药物蛋白质组学讲稿.ppt

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1、关于药物蛋白质组学第一页，讲稿共四十页哦第二篇第二篇 药学分子生物学应用药学分子生物学应用一、转录组与转录组学一、转录组与转录组学二、转录组学在药学中的应用二、转录组学在药学中的应用第八章第八章 药物转录组学药物转录组学(pharmacotranscriptomics)第二页，讲稿共四十页哦转录组（转录组（transcriptome）广义：指在某一生理条件下、一种细胞、组织、器官广义：指在某一生理条件下、一种细胞、组织、器官或生物体所能转录出来的或生物体所能转录出来的所有所有RNA的的总和，包括总和，包括mRNA和非编码和非编码RNA。狭义：指所有狭义：指所有mRNA的集合。的集合。转录组学（

2、转录组学（transcriptomics）在整体水平研究细胞中基因转录情况及其调控规在整体水平研究细胞中基因转录情况及其调控规律的学科。律的学科。研究方法：研究方法：基因芯片技术、基因芯片技术、SAGE（基因表达系列分析）、基因表达系列分析）、MPSS（大规模平行信号测序系统）、（大规模平行信号测序系统）、RNA测序测序第三页，讲稿共四十页哦一、药靶候选基因的鉴定一、药靶候选基因的鉴定第二节第二节 转录组学在药学中的应用转录组学在药学中的应用二、反义药物和二、反义药物和siRNA药物药物包括：反义包括：反义DNA、反义反义RNA、核酶核酶 反反义义药药物物：通通过过与与靶靶DNA 或或 mRN

3、A 互互补补杂杂交交，阻阻止止或或抑抑制制靶靶基基因因表表达达，发发挥挥治治疗疗作作用用的药物。的药物。第四页，讲稿共四十页哦反义药物反义药物特点特点:新的化学物质（新的化学物质（核酸核酸）；）；新的药物受体新的药物受体（DNA或或mRNA）；）；新的结合方式（新的结合方式（碱基配碱基配对对）；新的结合后反应（）；新的结合后反应（降解靶降解靶RNA）。）。第一个反义药物：第一个反义药物：福米韦生福米韦生(fomivirsen)1998年年，美美国国FDA批批准准，由由21个个硫硫代代脱脱氧氧核核苷苷酸酸组组成成。通通过过抑抑制制人人类类巨巨细细胞胞病病毒毒（CMV）mRNA发发挥挥抗抗病病毒毒

4、作用。作用。第五页，讲稿共四十页哦siRNA药物药物 根根据据RNA干干扰扰原原理理设设计计出出来来的的小小干干扰扰RNA，通通过过诱诱导导同同源源mRNA降降解解，有有效效阻阻断断基基因因表表达达，起起到到治治疗疾病效果。疗疾病效果。VEGF可可促促进进湿湿性性老老年年性性黄黄斑斑变变性性（wet-AMD）眼眼中中新新血血管管的的生生长长，使使血血液液渗渗漏漏进进人人眼眼内内，从从而而导导致致视力丧失。视力丧失。OPKO公公司司开开发发出出Bevasiranib（siRNA药药物物），抑抑制制VEGF表达表达，治疗治疗AMD。基因失活性治疗基因失活性治疗第六页，讲稿共四十页哦第二篇 药学分子

5、生物学应用 第九章第九章 药物蛋白质组学药物蛋白质组学(Phamacoproteomics)一、概述（概念、分类、主要技术）一、概述（概念、分类、主要技术）二、药物蛋白质组学及应用二、药物蛋白质组学及应用第七页，讲稿共四十页哦一、蛋白质组学一、蛋白质组学(proteomics)蛋白质蛋白质组组(Proteome)：一种细胞、某一特定组一种细胞、某一特定组织或个体所表达的织或个体所表达的全部蛋白质。全部蛋白质。蛋白质组学蛋白质组学(Proteomics)：从从整体水平研究蛋白质整体水平研究蛋白质组成、表组成、表达水平、翻译后修饰、相互作达水平、翻译后修饰、相互作用的学科。用的学科。第八页，讲稿共

