膜蛋白資料庫

⑴ 繼續一篇關於蛋白質組學的論文

字數可能有點超,你自己截取吧~~

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]。
蛋白質質譜分析研究進展 來自: 免費論文網www.shu1000.com
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。
蛋白質質譜分析研究進展 來自: 免費論文網www.shu1000.com
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 跨膜蛋白結構資料庫包含哪些數據內容

蛋白質結構資料庫，一般用PDB，還有其他衍兆首生出來的資料庫，比如DSSP，HSSP等等。
如果要差序列結構，在NCBI中也可以差，EMBL中也都有，不過建議在PDB中查看，將文件下載下來，用一些常用的軟體進行查看，並且可以看到一級，二級等舉殲高級結構，或者模擬族答數結構。

⑶ 跨膜預測說明是膜蛋白嗎

跨膜亮仔裂預測說明是膜蛋白。依靠一個跨膜蛋白資料庫，包含了每個序列的一些附加信息：像跨膜結構區域的數量、跨膜結構域的位置及其側翼序列的情況。蛋白質序列中跨敬閉越細胞膜的區域，通常為α螺旋結構，是20到25個氨基酸殘基。構成其蛋白質的氨基酸很多是膜蛋白。跨膜預測主要預測的是氨基酸，戚慎氨基酸內有蛋白質，蛋白質外壁有膜蛋白。

⑷ 膜蛋白研究有什麼意義,給人類帶來的益處是什麼

膜蛋白質在基礎生理過程（如分子轉運、信號轉導、能量利用以及細胞和組織結構的維護）具
有及其重孫叢要的作用.基因組序列中大約有30％的基因編碼的是膜蛋白質,其中50％是目前已知
葯物的靶點.然而目前我們對膜蛋白質的結構和功能在分子水平上的了解還遠不及可溶性蛋白
質.目前PDB資料庫中膜蛋白質的三維結構數量僅僅占所有結構的1％.而目前市場上超過50％的葯物是通過膜蛋白質發揮作用的.
膜蛋白質在天然生物體中的數量是非常低的.因此一般的天然生物體不太適合作為制備膜蛋白質的原材料.
由於表達的目標蛋白質缺乏足夠的插膜及折疊過程,或者缺少翻譯後修飾,異原過表達的膜蛋白質經常表達量較低或者無活性.此外,過表達的膜蛋白對細胞還有毒害作用.因此,對膜蛋白質的表達、純化和分析遇到了極大的挑戰.出人意料的是,迄今為止大量的膜蛋白質,尤其是細菌來源的膜蛋哪和白質,已經被成功的過表達、分離純化並在分子水平上加以鑒定.而且,科學家們對幾個來源於不李凱盯同組織的膜蛋白質組的鑒定工作也已經完成.目前世界上有許多膜蛋白質實驗室正在辛勤的勞動,對膜蛋白質進行遺傳操作也已經開始出現.這些策略對於進行膜蛋白質研究是非常有用的.

