學名詞解釋：

分子生物學（molecular biology)是從分子水平研究生物大分子的結構與功能從而闡明生命現象本質的科學。

自20世紀50年代以來，分子生物學是生物學的前沿與生長點，其主要研究領域包括蛋白質體系、蛋白質-核酸體系 （中心是分子遺傳學)和蛋白質-脂質體系（即生物膜）。

【基本內容】

1.蛋白質體系

蛋白質的結構單位是α-氨基酸。常見的氨基酸共20種。它們以不同的順序排列可以為生命世界提供天文數字的各種各樣的蛋白質。

2.蛋白質分子結構

蛋白質分子結構的組織形式可分為 4個主要的層次。一級結構，也叫化學結構，是分子中氨基酸的排列順序。首尾相連的氨基酸通過氨基與羧基的縮合形成鏈狀結構，稱為肽鏈。肽鏈主鏈原子的局部空間排列為二級結構。二級結構在空間中進行盤曲折疊形成三級結構。有些蛋白質分子是由相同的或不同的亞單位組裝成的，亞單位間的相互關系為四級結構。

3.分子生物學研究

蛋白質的特殊性質和生理功能與其分子的特定結構有著密切的關系，這是形形色色的蛋白質所以能表現出豐富多彩的生命活動的分子基礎。研究蛋白質的結構與功能的關系是分子生物學研究的一個重要內容。

隨著結構分析技術的發展，1962年已有幾千個蛋白質的化學結構和幾百個蛋白質的立體結構得到了闡明。70年代末以來，採用測定互補DNA順序反推蛋白質化學結構的方法，不僅提高了分析效率，而且使一些氨基酸序列分析條件不易得到滿足的蛋白質化學結構分析得以實現。

發現和鑒定具有新功能的蛋白質，仍是蛋白質研究的內容。例如與基因調控和高級神經活動有關的蛋白質的研究很受重視。

4.蛋白質－核酸體系

生物體的遺傳特徵主要由核酸決定。絕大多數生物的基因都由 DNA構成。簡單的病毒，如λ噬菌體的基因組是由 46000個核苷酸按一定順序組成的一條雙股DNA（由於是雙股DNA，通常以鹼基對計算其長度）。細菌，如大腸桿菌的基因組，含4×10^6鹼基對。人體細胞染色體上所含DNA為3×10^9鹼基對。

遺傳信息要在子代的生命活動中表現出來，需要通過復制、轉錄和轉譯。復制是以親代 DNA為模板合成子代DNA分子。轉錄是根據DNA的核苷酸序列決定一類RNA分子中的核苷酸序列；後者又進一步決定蛋白質分子中氨基酸的序列，就是轉譯。因為這一類RNA起著信息傳遞作用，故稱信使核糖核酸(mRNA）。由於構成RNA的核苷酸是4種，而蛋白質中卻有20種氨基酸，它們的對應關系是由mRNA分子中以一定順序相連的 3個核苷酸來決定一種氨基酸，這就是三聯體遺傳密碼。

基因在表達其性狀的過程中貫串著核酸與核酸、核酸與蛋白質的相互作用。DNA復制時，雙股螺旋在解旋酶的作用下被拆開，然後DNA聚合酶以親代DNA鏈為模板，復制出子代 DNA鏈。轉錄是在RNA聚合酶的催化下完成的。轉譯的場所核糖核蛋白體是核酸和蛋白質的復合體，根據mRNA的編碼，在酶的催化下，把氨基酸連接成完整的肽鏈。基因表達的調節控制也是通過生物大分子的相互作用而實現的。如大腸桿菌乳糖操縱子上的操縱基因通過與阻遏蛋白的相互作用控制基因的開關。真核細胞染色質所含的非組蛋白在轉錄的調控中具有特殊作用。正常情況下，真核細胞中僅2～15%基因被表達。這種選擇性的轉錄與轉譯是細胞分化的基礎。

5.蛋白質－脂質體系

生物體內普遍存在的膜結構，統稱為生物膜。它包括細胞外周膜和細胞內具有各種特定功能的細胞器膜。從化學組成看，生物膜是由脂質和蛋白質通過非共價鍵構成的體系。很多膜還含少量糖類，以糖蛋白或糖脂形式存在。