6、四十页哦第九页，讲稿共四十页哦二、蛋白质组学分类二、蛋白质组学分类 1.表达蛋白质组学：表达蛋白质组学：比较比较正常样品正常样品与与病理病理样品样品、药物治疗、药物治疗前前后后样品的蛋白质表达或样品的蛋白质表达或修饰差异。修饰差异。2.结构蛋白质组学：结构蛋白质组学：分析蛋白质或复合分析蛋白质或复合体结构、定位体结构、定位3.功能蛋白质组学：功能蛋白质组学：研究蛋白质功能研究蛋白质功能第十页，讲稿共四十页哦基因组基因组-转录组转录组-蛋白质组蛋白质组DNA(Genome)RNA(Transcriptome)Proteins(Proteome)DNA sequencingWhole genome

7、Microarray2D-PAGEMS/MS?第十一页，讲稿共四十页哦四、蛋白质组学主要研究技术四、蛋白质组学主要研究技术1、蛋白质分离、蛋白质分离双向凝胶电泳技术双向凝胶电泳技术2、蛋白质鉴定、蛋白质鉴定生物质谱生物质谱3、蛋白质、蛋白质-蛋白质相互作用蛋白质相互作用蛋白质芯片、酵母双杂交蛋白质芯片、酵母双杂交第十二页，讲稿共四十页哦双向凝胶电泳技术双向凝胶电泳技术第十三页，讲稿共四十页哦双向凝胶电泳技术双向凝胶电泳技术第十四页，讲稿共四十页哦双向凝胶电泳技术双向凝胶电泳技术第十五页，讲稿共四十页哦Sample (a)Sample(b)Sample(c)Present in(a)and(c)

8、not(b)Present only in(a)Stronger in(b)than(a)or(c)双向凝胶电泳图像分析双向凝胶电泳图像分析第十六页，讲稿共四十页哦荧光差异显示双向电泳荧光差异显示双向电泳 (2D-DIGE)第十七页，讲稿共四十页哦关关 键键 问问 题：题：如何鉴定双向电泳分离出来的蛋白质？如何鉴定双向电泳分离出来的蛋白质？第十八页，讲稿共四十页哦质质 谱谱 分分 析析质质谱谱：是是将将被被测测物物用用一一定定的的方方法法离离子子化化，然然后后按按产产生生的的带带电电离离子子的的质质荷荷比比（质质量量/电电荷荷，m/z）进进行行分分离离并并检检测测，最最后后根根据据各各离离子子

9、谱谱峰峰的的强强度度解解析析被被测测物物的的相相对对分分子子质质量量和和结结构构信信息息的的一一种种分分析析技技术术。用用于于测测量分析生物样本（蛋白质、核酸）称为量分析生物样本（蛋白质、核酸）称为生物质谱生物质谱。8 9 10 11 12 13 14 15 1612 units12 units第十九页，讲稿共四十页哦质谱分析技术路线：质谱分析技术路线：样品样品离子源离子源 质量分析器质量分析器离子检测器离子检测器固体固体液体液体蒸汽蒸汽形成带电离子形成带电离子电离电离质量分选质量分选根据根据m/z分选离子分选离子数据处理数据处理质谱质谱检测离子检测离子质谱分析的基本步骤质谱分析的基本步骤:1

10、.样品离子化样品离子化 2.根据质荷比根据质荷比(m/z)不同分离离子不同分离离子3.检测每种质量离子的数目检测每种质量离子的数目 4.收集、处理数据得到质谱图收集、处理数据得到质谱图 第二十页，讲稿共四十页哦离子源离子源基质辅助激光解析电离基质辅助激光解析电离(MALDI)第二十一页，讲稿共四十页哦质量分析器质量分析器飞行时间飞行时间(TOF)第二十二页，讲稿共四十页哦MALDI-TOF MS（基质辅助激光解析电离（基质辅助激光解析电离-飞行时间质谱）飞行时间质谱）第二十三页，讲稿共四十页哦图图1.一个典型的质谱图一个典型的质谱图（横坐标为质荷比，即相对分子质量，纵坐标为各（横坐标为质荷比，

11、即相对分子质量，纵坐标为各个肽段的相对含量，每个峰的数字代表了这个峰对个肽段的相对含量，每个峰的数字代表了这个峰对应的肽段的质量）应的肽段的质量）第二十四页，讲稿共四十页哦 1234.5396 783.9147 375.2561肽质量指纹谱肽质量指纹谱（PMF）胰酶消化胰酶消化凝胶凝胶蛋白质蛋白质数据库数据库?123比较比较:是否相同是否相同?质谱质谱3235.2256多肽多肽 已测得质已测得质 谱数据或理论谱数据或理论 质谱质谱 数据数据第二十五页，讲稿共四十页哦第二十六页，讲稿共四十页哦蛋蛋白白质质芯芯片片第二十七页，讲稿共四十页哦酵母双杂交酵母双杂交第二十八页，讲稿共四十页哦二、药物蛋白

