目錄
前言
第1章 功能蛋白質(zhì)研究緒論 1
1.1 功能蛋白質(zhì)研究的歷史回顧 1
1.2 功能蛋白質(zhì)研究的主要內(nèi)容及方法 5
1.2.1 功能蛋白質(zhì)研究的主要內(nèi)容 5
1.2.2 功能蛋白質(zhì)研究的方法 8
1.3 功能蛋白質(zhì)研究的挑戰(zhàn)與展望 8
參考文獻 9
第2章 蛋白質(zhì)功能調(diào)節(jié) 11
2.1 pH和水環(huán)境對蛋白質(zhì)功能的調(diào)節(jié) 11
2.1.1 蛋白質(zhì)和其周邊復(fù)雜的水環(huán)境 11
2.1.2 水環(huán)境中的離子和有機物分子對蛋白質(zhì)的影響 12
2.1.3 pH對蛋白質(zhì)的影響 12
2.1.4 氧化還原環(huán)境對蛋白質(zhì)的影響 13
2.1.5 蛋白質(zhì)在環(huán)境條件中的存在方式和結(jié)構(gòu)分類 14
2.2 溫度對蛋白質(zhì)功能的調(diào)節(jié) 17
2.2.1 溫度對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響 17
2.2.2 嗜極溫的蛋白質(zhì) 18
2.2.3 溫度的生理作用和細胞學(xué)機理 19
2.2.4 溫度對植物的影響 20
2.3 蛋白質(zhì)的翻譯后修飾 25
2.3.1 蛋白質(zhì)翻譯后修飾的概述 25
2.3.2 蛋白質(zhì)翻譯后修飾的種類 25
2.3.3 蛋白質(zhì)翻譯后修飾的生理意義 26
2.3.4 蛋白質(zhì)翻譯后修飾的研究 28
2.4 磷酸化修飾對蛋白質(zhì)功能的調(diào)節(jié) 29
2.4.1 蛋白質(zhì)憐酸化修飾的概述 29
2.4.2 蛋白質(zhì)磷酸化修飾過程 29
2.4.3 蛋白質(zhì)磷酸化修飾的分類 30
2.4.4 蛋白激酶 32
2.4.5 蛋白質(zhì)磷酸化修飾對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變 38
2.4.6 蛋白質(zhì)磷酸化修飾的生理功能 38
2.4.7 蛋白質(zhì)的異常憐酸化修飾和人類疾病 41
2.4.8 蛋白質(zhì)磷酸化研究是一門綜合研究 42
2.5 糖基化修飾對蛋白質(zhì)功能的調(diào)節(jié) 44
2.5.1 蛋白質(zhì)糖基化修飾的概述 44
2.5.2 蛋白質(zhì)糖基化修飾的分類 45
2.5.3 蛋白質(zhì)糖基化修飾過程 48
2.5.4 糖基化修飾對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變 48
2.5.5 糖基化工程 49
2.5.6 蛋白質(zhì)糖基化修飾的生理作用 50
2.5.7 蛋白質(zhì)糖基化修飾的研究 51
2.6 泛素化修飾對蛋白質(zhì)功能的調(diào)節(jié) 52
2.6.1 蛋白質(zhì)泛素化修飾的概述 52
2.6.2 泛素化修飾的底物蛋白質(zhì)的特點 53
2.6.3 蛋白質(zhì)泛素化修飾的過程和相關(guān)酶 53
2.6.4 泛素化修飾蛋白質(zhì)的降解過程 54
2.6.5 泛素化修飾和人類疾病 56
2.6.6 蛋白質(zhì)泛素化修飾的研究和注意問題 56
2.7 小泛素相關(guān)修飾物對蛋白質(zhì)功能的調(diào)節(jié) 57
2.7.1 小泛素相關(guān)修飾物的概述 57
2.7.2 SUMO 結(jié)構(gòu) 57
2.7.3 SUMO化修飾過程 58
2.7.4 SUMO化修飾的生理功能 60
2.7.5 SUMO化修飾與疾病 61
2.7.6 蛋白質(zhì)發(fā)生SUMO化飾的鑒定 61
2.8 蛋白質(zhì)前體激活 63
2.8.1 蛋白質(zhì)前體激活的概述 63
2.8.2 蛋白質(zhì)前體激活的過程 63
2.8.3 蛋白質(zhì)信號肽 64
2.8.4 胰島素激活 65
2.8.5 前體阿片促黑激素皮質(zhì)素原的激活 66
2.8.6 蛋白質(zhì)內(nèi)含肽的自剪接 67
參考文獻 70
第3章 蛋白質(zhì)的質(zhì)量控制 74
3.1 分子伴侶撕疊酶 76
3.1.1 蛋白質(zhì)的疏水性域和分子伴侶 76
3.1.2 分子伴侶家族 76
3.1.3 HsP70的反應(yīng)循環(huán) 78
3.1.4 蛋白質(zhì)二硫鍵異構(gòu)酶 80
