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目 录1

编者名单1

概述1

前言3

第一章基因组学与蛋白质组学6

1．引言6

缩略语8

2．cDNA表达文库的制取、机器化阵列、PCR膜构建、寡核苷酸指纹非冗余套的制备、DNA芯片上的复杂杂交8

2.1 cDNA文库的构建9

2.2大规模热循环和高密度阵列的构建10

2.3实验室自动化和高密度阵列的新进展11

2.4文库归一化和用寡核苷酸指纹产生Unigene套12

2.5通过在DNA微阵列上的复杂杂交获得不同的差异表达谱12

2.6自动化图像分析12

3．蛋白阵列。cDNA表达库制备，自动化技术在蛋白阵列和芯片制备中的应用，及蛋白芯片在蛋白质组学中的应用13

3.1 Uniprotein套和蛋白阵列的产生与应用14

4．通过高分辨二维电泳（2-DE）鉴定特定细胞类型或组织在特定时间的蛋白组成15

4.1蛋白质组学与基因组学15

4.2二维聚丙烯酰胺凝胶电泳（2-DE）16

4.3联合的2-DE数据库17

4.4 2-DE分析自动化17

5．用质谱连接当前蛋白质组学和基因组学的方法17

6．前景和发展18

6.1基因组学18

6.2蛋白组学18

6.3尚需发展之处18

7．总结19

参考文献19

第二章基因表达的检测方法23

1．绪论23

2．DNA阵列杂交24

2.1 cDNA阵列26

2.2寡核苷酸阵列27

3．不基于DNA阵列的mRNA定量方法28

3.1基于序列测定的方法学29

3.2 差异显示PCR（DD-PCR）32

4．结论34

参考文献35

第三章蛋白质组分析中的二维聚丙烯酰胺凝胶电泳38

1．引言38

2．二维聚丙烯酰胺凝胶电泳发展史38

3．固相pH梯度（immobilized pH gradient,IPG）二维电泳39

4．样品制备39

4.1可溶性样品39

4.4样品分级40

4.3细胞40

4.2组织样品40

5．溶解41

6．还原41

7．一维固相pH梯度等电聚焦（IEF with IPG）42

7.1 IPG凝胶制备42

7.2 IPG胶条重泡胀42

7.3加样和运行43

7.4 IPG IEF pH梯度的选择45

7.5聚焦时间的优化48

8．两维间平衡50

9．二维SDS-PAGE50

10．分辨率50

11．重复性51

12．展望51

参考文献52

1．引言55

第四章 聚丙烯酰胺凝胶和转印膜上蛋白质的检测55

2．有机染料和银染56

2.1有机染料56

2.2银染57

3．负染58

3.1金属盐染料58

3.2锌－咪唑染料59

4．胶体扩散染料59

4.1印度墨水染料59

4.2胶体金属染料60

5．有机荧光团染料61

5.1共价结合荧光团61

5.2非共价结合荧光团62

6．金属螯合染料63

6.1比色金属螯合染料63

6.2发光金属螯合染料64

7．结论65

参考文献66

第五章 蛋白质鉴定和磷酸化位点分析的质谱方法72

1．引言72

1.1蛋白质鉴定途径72

2．质谱基础知识73

2.1 MALDI-MS74

2.2 ESI-MS76

3．以质谱为基础的相关鉴定策略80

3.1肽质量检索（peptide-mass searching）80

3.2未解析碎片离子的检索83

4．用质谱数据对肽段从头测序（de novo sequencing）86

5．磷酸化位点分析的各种方法88

5.1磷酸化分析的原理88

5.2磷酸化分析策略88

5.4磷酸肽的分离90

5.3磷蛋白的检测和分离90

5.5确定磷酸化氨基酸类型92

5.6磷酸化位点的确定93

5.7酶分析法及磷蛋白分析的未来方向96

6．目前及将来面临的机遇和挑战97

参考文献99

第六章二维凝胶电泳的图像分析107

1．介绍107

2．数据获取108

2.1获取图像设备108

3．数字化图像加工108

4．蛋白质斑点检测和定量110

5．凝胶配比112

6．数据分析114

7．数据呈递115

8.2 比较网上分布的2-DE数据库117

8.1 2-DE数据库的构建117

8．数据库117

9．结论118

参考文献119

第七章增强高通量蛋白质组分析：稳定同位素标记的影响122

1．前言122

2．样品制备122

3．二维凝胶分离和分析123

3.1 自动化二维聚丙烯酰胺凝胶电泳（2-DE-PAGE）123

3.2蛋白质的扫描检测和定量123

3.3通过稳定同位素标记定量2-DE凝胶中的蛋白质124

3.4 2-DE凝胶蛋白点的分离126

3.5蛋白质酶解／碎裂128

4．质谱：使用质谱数据鉴定蛋白质128

4.1质量指纹肽谱128

4.2小序列标签多肽指纹谱129

5.1串联质谱数据采集130

5．质谱：使用串联质谱数据鉴别蛋白质130

5.2串联质谱数据库检索131

5.3自动化串联质谱解释和数据库检索132

5.4数据解释工具133

参考文献134