1972年提出的流動鑲嵌模型概括了生物膜的基本特徵：其基本骨架是脂雙層結構。膜蛋白分為表在蛋白質和嵌入蛋白質。膜脂和膜蛋白均處於不停的運動狀態。

生物膜在結構與功能上都具有兩側不對稱性。以物質傳送為例，某些物質能以很高速度通過膜，另一些則不能。象海帶能從海水中把碘濃縮 3萬倍。生物膜的選擇

生物膜的流動鑲嵌模型

性通透使細胞內pH和離子組成相對穩定，保持了產生神經、肌肉興奮所必需的離子梯度，保證了細胞濃縮營養物和排除廢物的功能。

生物體的能量轉換主要在膜上進行。生物體取得能量的方式，或是像植物那樣利用太陽能在葉綠體膜上進行光合磷酸化反應；或是像動物那樣利用食物在線粒體膜上進行氧化磷酸化反應。這二者能量來源雖不同，但基本過程非常相似，最後都合成腺苷三磷酸。對於這兩種能量轉換的機制，P.米切爾提出的化學滲透學說得到了越來越多的證據。生物體利用食物氧化所釋放能量的效率可達70%左右，而從煤或石油的燃燒獲取能量的效率通常為20～40%，所以生物力能學的研究很受重視。對生物膜能量轉換的深入了解和模擬將會對人類更有效地利用能量作出貢獻。

生物膜的另一重要功能是細胞間或細胞膜內外的信息傳遞。在細胞表面，廣泛地存在著一類稱為受體的蛋白質。激素和葯物的作用都需通過與受體分子的特異性結合而實現。癌變細胞表面受體物質的分布有明顯變化。細胞膜的表面性質還對細胞分裂繁殖有重要的調節作用。

對細胞表面性質的研究帶動了糖類的研究。糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂等生物大分子結構與功能的研究越來越受到重視。從發展趨勢看，寡糖與蛋白質或脂質形成的體系將成為分子生物學研究的一個新的重要的領域。