3.2 蛋白質(zhì)質(zhì)量控制——內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 82
3.2.1 真核細胞的未折疊蛋白應(yīng)答 82
3.2.2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)的蛋白質(zhì)降解 90
3.3 蛋白質(zhì)質(zhì)量控制——線粒體 98
3.3.1 線粒體的內(nèi)膜蛋白質(zhì)量控制 99
3.3.2 線粒體基質(zhì)的蛋白質(zhì)質(zhì)量控制 101
3.3.3 細胞死亡前的最后挽救措施一線粒體自噬 101
3.3.4 線粒體蛋白質(zhì)質(zhì)量控制和衰老 101
3.4 蛋白質(zhì)質(zhì)量控制——自噬 102
3.5 幾種典型蛋白折疊相關(guān)疾病及其分子病理 103
3.5.1 HIV-1感染和艾滋病 103
3.5.2 幾種癌癥與蛋白質(zhì)質(zhì)量控制 104
3.5.3 幾種退行性神經(jīng)病變與蛋白質(zhì)折疊 105
參考文獻 106
第4章 功能蛋白質(zhì)的分離純化 110
4.1 蛋白質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì) 110
4.1.1 蛋白質(zhì)的兩性電離和等電點 110
4.1.2 蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì) 110
4.1.3 蛋白質(zhì)的變性 111
4.1.4 蛋白質(zhì)的紫外吸收 112
4.1.5 蛋白質(zhì)的呈色反應(yīng) 112
4.2 蛋白質(zhì)的分離方法 113
4.2.1 以溶解度為基礎(chǔ)的分離方法 113
4.2.2 以分子大小為基礎(chǔ)的分離方法 114
4.2.3 以靜電作用為基礎(chǔ)的分離方法 115
4.2.4 以疏水作用為基礎(chǔ)的分離方法 117
4.2.5 以生物活性為基礎(chǔ)的蛋白質(zhì)分離方法 118
參考文獻 120
第5章 蛋白質(zhì)體外研究——結(jié)構(gòu)與功能研究 121
5.1 核磁共振譜 121
5.1.1 適用于核磁共振研究的蛋白質(zhì)樣品制備 122
5.1.2 用于蛋白質(zhì)溶液三維結(jié)構(gòu)測定的同核二維實驗 124
5.1.3 用于蛋白質(zhì)溶液三維結(jié)構(gòu)測定的異核多維實驗 125
5.2 晶體X射線衍射 140
5.2.1 晶體及晶體中的對稱性 140
5.2.2 X射線衍射方程 143
5.2.3 晶體結(jié)構(gòu)測定 145
5.2.4 X射線衍射技術(shù)在研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能中的應(yīng)用 147
5.3 X射線吸收光譜 153
5.3.1 X射線吸收光譜方法原理 154
5.3.2 X射線吸收光譜方法的優(yōu)勢和局限 155
5.3.3 生物體系X射線吸收光譜方法研究現(xiàn)狀 156
5.3.4 X射線吸收光譜在金屬蛋白質(zhì)研究中的應(yīng)用 158
5.4 穆斯鮑爾譜 159
5.4.1 穆斯鮑爾效應(yīng) 159
5.4.2 穆斯鮑爾譜學(xué)及其特點 159
5.4.3 鐵蛋白的穆斯鮑爾譜 160
5.5 電子順磁共振譜 161
5.5.1 電子順磁共振基本原理 161
5.5.2 電子順磁共振自旋標記 162
5.5.3 氮氧自由基側(cè)鏈易趨性在蛋白質(zhì)研究中的應(yīng)用 164
5.5.4 氮氧自由基側(cè)鏈動力學(xué)在蛋白質(zhì)研究中的應(yīng)用 164
5.5.5 殘基間距離的研究 164
5.5.6 結(jié)構(gòu)改變的時間分辨分析 165
5.5.7 電子順磁共振研究金屬離子與蛋白質(zhì)的相互作用 165
5.6 圓二色譜 167
5.6.1 蛋白質(zhì)的圓二色性 167
5.6.2 遠紫外CD預(yù)測蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)方法 168
5.6.3 近紫外CD光譜 171
5.6.4 CD在功能蛋白質(zhì)研究中的應(yīng)用 171
5.6.5 CD測量樣品的準備與條件選擇 172
參考文獻 172
第6章 細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的定位研究 180