12、质组学及应用二、药物蛋白质组学及应用构建分子药理筛选模型：构建分子药理筛选模型：分子细胞分子细胞、组织器官、整、组织器官、整体动物水平体动物水平药物靶点的发现、药物靶点的发现、验证和优化验证和优化药物作用机制研究药物作用机制研究药物毒理机制研究药物毒理机制研究耐药机制研究耐药机制研究第二十九页，讲稿共四十页哦第三十页，讲稿共四十页哦药药物物作作用用靶靶点点（drug target）：具有重要生理或病理功能，能够与药物分子相结合并产生药理作用的(生物大)分子及其特有的结构位点。Proteins/peptides 95%Current number of drug targets 500第三十一页

13、，讲稿共四十页哦新的药物作用靶点新的药物作用靶点Number of Drug Targets12,00006,0004,0002,00010,0008,000Approx.5005,00010,000Cumulative Number of Targets Known TodayNew Targets Expected from Human Genome Project第三十二页，讲稿共四十页哦药物作用靶点发现的方法药物作用靶点发现的方法第三十三页，讲稿共四十页哦考试题型考试题型1 1、名词解释：、名词解释：3 3分分/题，题，1010题题2 2、填空题：、填空题：1 1分分/空，空，2020

14、空空3 3、论述题：、论述题：1010分分/题，题，3 3题题4 4、案例分析题：、案例分析题：2020分分/题，题，1 1题题第三十四页，讲稿共四十页哦基因、基因组、基因组学基因、基因组、基因组学病毒、原核生物、真核生物基因组特点病毒、原核生物、真核生物基因组特点重叠基因、操纵子、断裂基因、基因家族；重叠基因、操纵子、断裂基因、基因家族；顺式作用元件、反式作用因子、启动子顺式作用元件、反式作用因子、启动子人类基因组计划人类基因组计划第一章第一章 基因与基因组基因与基因组第三十五页，讲稿共四十页哦第六章第六章 常用分子生物学技术常用分子生物学技术核酸分子杂交：核酸分子杂交：核酸探针核酸探针印迹

15、杂交：印迹杂交：Southern blot、Northern blot、Western blot；原位杂交（荧光原位原位杂交（荧光原位杂交）；生物芯片（杂交）；生物芯片（基因芯片基因芯片、蛋白质、蛋白质芯片）芯片）第三十六页，讲稿共四十页哦RNA干干扰扰技技术术：siRNA、RNA干干扰扰、机制、应用机制、应用基因敲除技术：基因敲除技术：基因敲除基因敲除第六章第六章 常用分子生物学技术常用分子生物学技术聚合酶链式反应聚合酶链式反应 (PCR)(PCR)：PCRPCR原理、体系、步骤；原理、体系、步骤；RT-PCRRT-PCR、多重、多重PCRPCR、实时荧光定量实时荧光定量PCRPCR；PCR

16、PCR技术应用技术应用第三十七页，讲稿共四十页哦基因工程（基因工程（DNADNA重组、分子克隆）技术重组、分子克隆）技术分子克隆程序：分、切、连、转、筛、表分子克隆程序：分、切、连、转、筛、表目的基因获取途径目的基因获取途径载体（种类、特征）、质粒、多克隆位点、工载体（种类、特征）、质粒、多克隆位点、工具酶、感受态细胞、转化、转导具酶、感受态细胞、转化、转导阳性重组体筛选阳性重组体筛选基因工程生产重组药物一般流程基因工程生产重组药物一般流程第十章第十章 外源基因表达与基因工程药物外源基因表达与基因工程药物第三十八页，讲稿共四十页哦第七章第七章 药物基因组学药物基因组学定义、目标、研究方法定义、目标、研究方法单核苷酸多态性单核苷酸多态性(SNP)(SNP)、单体型、检测技术、单体型、检测技术遗传变异与药物应答遗传变异与药物应答基因分型指导合理用药基因分型指导合理用药药物基因组学与新药研发、个性化用药药物基因组学与新药研发、个性化用药第三十九页，讲稿共四十页哦感谢大家观看第四十页，讲稿共四十页哦