⑹ 分子生物學考試大綱

第二章
一 1基因：是編碼一條多肽鏈或功能RNA（tRNA，rRNA，snRNA等）所必需的全部核苷酸序列．
2基因組：指某一特定生物單倍體染色體的數目及其所攜帶的全部基因．
3DNA的C值與C值矛盾：一個單倍體基因組的DNA含量（bp）總是恆定的，稱為該物種DNA的C值；形態學的復雜程度與C值大小不一致的現象稱C值矛盾或C值悖理．
4多順反子mRNA：如果為兩條以上的不同肽鏈編碼的mRNA稱為多順反子mRNA（或原核生物DNA序列中功能相關的基因，往往叢集在基因組的一個或幾個特定部位，形成一個功能單位或轉錄單位，它們可以被一起轉錄為含多個基因的mRNA分子，稱為多順反子 mRNA.）
5單順反子mRNA：如果只為一條肽鏈編碼則這種mRNA稱為單順反子mRNA；
6常染色質與異染色質：在細胞核的大部分區域，染色質結構的折疊壓縮程度比較小,即密度較低，進行細胞染色時著色較淺，這部分染色質成常染色質． 著絲點部位的染色質絲，在細胞間期就折疊壓縮的非常緊密，和細胞分裂時的染色體情況差不多，即密度較高，細胞染色時著色較深，這部分染色質稱異染色質．
7基因家族：真核生物的基因組中有許多來源相同，結構相似，功能相關的基因，這樣的異族基因稱為基因家族．
8Alu序列：Alu序列是在人和某些哺乳動物中存在的約為300bp的片斷，由於該片斷含有一個限制性內切酶Alu I的酶切位點而得名．
9蛋白質組學：研究細胞內全部蛋白質的存在及其活動方式的一門科學，從研究單個蛋白質分子的結構與功能進入研究蛋白質群體（組）的結構與功能．
10生物信息學：是將生物遺傳密碼與電腦信息相結合，通過各種程序軟體計算分析核酸，蛋白質等生物大分子的序列，揭示遺傳信息，並通過查詢，搜索，比較，分析生物信息，理解生物大分子信息的生物學意義．
二．1．原核生物基因組的結構特點：
（1），結構簡煉；（2），存在轉錄單元；（3）操縱子調節；（4）有重疊基因．
2．真核生物基因組的結構特點：
1），基因組很大；2），有大量重復序列；3），有斷裂基因；4），形成簇的基因家族；5），DNA上有多數不編碼序列．
3．真核生物的重復序列有那些類型？
1），單一序列，又稱非重復序列；2），輕度重復序列；3），中度重復序列；4），高度重復序列．
第三章 DNA的復制
一．1滾環式復制：某些病毒或細菌的雙鏈環狀DNA或以某種方式轉變的雙鏈環狀DNA，在復制時由對正鏈復制原點處進行單鏈特異性切割，所形成的5』端即從雙股DNA置換出來，並為SSB所覆蓋．這時的DNA聚合酶III以3』－OH為引物，以負鏈為模板，從3』－OH基端逐步增添脫氧核苷酸，隨著復制的進行，5』端長度即不斷增加，這一過程中，單鏈尾巴的延伸伴隨著雙鏈DNA的繞軸轉動，故稱為滾環式復制．
2D環復制： 線粒體DNA的雙股鏈由於浮力密度的不同而分為輕鏈（L鏈）和重鏈（H鏈），它有兩個單向復制叉，倆條鏈的復制原點不再同一點上，而且兩個復制原點的激活有先有後，復制從H鏈的原點開始，以L鏈為模板，新合成的H 鏈即轉換為原來的 H鏈，所形成的結構為取代環，或D-環，故稱D換復制．
3單復制子：原核生物和線粒體DNA分子都只含有一個復制起點，即單復制子．
4DNA呼吸作用：DNA雙鏈中，氫鍵不斷斷裂和再生的過程。
5Klenow片段：當用枯草桿菌蛋白黴處理Pol I時，就裂解為大小不同的兩個活性片斷，較大的C端片斷相對分子質量為68KDa，具有聚合酶活性和3'→5'核酸外切酶活性，也稱為Klenow片段
6多復制子：真核生物DNA可以同時在多個復制起點上進行雙向復制，也就是它們的染色體DNA含有多個復制子．
7轉錄激活：大多數情況下，RNA短鏈不直接作用於引物，其主要作用是通過形成RNA突環，影響起點的結構，因而有利於DnaA蛋白的直接識別，並結合於其實位點，然後引發酶和有關的蛋白質在此序列上裝配形成引發體，進而合成RNA引物，這種作用稱為轉錄激活．
8端粒與端粒酶：端粒是真核生物染色體的兩個末端序列，由一段十分簡單和串聯重復的序列組成．
端粒酶是一種含RNA的蛋白質復合體，所含的RNA鏈約長150nt，並約含1～5個拷貝的CyAx重復序列，是合成端粒TxGy股的模板，是一種逆轉錄酶，催化互補於RNA模板的DNA片斷的合成．
二．1核生物復制原點的一般特點是：1）是雙螺旋DNA呼吸作用強烈的區域，即經常開放的區段；2）大都在特定位置；3）復制起始點都含有多個短的重復序列；4）有由復制起始蛋白識別的特異起始序列．
2 RNA引物與典型的RNA異同：引物RNA在合成以後，不與模板分離，而是以氫鍵與模板結合；而轉錄時的RNA，隨著轉錄，RNA與DNA模板分離，其RNA/DNA雜交段只有十幾個核苷酸．
3核生物DNA復制的特點：（1）真核生物每條染色體上可以有多處復制起始點，而原核生物只有一個起始復制點．（2）真核生物的染色體在全部復制完成之前，各個起始點上的DNA復制不能再開始；而在快速生長的原核生物中，復制起始點上可以連續開始新的DNA復制，表現為一個復制子上可以有多個復制叉存在．（3）真核生物復制原點的DNA序列一般無固定的模式，但大多包含一個富含A—T的序列和一個特異蛋白質的結合位點．
第五章 轉錄與加工
一．1正鏈與負鏈：對於一個基因來說，DNA的兩條鏈中有一條鏈作為RNA合成時的模板，這條鏈叫負鏈另一條叫正鏈（65）
2 轉錄單位：起始於DNA的一個特定位點，終止於終止位點，此轉錄區域為轉錄單位，一個轉錄單位可以是一個基因，也可以是多個基因。
3啟動子：RNA聚合酶識別、結合和開始轉錄的一段DNA序列