第八章蛋白质组学的自动化：高通量蛋白分析的技术和信息学途径138

1．历史回顾138

1.1蛋白化学家面临的困难138

1.2蛋白质组学的发展史139

2．蛋白质组学的自动化——技术解决途径139

2.1 2-DE胶的自动化140

2.2 2-DE胶的全自动140

2.3 2-DE自动化143

3．蛋白质组学的信息解决途径144

3.1蛋白质组数据库145

3.2蛋白质组学工具148

3.3生物信息学展望149

4．结语149

参考文献150

第九章瓶颈：自动化蛋白质组分析的完整途径155

1．引言155

2．二维电泳结合质谱：蛋白质组的典型范例？155

3．自动化概念156

4．二维凝胶电泳的显色157

4.1二维凝胶157

4.2富集和分部收集技术158

4.3显像技术158

4.4自动染色160

5．图像分析160

6．自动化机器人161

6.1斑点切取161

6.3肽脱盐、纯化，在MALDI靶上点样162

6.2斑点酶切和肽提取162

7．质谱的接口策略163

8．机器人模块，图像分析软件和信息数据库之间的链接164

9．结论164

参考文献164

第十章蛋白质表达分析新方法167

1．引言167

2．功能蛋白质组研究范围167

3．蛋白质组分析：基于2-DE的战略168

4．除二维凝胶电泳以外的蛋白质表达分析方法170

4.1依赖于分离的方法170

4.2不依赖分离的方法：“蛋白质芯片”172

5．结语176

参考文献176

第十一章蛋白质组分析在药物开发和毒理学中的应用181

1．引言181

2．数据的使用182

2.1比较分析183

22生物标志物蛋白质的检测185

2.3详细的基因表达调控分析185

2.4蛋白质功能预测186

3．结论与展望186

参考文献188

第十二章噬菌体抗体作为蛋白质组学研究工具190

1．蛋白质组学方法190

1.1来源于EST数据库的蛋白质数据190

1.2抗体是蛋白质特异分子探针的合理选择191

1.3关键技术概观191

2．噬菌体抗体库的构建和应用192

2.1抗体片段在噬菌体上的展示192

2.2抗体库的构建192

2.3库的大小和多样性192

2.4从噬菌体抗体库中筛选特异抗体193

2.5高通量的筛选194

2.6作为试剂的噬菌体抗体194

2.7来源于噬菌体库中的可溶性抗体194

2.8以IgG的形式表达195

3．噬菌体抗体在功能基因组研究中的应用195

3.1“ProAbTM”方法195

3.2采用生物信息学方法了解EST的意义195

3.3合成抗原196

3.4高通量筛选识别肽抗原的噬菌体抗体196

3.5高通量的ICC分析196

3.6生物信息学197

3.7 ProAbTM计划的应用实例198

4．噬菌体抗体在蛋白质组学中的应用——ProxiMo1TM技术199

4.1常规的选择抗膜蛋白的噬菌体抗体199

4.2提高膜蛋白筛选的导向选择199

4.3 ProxiMolTM方法及应用200

4.4 ProxiMolTM方法在蛋白质组学研究中的应用203

参考文献204

第十三章糖生物学与蛋白质组学205

1．引言205

2．什么是糖蛋白？206

2.1 N－糖链结构206

2.2 O－连接结构207

2.3糖基磷脂酰肌醇（GPI）固定结构207

3．为什么蛋白质组学对糖蛋白感兴趣？207

3.1糖蛋白与受精207

3.2糖蛋白与疾病208

4．蛋白质组中的糖分析209

4.1重组糖蛋白分析210

4.2经分离的胶上糖蛋白210

5．结论215

参考文献216

1．引言220

2．为什么不在学术环境中进行蛋白质组研究？220

3．为什么要在学术环境中进行蛋白质组研究？220

第十四章学术环境中的蛋白质组学220

3.1大学能否承担得起蛋白质组的研究经费？221

3.2如果没有学术机构，企业能承担蛋白质组学研究吗？223

3.3 目前蛋白质组学的研究尚不健全吗？某些人看到局限性223

3.4学术机构的蛋白质组学研究对企业是有益的225

4．大学的蛋白质组学研究提供许多优势225

4.1 大学能对企业的资源进行迅速而灵活的反应，且价格合理225

4.2大学愿意与临床样本接近225

4.5大学培养学生226

5．大学的“让产易股（spin-off）”公司226

6．结论226

4.3大学不仅研究医学应用226

4.4大学的基础研究将被公众接近226

参考文献227

第十五章 作为植物遗传和育种工具的蛋白质组学229

1．引言229

2．遗传多样性分析230

2.1种内和种间的遗传差异230

2.2品种、品系和栽培品种的区别231

3.1突变特征232

3．基因组的表达232

3.2器官和发育阶段的变异性233

3.3非生物胁迫反应蛋白的鉴定与分析233

4．遗传作图和候选蛋白235

4.1蛋白标记的遗传作图235

4.2蛋白数量位点（PQL）和候选蛋白236

5．方法学进展和植物蛋白数据库238

6．总结、前景展望239

参考文献239