6.1 細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的分選信號 180
6.1.1 信號假說 180
6.1.2 細胞內(nèi)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運方式 182
6.1.3 蛋白質(zhì)分選運輸?shù)耐緩?183
6.2 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位信號和蛋白質(zhì)運輸 187
6.2.1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位信號 188
6.2.2 可溶性蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔的轉(zhuǎn)運 190
6.2.3 跨膜蛋白到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的轉(zhuǎn)運 192
6.3 高爾基體定位信號的研究 194
6.3.1 高爾基體糖基轉(zhuǎn)移酶的定位信號 194
6.3.2 病毒蛋白在高爾基體的定位信號 195
6.3.3 周緣膜蛋白在高爾基體的定位信號 195
6.3.4 高爾基體的其他駐留蛋白定位信號 196
6.4 細胞核的定位信號研究 196
6.4.1 細胞核定位信號 196
6.4.2 細胞核輸出信號 197
6.5 蛋白質(zhì)向線粒體的運輸 197
6.6 過氧化物酶體的定位信號 198
6.7 細胞外的蛋白質(zhì)分選和運輸 199
6.7.1 受體介導(dǎo)胞吞 199
6.7.2 從內(nèi)體到溶酶體的運輸 200
6.8 蛋白質(zhì)定位的研究方法 201
6.8.1 激光掃描共聚焦顯微鏡研究蛋白質(zhì)定位 201
6.8.2 免疫電鏡技術(shù) 225
6.8.3 免疫組織化學(xué)技術(shù) 227
6.8.4 免疫印跡法和差速離心法研究蛋白質(zhì)定位 228
6.8.5 生物信息學(xué)方法研究蛋白質(zhì)定位 228
參考文獻 230
第7章 蛋白質(zhì)相互作用研究 239
7.1 蛋白質(zhì)相互作用的結(jié)構(gòu)學(xué)基礎(chǔ) 239
7.1.1 蛋白質(zhì)相互作用的親和力 239
7.1.2 蛋白質(zhì)相互作用與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 241
7.1.3 蛋白質(zhì)相互作用結(jié)構(gòu)基元或結(jié)構(gòu)域 241
7.1.4 蛋白質(zhì)相互作用研究的發(fā)展 245
7.2 酵母雙雜交技術(shù) 246
7.2.1 酵母雙雜交技術(shù)的原理 246
7.2.2 酵母雙雜交技術(shù)的方法 248
7.2.3 酵母雙雜交技術(shù)的優(yōu)點與缺點 250
7.2.4 酵母雙雜交系統(tǒng)中的假陽性和假陰性 251
7.2.5 酵母雙雜交系統(tǒng)的衍生（擴展）技術(shù) 251
7.3 免疫共沉淀技術(shù) 255
7.3.1 免疫共沉淀技術(shù)的基本原理 255
7.3.2 A蛋白和G蛋白 256
7.3.3 免疫共沉淀實驗結(jié)果的特異性與真實性 257
7.3.4 免疫共沉淀實驗的關(guān)鍵注意事項 258
7.3.5 免疫共沉淀技術(shù)的優(yōu)點與不足 259
7.4 GST融合蛋白沉降技術(shù) 260
7.4.1 GST融合蛋白沉降技術(shù)原理 260
7.4.2 GST融合蛋白沉降技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù) 261
7.4.3 GST融合蛋白沉降技術(shù)的優(yōu)點與缺點 266
7.5 突光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù) 266
7.5.1 突光共振能量的原理 267
7.5.2 FRET探針 268
7.5.3 熒光共振能量轉(zhuǎn)移效率的檢測方法 2H
7.6 蛋白質(zhì)相互作用功能意義的研究策略 274
參考文獻 274
第8章 蛋白質(zhì)組學(xué) 277
8.1 蛋白質(zhì)組學(xué)概論與研究龍法 277
8.1.1 蛋白質(zhì)的高通量分離策略 277