⑸ 如何利用脂質體研究膜蛋白的功能

約30％的編碼基因編碼的膜蛋白（MPs）在眾多生理過程中起著至關重要的作用。膜蛋白是超過FDA批准葯物一半的靶標葯物。需要在近乎生理條件下對功能性膜蛋白進行高解析度的結構研究，以提供深入的機理理解並促進葯物發現。隨著單粒子冷凍顯微鏡（cryo-EM）的解析度革命，分離的膜蛋白的結構闡明已取得了快速進展。下一個挑戰是保留電化學梯度和膜曲率，以便對膜蛋白進行全面的結構闡明，而膜蛋白的生物學功能依賴於這些坦埋化學和物理特性。
2020年7月17日，顏寧團隊在PNAS 在線發表題為「Cryo-EM analysis of a membrane protein embedded in the liposome」的研究論文，該研究以特徵明確的AcrB為原型，提出了一種方便的工作流程，用於對嵌入脂質體中的膜蛋白進行冷凍-EM結構分析。結合優化的蛋白脂質體分離，冷凍樣品制備和有效的顆粒選擇策略，以3.9的解析度獲得了嵌入脂質體中的AcrB的三維（3D）重建。該研究方法可廣泛應用於具有獨特可溶域的膜蛋白的冷凍EM分析，為功能受跨膜電化學梯度或膜曲率影響的整體或外圍膜蛋白的冷凍EM分析奠定了基礎。
生物膜包圍著拓撲隔離的隔室，包括細胞和細胞器，並為各種完整的和外圍的膜蛋白（MP）提供了棲息地。這些物理屏障使生命必需的電化學梯度得以生成和維持，這是由於離子和化學物質在整個不可滲透膜上的不對稱分布所致。各種生理過程都取決於這些梯度，例如由質子梯度（質子動力）驅動的三磷酸腺苷（ATP）合成和依賴跨膜電場存在的動作電位。因此，許多膜蛋白，例如電壓門控離子通道（VGIC）以及一級和二級活性轉運蛋白，都依賴於跨膜電化學梯度來執行其生物學功能。
除了駐留在膜的內部或表面之外，膜蛋白與膜之間的相互作用也對細胞壽命產生了深遠的影響。例如，許多外周膜蛋白定義了細胞器形成的膜輪廓。FoF1 ATP合酶的二聚化在塑造線粒體cristate中起著重要作用。機械敏感通道通過部分由膜變形施加的機械力控制。
當X射線晶體學是確定結構的主要方法時，解析膜蛋白的結構曾經極具挑戰性。必須從破裂的膜中純化出高度均質的膜蛋白，並用精心選擇的去污劑取代以結晶。自2013年以來，冷凍電子顯微鏡（cryo-EM）單顆粒分析（SPA）已成為膜蛋白高解析度結構解析的主流手段。已應用多種試劑將膜蛋白溶解為單個顆粒以進行分析。除了去污劑微團外，兩親，納米圓盤和苯乙烯-馬來酸脂質顆粒（SMALP）封閉的帶有天然膜的納米圓盤也已用於成功的膜蛋白冷凍-EM結構分析 。
盡管取得了這些進步，但所有上述膜蛋白分離方法都破壞了膜的拓撲結構，即使在SMALP環繞的帶有天然膜片的納米盤的情況下，也消除了任何現有的電化學梯度和膜曲率。為了保留這些重要特性，使用電子冷凍斷層掃描（cryo-ET）的原位結構分析可能是最終的解決方案。然而，當前的技術障礙阻止了使用cryo-ET的高解析度原位結構測定。另一種替代策略是研究嵌入脂質體中膜蛋白的結構，該結構已廣泛用於膜蛋白的功能分析。
盡和衫管使用蛋白脂質體進行了廣泛的功能表徵，但僅有有限的嘗試將這種系統用於膜蛋白的結構闡明。在過去的十年中，已經開發了諸如隨機球形約束（RSC）之類的方法來研究具有改進SPA策略的蛋白脂質體系統。但是，要在兩個報告中執行精確的角度分配或信號減法，目標蛋白脂質體必須是接近完美的球體，這是很難獲得的前提條件。兩種方法都還需要對原始圖像進行額外的預處理步驟。
為了將cryo-EM用於嵌入或附著在脂質體上的膜蛋白的結構分析，有必要為膜蛋白摻入，冷凍樣品制備和cryo-EM數據處理開發高度可重復且方便的工作流程。為此，研究人員選擇了來自大腸桿菌的經過充分研究的耐多葯轉運蛋白AcrB作為方法開發的原型。質子梯度驅動的AcrB是一種三聚體，分子量約為350 kDa。它是即使在低純度和低濃度下也最易於結晶的膜蛋白之一。因此，AcrB的結構是在早期確定的。到目前為止，在蛋白質資料庫（PDB）中使用X射線晶體學和單顆粒冷凍EM方法測定的AcrB結構超過100種，為結構驗證提供了極好的參考。
在這項研究中，報告了一種工作流程，該流程具有優化的脂質體分離，低喚信腔溫樣品制備，深層二維（2D）分類，用於數據處理。使用該研究的簡化方法，獲得了3.9解析度的蛋白脂質體中AcrB的重建。該工作流程可輕松推廣到蛋白脂質體中膜蛋白的結構測定中，並為使用蛋白脂質體系統在受控的電化學勢或膜曲率存在下膜蛋白的結構分析奠定基礎。

⑹ 生物學上的跨膜結構域指的是什麼怎樣預測

是跨膜蛋白的效應區域所展現。

預測：依靠一個跨膜蛋白資料庫，包含了每個序列的一些附加信息：如跨膜結構區域的數量、跨膜結構或團域的位置及其側翼序列的情況。

蛋白質序列中跨越細胞膜的區域，通常為α-螺旋結構，約20~25個氨基酸殘基。構成他的蛋白質的氨基酸大部分是疏水性氨基酸。

(6)膜蛋白資料庫擴展閱讀：

自由擴散不需要載體 ，協助擴散和主動運輸衫戚橘需要載體（載體蛋白）。通過跨膜運輸，可以溝通細胞內外及細胞內各細胞器之間的聯系，保證新陳代謝等生命活動中的正常物質交換，也是生物膜能量轉換和信息傳遞等功能的基礎。

載體蛋白是膜上與物質運輸有關的穿膜蛋白，對所運輸的物質具有高度選擇性，當載體蛋白一端表面的特異結合部位與專一的溶質分子結合，引發載體蛋白空間構象改變，將運送的溶質分子從結合的一側轉運到膜的另一側。

變構的載體蛋白對被轉運物質的親和力同時發仔喊生改變，於是被轉運的溶質分子與載體蛋白分離而被釋放，載體蛋白又恢復到原來的構象。載體蛋白通過周而復始的構象變化被反復循環使用。