4增強子：許多真核生物啟動子的轉錄可被遠離轉錄起始位點數千個鹼基的調控元件所增強，這個調控元件叫增強子
5外顯子和內含子：在成熟的RNA中尚存的基因序列叫外顯子；一些生物（包括人類） 基因的外顯子常被一些長的DNA片段分割。（這些片段又稱內含子或垃圾DNA，通常沒有明確功能）
二．1大腸桿菌的σ70啟動子的結構：大腸桿菌的σ70啟動子由40－60bp的序列組成，它的－55到＋20之間的區域可被RNA聚合酶結合，其中－20到＋20之間的區域可被緊密地結合。啟動子序列的突變分析表明在－10和－35位置的兩個6bp序列對於打長桿菌啟動子的功能尤其重要。
2原核生物轉錄的起始過程：（1）核心酶在σ因子的參與下結合到DNA上；（2）起始識別。（3）開放型起始復合物的形成。（4）形成三元起始復合物，起始轉錄。
3原核生物RNA合成的終止機制：
4真核生物三種RNA聚合酶的啟動子的結構
5增強子特點如下：
（1）增強子是一個相當大的單元，常包括幾百個bp，有時含重復序列，這些重復序列都有特定的功能。( 2)可在距離起始位點很遠的位置（一般距離1～4 kb）發揮作用，(3)無特定位置 ④增強子的作用與其序列的方向無關⑤有組織專一性或細胞專一性
6RNA轉錄後的加工有那些內容？（1）內切核酸酶和外切酶對核苷酸的切除；（2）向初生RNA轉錄物或剪切產物的3′端和5′端添加核苷酸；（3）對某些特殊的核苷酸鹼基或糖苷進行修飾。
第六章 蛋白質的生物合成
一1密碼子的變偶性：mRNA的密碼子與tRNA的反密碼子作用時，三個核苷酸中，前二個是精確配對的，而第三個卻不需如此。即在密碼子的3′端位置和反密碼子的5′端位置的核苷酸鹼基之間可能發生非標準的鹼基配對，稱為擺動現象，也即密碼子的變偶性。
2分子伴侶：在細胞內具有結合並穩定靶蛋白不同的不穩定構象，幫助新生肽鏈正確組裝，促進其跨膜運輸等功能，但是它自己不是靶蛋白構成成分的一類蛋白質
3熱休克蛋白：在各種不同的構象形成過程中，阻止不穩定蛋白質的聚集。
4前導肽：
5SD序列：
二1遺傳密碼的特點：（1）起始與終止密碼子（2）讀碼的連續性（3）密碼的簡並性（4）密碼的通用性與例外
2原核生物和真核生物蛋白質合成的抑制劑及其作用機理：原核生物蛋白質合成的抑制劑及其作用機理如下：（1）氯黴素和新黴素：抑制原核生物的肽基轉移酶。（2）鏈黴素：抑制原核生物肽鏈合成的起始，也誘發 mRNA密碼子錯讀。（3）紅黴素：通過核糖體的大亞基抑制原核生物的翻譯。（4）褐霉酸，又稱為梭鏈孢酸：類似紅黴素阻止EF-G從大亞基分離。（5）四環素和土黴素：抑制原核生物的氨醯- tRNA 連接到核糖體的小亞基上，對人體細胞的80S核糖體也有抑製作用
真核生物蛋白質合成的抑制劑及其作用機理： （1）嘌呤黴素：由於嘌呤黴素的結構類似氨醯- tRNA末端，帶有游離氨基，干擾肽基轉移，從而取代一些氨基醯tRNA進入核糖體的A位，造成原核生物和真核生物細胞蛋白合成的提前終止。（2）白喉黴素 對真核生物的延長因子-2（3）起共價修飾作用，並導致EF-2失活,抑制細胞整個蛋白質合成，而導致細胞死亡。（4）蓖麻毒素：在蓖麻豆中發現，催化真核生物的大亞基 rRNA裂解。（5）放線菌酮 ,又稱為環己醯亞胺：抑制真核生物的肽基轉移酶
3.幫助蛋白質正確折疊的酶有哪些？如何作用？
（1）折疊酶：蛋白質二硫鍵異構酶，它能識別和水解非正確配對的二硫鍵，使它們在正確的半胱氨酸殘基位置重新形成二硫鍵，從而改變二硫鍵的連接位置。
（2）肽基脯氨酸順反異構酶： 催化肽-脯氨醯之間肽鍵的旋轉反應，促進X-pro（X可以是任何的氨基酸）肽鍵的順反異構化。
4. 肽鏈合成後的加工有哪些內容？
多肽鏈的水解.（一些新合成的蛋白質，其多肽鏈需要在其它酶蛋白的作用下被水解切割後才能形成成熟的功能蛋白質或功能寡肽。有些情況需要將非功能多肽多次水解切割和組合後，才能獲得一個功能蛋白質。）蛋白質的修飾（（1）糖基化（2）磷酸化 （3）羥基化 （4）二硫鍵的形成 （5）末端的修飾 ） 蛋白質切割裂分和剪接（一般真核細胞中一個基因對應一個mRNA，一個mRNA對應一條多肽鏈，但有的基因表達產物為多聚蛋白質，多聚蛋白質是一個很大的多肽，在翻譯後能被切割生成好幾種蛋白質。有一些多聚蛋白質在不同組織中以不同方式受到切割，蛋白質前體通過多肽的剪輯被切成數個片段後再按一定順序結合起來，最後形成有活性的蛋白質，即蛋白質剪接。） 亞基的聚合
5. 真核生物蛋白質合成的運輸是怎樣進行的？（1）共翻譯移位 與內質網結合的核糖體可以合成三類主要的蛋白質：溶酶體蛋白、構成質膜骨架的蛋白和分泌到胞外的蛋白，它們在翻譯的同時即開始移位。
信號肽約有15～30個氨基酸，靠近N端部位有一至多個帶正電荷的氨基酸，中部由10～15個幾乎全是疏水氨基酸組成的疏水核。C端有一個可被信號肽酶識別的位點，此位點上游常為一段疏水性較強的5肽。信號肽的作用是引導合成中的多肽穿過內質網膜進入內質網腔，在那裡繼續進行蛋白質的合成和加工。
進入內質網的蛋白質大部分需要繼續輸送至它處，留在內質網中的蛋白只是少數需要繼續輸送的肽鏈被傳送到高爾基復合體進行糖基化加工，其中不屬於高爾基體的蛋白質會被包在輸送小泡內，繼續前往溶酶體、漿膜、或儲存在分泌性小泡內。
前往細胞核的蛋白質具有的特定序列稱為細胞核定位序列.
2. 翻譯後移位
由細胞質中游離核糖體合成的蛋白質前體，需要按其所攜帶的信號的不同，從細胞質轉移到線粒體、葉綠體、細胞核、過氧化物酶體等細胞器中,是在翻譯後易位的。導向不同細胞器的信號序列的位置、性質和長短都不同，因而會導向不同的細胞器。