8.1.2 蛋白質(zhì)的高通量鑒定策略 281
8.2 定量蛋白質(zhì)組學(xué)原理與方法 282
8.2.1 基于2DE膠的定量分析策略 283
8.2.2 基于非膠的定量分析策略 291
8.3 蛋白質(zhì)組學(xué)與蛋白質(zhì)翻譯后修飾鑒定 304
8.3.1 磷酸化 305
8.3.2 泛素化 309
8.3.3 小泛素相關(guān)修飾化 312
8.3.4 糖基化 313
8.4 蛋白質(zhì)組學(xué)在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用 316
8.4.1 蛋白質(zhì)組學(xué)在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路研究上的應(yīng)用 317
8.4.2 蛋白質(zhì)組在篩選疾病標記物中的應(yīng)用 318
8.4.3 蛋白質(zhì)組學(xué)在發(fā)現(xiàn)藥物祀標上的應(yīng)用 320
8.4.4 蛋白質(zhì)組學(xué)在藥物作用機理研究上的應(yīng)用 322
8.4.5 蛋白質(zhì)組學(xué)在分析蛋白質(zhì)一蛋白質(zhì)相互作用上的應(yīng)用 323
參考文獻 325
第9章 生物信息學(xué)一 329
9.1 蛋白質(zhì)序列分析 329
9.1.1 蛋白質(zhì)的物化性質(zhì)分析及在線工具 329
9.1.2 序列相似性比對 330
9.1.3 蛋白質(zhì)序列功能域分析 332
9.1.4 跨膜區(qū)與卷曲螺旋預(yù)測 335
9.1.5 信號肽的預(yù)測 338
9.1.6 蛋白質(zhì)亞細胞定位預(yù)測 340
9.2 蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)預(yù)測 342
9.2.1 二級結(jié)構(gòu)預(yù)測算法 343
9.2.2 二級結(jié)構(gòu)預(yù)測工具 347
9.3 蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)預(yù)測 350
9.3.1 蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)預(yù)測理論基礎(chǔ)及發(fā)展過程 350
9.3.2 同源建模方法 351
9.3.3 同源建模網(wǎng)絡(luò)工具 354
9.4 基于生物質(zhì)譜的蛋白質(zhì)鑒定 358
9.4.1 蛋白質(zhì)鑒定基本知識簡介 358
9.4.2 數(shù)據(jù)庫搜索原理及軟件使用介紹 369
9.4.3 搜索結(jié)果的質(zhì)量控制 373
9.4.4 翻譯后修飾的鑒定 378
參考文獻 380
第10章 生物信息學(xué)二 385
10.1 2DE圖像的生物信息學(xué)分析 386
10.1.1 簡介 386
10.1.2 圖像獲取 386
10.1.3 分析軟件 387
10.1.4 傳統(tǒng)的分析方法一點的檢測和匹配 387
10.1.5 基于圖像分析一膠匹配與一致性建模 388
10.1.6 差異性分析 388
10.1.7 展望 389
10.2 基于質(zhì)譜技術(shù)的定量蛋白質(zhì)組生物信息學(xué)分析 389
10.2.1 簡介 389
10.2.2 同位素標記蛋白質(zhì)定量分析 390
10.2.3 同重標記蛋白質(zhì)定量分析 396
10.2.4 非同位素標記的定量蛋白質(zhì)組 399
10.2.5 展望 403
10.3 差異表達蛋白質(zhì)鑒定 403
10.3.1 簡介 403
10.3.2 PLGEM模型 403
10.3.3 數(shù)據(jù)可視化 404
10.3.4 展望 405
10.4 GO分析 406
10.4.1 簡介 406
10.4.2 GO分類 407
10.4.3 GO富集性分析 407
10.4.4 GO語義相似性度量 410
10.4.5 展望 414
10.5 網(wǎng)絡(luò)撕 414
10.5.1 簡介 414
10.5.2 蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)庫 415
10.5.3 網(wǎng)絡(luò)分析軟件 416
10.5.4 分析實例 417
10.5.5 展望 419
參考文獻 420
縮略圖 426