很哇塞的知识点：蛋白组学在靶向药物研发中的应用

赵桂芝 0 2021-12-03

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随着蛋白组学越来越多的应用的各种领域,那么什么是蛋白组学,蛋白组学在精准医疗靶向药物研究方面有哪些应用呢?跟小析姐一起来看看吧。

什么是蛋白组学

蛋白质组学(英语:proteomics,又译作蛋白质体学),是以蛋白质组为研究对象,研究细胞、组织或生物体蛋白质组成及其变化规律的科学。这个概念最早是在1994年,由Marc Wikins首先提出的新名词。

蛋白质组(Proteome)一词,源于蛋白质(protein)与基因组(genome)两个词的组合,意指“一种基因组所表达的全套蛋白质”,即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。蛋白质组学本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征,包括蛋白质的表达水平,翻译后的修饰,蛋白与蛋白相互作用等,由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生,细胞代谢等过程的整体而全面的认识。

蛋白质组(Proteome)的概念最先由Marc Wilkins提出,指由一个基因组(genome),或一个细胞、组织表达的所有蛋白质(Protein). 蛋白质组的概念与基因组的概念有许多差别,它随着组织、甚至环境状态的不同而改变. 在转录时,一个基因可以多种mRNA形式剪接,并且,同一蛋白可能以许多形式进行翻译后的修饰. 故一个蛋白质组不是一个基因组的直接产物,蛋白质组中蛋白质的数目有时可以超过基因组的数目. 蛋白质组学(Proteomics)处于早期“发育”状态,这个领域的专家否认它是单纯的方法学,就像基因组学一样,不是一个封闭的、概念化的稳定的知识体系,而是一个领域. 蛋白质组学集中于动态描述基因调节,对基因表达的蛋白质水平进行定量的测定,鉴定疾病、药物对生命过程的影响,以及解释基因表达调控的机制. 作为一门科学,蛋白质组研究并非从零开始,它是已有20多年历史的蛋白质(多肽)谱和基因产物图谱技术的一种延伸. 多肽图谱依靠双向电泳(Two-dimensional gel electrophoresis, 2-DE)和进一步的图象分析;而基因产物图谱依靠多种分离后的分析,如质谱技术、氨基酸组分分析等.

蛋白组学应用领域

应用领域

应用列表

蛋白组学在新药研发中的应用

目前药物研发的策略主要有两类 :基于靶标的药物研发和基于表型改变的药物发现。两者的区别在于 :基于表型改变的药物发现是在已知表型改变和疗效的前提下,探索该活性化合物引起的生理生化表现及引起该表现的靶标蛋白 ;而基于靶标的药物研发则是在已知靶标蛋白生物学功能的前提下,在化合物库中筛选能够与该靶标蛋白发生相互作用并改变其生物活性的先导化合物。

这两种策略的目的均在于发现活性化合物及其靶标蛋白,并在此基础上对活性化合物进行结构改造优化,并进行构效关系、药理学、毒理学等相关临床前研究。在这两种药物研究策略中,蛋白质组学都发挥着不可替代的作用。目前蛋白质组学已可以在一天的质谱采集时间内,在单个细胞克隆中鉴定出8000～10 000个蛋白质,因此蛋白质组学技术在靶标的鉴定方面具有高效、高准确性的优势。通过比较加“药”组和对照组在全蛋白质表达水平上的差异,并对这些差异蛋白质进行生物信息学分析,可以发现该“药”对细胞生理功能的影响,从而有助于加深对该“药”的用途及作用机制的认识。

同时,在寻找药物靶点方面,蛋白质组学可以通过竞争性实验有效地将与药物相互作用的蛋白质富集,通过质谱分析鉴定找到目标靶蛋白,目前这是传统生物学手段所无法实现的。蛋白质组学不仅可以对药物靶标进行鉴定,还可以进一步探索药物与靶标的相互作用对蛋白质–蛋白质相互作用的影响。

责任编辑：展源

审　　核：何发

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