后基因組時代研究中興起的新型學(xué)科

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1、后基因組時代研究中興起的新型學(xué)科-->摘要：蛋白質(zhì)組學(xué)是后基因組時代研究中興起還不到十年的新型學(xué)科,但已應(yīng)用到生命科學(xué)與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究中的各個領(lǐng)域.對蛋白質(zhì)組進(jìn)行大規(guī)模的分析可使我們更加深入了解生物體的結(jié)構(gòu)與功能.在神經(jīng)科學(xué)研究領(lǐng)域,對于神經(jīng)突觸、受體復(fù)合物以及其他的本論文由.51lunbitsky等運(yùn)用該技術(shù)檢測了人細(xì)胞系應(yīng)對外界信號刺激的信號傳導(dǎo)通路相關(guān)蛋白因子的酪氨酸殘基的磷酸化修飾的變化,并期望在神經(jīng)信號傳導(dǎo)研究中發(fā)揮該技術(shù)的特殊優(yōu)勢[31].蛋白質(zhì)芯片的另一亞類為功能蛋白質(zhì)芯片,該技術(shù)平臺可廣泛用于檢測蛋白質(zhì)與脂類分子、核酸、小

2、分子類物質(zhì)以及與其他蛋白分子之間的相互作用[30],最近這項技術(shù)平臺已有用于腫瘤發(fā)生和神經(jīng)信號傳導(dǎo)研究的報道[32,33].蛋白質(zhì)芯片研究策略的發(fā)展得益于全基因組測序計劃完成的結(jié)果,從而將各個基因的開放閱讀框(ORF)導(dǎo)入一定的重組表達(dá)系統(tǒng)并獲得大量目的蛋白用于芯片的制作.另外,合成的多肽也可用于芯片的制作,已有文獻(xiàn)報道用這類芯片研究蛋白質(zhì)磷酸化修本論文由無憂%-->1667%.51lunura等用此方法鑒定了CaM激酶Ⅱ的28個底物蛋白[41].同時,質(zhì)譜依賴的方法可用來定量觀測蛋白的磷酸化水平,并研究因磷酸化修飾而導(dǎo)致的蛋白質(zhì)相互作

3、用模式的改變.近年來,該類方法還被用于神經(jīng)病理學(xué)的研究.雙向電泳結(jié)合免疫學(xué)檢測和質(zhì)譜分析技術(shù)已有用于研究阿爾茨海默氏病和老年鼠腦蛋白樣品相關(guān)蛋白質(zhì)分子的氧化磷酸化和硝化情況[42,43].生理狀態(tài)下蛋白質(zhì)酪氨酸殘基的硝化狀態(tài)代表著一種病理特征,與多種神經(jīng)褪型性疾病的發(fā)生相關(guān),如阿爾茨海默氏病和帕金森綜合癥等.在Castegna等人的研究中,從阿爾茨海默氏病人腦蛋白提取物中發(fā)現(xiàn)了6個蛋白質(zhì)硝化作用的靶標(biāo),進(jìn)而在分子水平上對氧化脅迫涉及該疾病的發(fā)生提供了潛在證據(jù)[42].在另一研究中,Soreghan等研究人員發(fā)現(xiàn)活性氧類(ROS)介導(dǎo)的蛋

4、白質(zhì)氧化對于衰老相關(guān)的神經(jīng)疾病的發(fā)生起著重要作用,并在該類疾病模型的小鼠腦中發(fā)現(xiàn)了重要的標(biāo)志分子,為將來設(shè)計相應(yīng)藥物治療和緩解該類疾病提供了重要的分子水平上的依據(jù)[43].4　蛋白質(zhì)組學(xué)在神經(jīng)科學(xué)研究中所面臨的挑戰(zhàn)　　盡管在過去的十年中蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)技術(shù)有了很大的發(fā)展,并在很多學(xué)科研究中發(fā)揮了不可替代的作用,并取得相當(dāng)豐碩的成果,但在神經(jīng)科學(xué)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用還面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn).最大的問題之一就是蛋白樣品的準(zhǔn)備.腦是高度復(fù)雜和不均一的,很難保證腦蛋白質(zhì)組的表達(dá)譜不受到其他組分的污染.較好的想法就是用單一的細(xì)胞模型作為材料,建立可單獨培養(yǎng)的神

5、經(jīng)元細(xì)胞系和神經(jīng)元以及星型膠質(zhì)細(xì)胞的原初培養(yǎng)物[5,6,12].新近發(fā)展的激光顯微切割技術(shù)可以很好的用于對腦中小細(xì)胞群或組織塊進(jìn)行精確分離[44].但這些蛋白組分中本論文由.51lunwen.整理提供低豐度的調(diào)控蛋白還是很難得到鑒定.如前所述,蛋白質(zhì)分子不能像DNA分子那樣可以在體外進(jìn)行無限制循環(huán)擴(kuò)增,因此提高蛋白質(zhì)緝學(xué)分析和鑒定技術(shù)的靈敏度是一個很好的策略.特別-->是當(dāng)這些技術(shù)用于臨床時,組織樣品更是珍貴和有限.另外,在處理腦蛋白樣品過程中很難保證蛋白樣品不被降解,從而使結(jié)果出現(xiàn)假陽性和假陰性.這些不僅是神經(jīng)科學(xué)研究所面臨的問題,其

6、他學(xué)科也同樣如此[2].挑戰(zhàn)之二在于蛋白質(zhì)組學(xué)研究所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)還沒有配套發(fā)展的相關(guān)生物信息學(xué)工具進(jìn)行信息挖掘和處理,殊不知這對于闡述神經(jīng)相關(guān)蛋白質(zhì)分子的功能是非常重要的.大量蛋白質(zhì)組學(xué)研究數(shù)據(jù)的產(chǎn)生,需要相關(guān)的工具對其進(jìn)行整合以及建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲,并公之與眾,使國際上大小實驗室盡快達(dá)到數(shù)據(jù)共享和交流.因此建議神經(jīng)科學(xué)及其他學(xué)科科研工能夠象基因組測序那樣將自己的數(shù)據(jù)與別人共享,甚至包括實驗操作方法的共享和標(biāo)準(zhǔn)化,從而以全球化的合作精神盡快的搞清這些神經(jīng)相關(guān)蛋白質(zhì)分子的相互作用網(wǎng)絡(luò)、亞細(xì)胞定位,以及在神經(jīng)發(fā)生中所扮演的角色[2].

7、哺乳動物神經(jīng)元蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)庫的組建就是一個很好的例子,其他的神經(jīng)生物學(xué)信息,如基因組的-->M,OdaY,etal.Identificationofactivity2regulatedproteinsinthepostsynapticdensityfraction[J].GenesCells,2002,7:187—197.[11]　LiKA,etal.Aroteomicapproachtorapidlyelucidateoligodendrocyte2associatedproteinsexpressedinthemyelinat

8、ingratopticnerve[J].Electrophoresis,2002.23:144—151.[13]　JimenezCR,EymanM,LavinaZS,etal.Proteinsynthesi