導讀
本文[1] 將從蛋白質組學的定義，蛋白質組包含的類型，常用技術，面臨的挑戰等方面，對蛋白質組學進行一個簡要的介紹。
1. 定義
「蛋白質組學」一詞於 1995 年首次出現，被定義為對細胞系、組織或生物體所有蛋白質的大規模表徵。
今天，蛋白質組學有兩種定義。第一個是更經典的定義，將基因產物的大規模分析限制在僅涉及蛋白質的研究中。
第二個也是更具包容性的定義，將蛋白質研究與具有 genetic readout 的分析相結合，例如 mRNA 分析、基因組學和酵母雙雜交分析。
然而，蛋白質組學的目標保持不變，即通過研究細胞的所有蛋白質而不是單獨研究每個蛋白質來獲得更全面和綜合的生物學觀點。
2. 蛋白質組
蛋白質組是在有機體、系統或生物環境中產生的一組蛋白質。例如，我們可以指一個物種（例如人）或一個器官（例如肝臟）的蛋白質組。蛋白質組不是恆定的；它因細胞而異，並隨時間而變化。在某種程度上，蛋白質組反映了潛在的轉錄組，但是除了生產率之外，蛋白質活性還受到許多因素的調節。
proteome
3. 蛋白質組學
許多信息不能僅從基因研究中獲得。例如，決定細胞表型的是蛋白質，而不是基因。僅僅通過研究基因組是不可能闡明疾病、衰老和環境影響的機制的。只有通過對蛋白質的研究，才能表徵蛋白質修飾並確定藥物靶點。
Proteomics
- 蛋白質組學用於研究：
- 何時何地表達蛋白質；
- 蛋白質生產率、降解率和穩態豐度；
- 蛋白質是如何被修飾的；
- 翻譯後修飾 (PTM)，例如磷酸化）；
- 蛋白質在亞細胞區室之間的運動；
- 蛋白質參與代謝途徑；
- 蛋白質如何相互作用。
4. 類型
4.1. 蛋白質表達
- 蛋白質表達蛋白質組學
對因某些變量而不同的樣本之間的蛋白質表達進行的定量研究被稱為表達蛋白質組學。在這種方法中，可以比較樣品之間整個蛋白質組或亞蛋白質組的蛋白質表達。來自這種方法的信息可以識別信號轉導中的新蛋白質或識別疾病特異性蛋白質。
4.2. 結構
- 結構蛋白質組學
蛋白質組學研究的目標是繪製出蛋白質複合物的結構或存在於特定細胞器中的蛋白質，被稱為「細胞圖譜」或結構蛋白質組學。結構蛋白質組學試圖識別蛋白質複合物或細胞器內的所有蛋白質，確定它們的位置，並表徵所有蛋白質-蛋白質相互作用。結構蛋白質組學的一個例子是最近對核孔複合體的分析。通過純化分離特定的亞細胞器或蛋白質複合物可以大大簡化蛋白質組學分析。這些信息將有助於拼湊細胞的整體結構，並解釋某些蛋白質的表達如何賦予細胞獨特的特徵。
4.3. 功能
- 功能蛋白質組學
「功能蛋白質組學」是許多特定的定向蛋白質組學方法的廣義術語。在某些情況下，通過親和層析分離特定的亞蛋白質組以供進一步分析。這可能包括分離蛋白質複合物或使用蛋白質配體分離特定類型的蛋白質。這種方法允許對一組選定的蛋白質進行研究和表徵，並可以提供有關蛋白質信號、疾病機制或蛋白質-藥物相互作用的重要信息。
5. 常用技術
- Fluorescence 2D Difference Gel Electrophoresis (2D-DIGE),Isotope-Coded Affinity Tag (ICAT),Stable Isotope Labeling with Amino Acids in Cell Culture (SILAC),18O Stable Isotope Labeling,Isobaric Tag for Relative and Absolute Quantitation (iTRAQ),MUDPIT,Protein array and Mass spectrometry.
螢光二維差異凝膠電泳 (2D-DIGE)、同位素編碼親和標籤 (ICAT)、細胞培養中胺基酸穩定同位素標記 (SILAC)、18O 穩定同位素標記、用於相對和絕對定量的同位素標籤 (iTRAQ)、MUDPIT , 蛋白質陣列和質譜分析。
由於不是實驗出身，可能翻譯不正確，望糾正
6. 挑戰
與 DNA 的研究相比，蛋白質的研究具有許多獨特的挑戰。例如，沒有與蛋白質 PCR 相當的方法，因此低豐度蛋白質的分析仍然是一個主要挑戰。此外，在蛋白質相互作用研究中，必須保持蛋白質的天然構象才能獲得有意義的結果。
7. 總結
儘管存在這些局限性，當蛋白質組學與分子生物學等其他互補技術相結合時，具有為生物學提供新見解的巨大潛力。全面研究複雜生物系統的能力最終將提供無法從研究單個蛋白質或蛋白質組中獲得的答案。
參考資料
[1]Source: https://omicstutorials.com/what-is-proteomics/