第七章 原核生物基因表達的調控
一1組成型表達與誘導型表達：
2管家基因：維持每個細胞生命活動都必需的基因的表達基本是不受調控的，且持續表達，其表達產物大致以恆定水平始終存在於細胞內，其表達為組成性基因表達，其表達產物稱為組成性蛋白
3可誘導基因：應環境條件變化，基因表達水平增高的現象稱為誘導，這類基因稱為可誘導的基因。
4調節蛋白：
5操縱子：操縱子是DNA上基因表達的協調單位，它包括在功能上彼此相關的結構基因、啟動子和操縱基因等。
6衰減子：當trp操縱子的mRNA合成起始以後，除非培養基中完全沒有色氨酸，轉錄總是僅產生—個140個核苷酸的RNA分子即終止。這個區域稱為衰減子或弱化子。
7終止子：
8反義RNA: 是指與RNA具有互補序列的RNA分子。
二1.乳糖操縱子的調控原理。
2.色氨酸操縱子的阻遏調控和衰減調控機制。
3.反義RNA對基因表達的調節機制。1.反義RNA能通過互補序列與特定的mRNA分子結合，結合位置包括SD序列和起始密碼子AUG，從而抑制該mRNA的加工與翻譯。2.反義RNA與靶mRNA結合後引起該雙鏈RNA分子對RNA酶Ⅲ的敏感性增加，使其降解。3.反義RNA也可通過與mRNA的SD序列的上游非編碼區結合，阻止了核糖體的結合，從而抑制靶mRNA的翻譯功能。4.反義RNA和mRNA有不完全的互補序列，如果能形成類似於終止子的結構，就可使轉錄提前終止，從而達到直接抑制靶mRNA轉錄的目的。5.在原核生物細胞中反義RNA可控制噬菌體溶菌-溶源狀態以及抑制轉座子的轉位作用等。
8. 真核生物基因表達的調控
一．解釋名詞:
1基因丟失: 是在某些低等真核生物的個體發育過程中，細胞分化時一些不需要的基因被消除的現象。
2基因擴增：基因組中的特定基因在某些情況下復制產生大量拷貝的現象。
3基因重排：某些基因片段改變原來存在的順序而重新排布的現象。
4順式作用元件與反式作用因子：是調控基因表達的一段DNA序列，一般自身沒有轉錄功能。與順式作用元件結合而影響轉錄的可擴散蛋白稱為反式作用因子。
5轉錄因子：
6通用（基本）轉錄因子 ：是所有啟動子起始RNA合成的必需因子，與RNA 聚合酶結合形成圍繞在起始位點周圍的復合物，決定轉錄的起始位點。
7鋅指結構
8亮氨酸拉鏈：肽鏈約由35個氨基酸形成α-螺旋，每圈螺旋3.5個殘基，每兩圈出現一個亮氨酸，排在α-螺旋一側，兩個蛋白質分子靠亮氨酸的疏水作用力形成二聚體，形同拉鏈狀。拉鏈區的氨基端是由富含賴氨酸和精氨酸的鹼性區形成的α-螺旋，藉助其正電荷與DNA的磷酸基團結合，此種結構稱為鹼性亮氨酸拉鏈

9應答元件：與誘導型轉錄因子結合的順式作用元件稱為應答元件
10RNA編輯：NA編輯是在RNA水平上發生的鹼基取代、插入或缺失的現象，是通過非剪接作用對RNA信息的改變。
二．問答題：
1.試述真核生物基因表達調控的特點。①染色質結構對基因表達有調控作用② 以正調控為主3）基因表達調控的多層次性④有細胞特異性或組織特異性
2.反式作用因子有哪些類型？它們各結合在DNA的什麼部位？根據作用不同，將它們分為三類：即通用或基本轉錄因子、上游轉錄因子和可誘導因子。通用轉錄因子結合在啟動子上與RNA聚合酶一起形成轉錄起始復合物；上游轉錄因子結合在啟動子和增強子的上游控制位點(上游元件)；可誘導因子與應答元件相互作用
3.反式作用因子的結構模式有哪些？（1）與DNA直接結合的轉錄因子:結構中必需包含DNA結合結構域和轉錄激活結構域。（2）不與DNA直接結合的轉錄因子:沒有DNA結合結構域，但能通過激活轉錄結構域直接或間接作用於轉錄復合體而影響轉錄效率。
9 基因工程原理
一．解釋名詞：
1基因工程：也稱為重組DNA技術（recombinant DNA technique），是指在體外將核酸分子插入病毒、質粒或其它載體分子，構成遺傳物質的新組合，並使之參入到原先沒有這類分子的宿主細胞內，且能繼續穩定地繁殖，從而賦予宿主特殊性狀的一門技術。
2限制性內切酶：是細菌內存在的一類能識別特定核苷酸序列並剪切含該特定序列的外源雙鏈DNA的核酸內切酶。
3完全消化與局部消化 完全消化是所有識別位點都切割的酶解作用；局部消化是只切割部分識別位點的酶解作用
4粘性末端與平末端
5單克隆位點
6基因組DNA文庫和cDNA文庫 基因組文庫：是指通過克隆方法保存在適當宿主中的一群混合分子，所有這些分子中的插入片段的總和可代表某種生物的全部基因組序列。cDNA文庫：是指通過克隆方法保存在適當宿主中的一群混合分子，所有這些分子中的插入片段的總和可代表某種生物的全部mRNA序列。
二．問答題：
1. 一個理想的質粒載體應具備哪些條件？①分子量小、多拷貝、鬆弛控制型；②具有多種常用的限制性內切酶的單切點；③能插入較大的外源DNA片段；④具有容易操作的檢測表型。
2.構建基因組文庫和cDNA文庫的一般步驟。構建基因組文庫的一般步驟載體（1）DNA的制備（2）基因組DNA片段的制備（3）連接產生重組DNA（4）將重組DNA轉入適當的宿主，（5）篩選鑒別重組克隆（6）擴增和保存文庫。
cDNA文庫的一般步驟包括:（1）載體DNA的制備（2）mRNA的制備（3）cDNA的合成（4）連接產生重組DNA（5）將重組DNA轉入適當的宿主（6）篩選重組克隆（7）擴增和保存文庫
3. PCR的原理。將含有待擴增DNA樣品的反應混合物放置在高溫環境下加熱使DNA分子變性為兩條單鏈的DNA分子（一般變性溫度與時間為94℃ ，1分鍾）；然後降低反應溫度，使一對寡核苷酸引物與兩條單鏈模板DNA發生退火作用，結合在靶DNA區段兩端的互補序列位置上（一般退火溫度和時間為37～55℃，1～2分鍾）；最後，將反應混合物的溫度上升到72℃（1～2分鍾），此時在DNA聚合酶的作用下，脫氧核苷三磷酸分子便從引物的3′端開始摻入，並沿著模板分子按5′→3′的方向延伸，合成出新生的DNA互補鏈。

⑺ 論述蛋白質組學與基因組學的區別和聯系

組學omics，研究的是整體. 按照分析目標不同主要分為基因組學，轉錄組學，蛋白質組學，代謝組學。
基因組學研究的主要是基因組DNA，使用方法目前以二代測序為主，將基因組拆成小片段後再用生物信息學演算法進行迭代組裝。當然這僅僅是第一步，隨後還有繁瑣的基因注釋等數據分析工作。
轉錄組學研究的是某個時間點的mRNA總和，可以用晶元，也可以用測序。晶元是用已知的基因探針，測序則有可能發現新的mRNA,
蛋白組學針對的是全體蛋白，組要以2D-Gel和質譜為主，分為top-down和bottom-up分析方法。理念和基因組類似，將蛋白用特定的物料化學手段分解成小肽段，在通過質量反推蛋白序列，最後進行搜索，標識已知未知的蛋白序列。
代謝組分析的代謝產物，是大分子和小分子的混合物，主要也是用液相和質譜。
總而言之，這些技術都想從全局找變數，都是一種top-down的研究方法，原因很簡單：避免『只緣身在此山中』的尷尬。
但因為技術局限，都各有缺點，尤其是轉錄組和蛋白組數據，基本上顛覆了以前一直認為的mRNA水平能代表蛋白水平的觀念，因為這兩組數據的重合度太低。
所以目前很多研究都開始使用交叉驗證方法。
無論如何，都需要對數據進行分析，有經驗的分析往往能化腐朽為神奇。

⑻ 蛋白質組學與分子生物學的聯系與區別是什麼

一個是以蛋白為基礎，一個是以DNA等核酸為基礎，分子生物學里的DNA指導合成了所有的蛋白質就是蛋白組學研究的對象，所以聯系也是十分緊密的，蛋白組學大到物種，個體，小到組織細胞，所以同一分子基礎的物種細胞表達差別還是很大的