蛋白質(zhì)：是一種兩性大分子，在不同PH環(huán)境中會(huì)帶有不同的電荷，用等電點(diǎn)PI表示蛋白質(zhì)的電荷性質(zhì)。當(dāng)溶液pH小于蛋白質(zhì)PI時(shí)，蛋白質(zhì)質(zhì)子化帶正電；當(dāng)溶液pH大于蛋白質(zhì)PI時(shí)，蛋白質(zhì)釋放質(zhì)子帶負(fù)電；在某一pH溶液時(shí)，蛋白質(zhì)解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相同，所帶靜電荷為0，溶液呈電中性，則這一溶液的pH為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的特征是親水/疏水間的平衡，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性主要依賴于分子內(nèi)的疏水作用，其余的氫鍵、范德華力、鹽鍵和肽鍵中的二硫鍵起到次級作用，蛋白質(zhì)由內(nèi)到外親水殘基逐漸增多，疏水殘基逐漸減少。
蛋白質(zhì)親水性：指分子能夠透過氫鍵和水形成短暫鍵結(jié)的物理性質(zhì)。主要取決于其分子表面的電荷量，如果分子表面帶電氨基酸多則親水性高，如果全部是疏水殘基,則親水性差。蛋白質(zhì)疏水性：膜蛋白的疏水性較強(qiáng)，在水溶液中，更容易在疏水作用下蛋白質(zhì)聚集而沉淀。
蛋白質(zhì)組（proteome）：指一種基因組表達(dá)的全套蛋白質(zhì)。
蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics）：利用各種技術(shù)研究蛋白質(zhì)組的特征，包括蛋白質(zhì)的表達(dá)水平，翻譯后修飾，蛋白與蛋白相互作用等，由此獲得蛋白質(zhì)水平的變化與疾病的關(guān)系，揭示蛋白質(zhì)功能與細(xì)胞生命活動(dòng)的關(guān)系。
為什么要研究：①?可以大規(guī)模鑒定特定組織、細(xì)胞等各種樣本的蛋白質(zhì)種類、修飾狀態(tài)以及蛋白質(zhì)之間的相互作用，以及對這些蛋白質(zhì)功能分析、分類。②?可以對不同條件下某一特定樣本進(jìn)行大規(guī)模的蛋白質(zhì)(包括翻譯后修飾蛋白)表達(dá)量變化分析，篩選潛在biomarker，篩選重要信號通路。③?依托大樣本量，可以實(shí)現(xiàn)疾病的分子分型分析、重要潛在靶標(biāo)鑒定。
人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃：① 對每個(gè)編碼蛋白質(zhì)的基因，解析主要蛋白質(zhì)產(chǎn)物，描述其豐度、相互作用分子及表達(dá)定位，繪制人類蛋白質(zhì)組圖譜。② 對所有蛋白質(zhì)在定位、相互作用及翻譯后修飾等動(dòng)態(tài)關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)闡述。③ 以疾病為對象，闡明在生理及病理狀態(tài)下蛋白質(zhì)表達(dá)量、功能及活性變化。
研究思路：蛋白質(zhì)分離——蛋白質(zhì)鑒定——圖像分析和數(shù)據(jù)處理
蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)：
蛋白質(zhì)組的復(fù)雜性決定了蛋白質(zhì)組研究技術(shù)必須具備高分辨率的分離能力、高通量的序列測定能力、對低豐度蛋白質(zhì)的識別能力以及與之配套的大規(guī)模數(shù)據(jù)解析能力。主要技術(shù)包括雙向凝膠電泳、高效液相色譜、生物質(zhì)譜和生物信息學(xué)。
蛋白質(zhì)分離技術(shù)：凝膠技術(shù)（2-DE）和非凝膠技術(shù)（液相色譜法LC、毛細(xì)管電泳CE）
雙向凝膠電泳（2-DE）：可同時(shí)分辨上千個(gè)蛋白質(zhì)。
原理：根據(jù)蛋白質(zhì)的分子量和等電點(diǎn)，使蛋白質(zhì)混合物在電荷和分子量兩個(gè)水平上進(jìn)行分離。① 第一向（等點(diǎn)聚焦電泳），根據(jù)蛋白質(zhì)等電點(diǎn)的不同，使用固相PH梯度的膠條（IPG）在變性條件下通過等電聚焦分離蛋白。等電聚焦結(jié)束后，膠條被轉(zhuǎn)移到第二向進(jìn)行SDS-PAGE。② 第二向（SDS-PAGE）：根據(jù)蛋白質(zhì)分子量的不同進(jìn)行分離蛋白質(zhì)。雙向電泳可分離高達(dá)5000-10000個(gè)蛋白點(diǎn)。
工作范疇：橫坐標(biāo)從PI 3~11，縱坐標(biāo)從 20 kDa~200 kDa，生物體內(nèi)97%的蛋白都在此范圍內(nèi)。
等電聚焦凝膠電泳：根據(jù)蛋白質(zhì)等電點(diǎn)的不同分離蛋白質(zhì)。就是在凝膠中加入載體兩性電解質(zhì)，從而形成從正極到負(fù)極PH逐漸增加的梯度，由于蛋白質(zhì)為兩性電解質(zhì)，帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)向正極移動(dòng)，帶正電荷蛋白質(zhì)的分子向負(fù)極移動(dòng)，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)分子移動(dòng)到各自的等電點(diǎn)處時(shí)，所帶凈電荷為零，于是停止遷移而停留在該位置上，實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)分離。SDS-PAGE電泳同WB。
2-DE的優(yōu)勢：分辨率高、重復(fù)性高。局限：人不能滿足全部蛋白質(zhì)組學(xué)的研究；對極酸、極堿及疏水膜蛋白分離不盡如意。
蛋白質(zhì)鑒定——生物質(zhì)譜
生物質(zhì)譜技術(shù)：通過測定樣品離子質(zhì)荷比（m/z）對成分和結(jié)構(gòu)分析。
1、基質(zhì)輔助激光解吸/電離飛行時(shí)間質(zhì)譜（MALDI-TOF MS）
原理：將樣品和小分子基質(zhì)混合共結(jié)晶，當(dāng)用不同波長的激光照射晶體時(shí)，基質(zhì)分子和樣品分子同時(shí)從靶上解離，讓基質(zhì)中脆弱的有機(jī)大分子能夠變成氣態(tài)離子的狀態(tài)而不破碎或裂解。TOF代表飛行時(shí)間質(zhì)譜，它通過質(zhì)荷比將粒子進(jìn)行分離，并根據(jù)離子到達(dá)檢測器花費(fèi)的時(shí)間來確定該離子的質(zhì)荷比。是分析生物大分子，如肽類、脂類、核酸、糖類和其他有機(jī)分子。
2、電噴霧電離技術(shù)（ESI）
是一種使用電噴霧向液體施加高電壓產(chǎn)生氣溶膠來產(chǎn)生用于質(zhì)譜分析的離子的技術(shù)。由于生物大分子相對易碎，它們的結(jié)構(gòu)在解離和電離過程中很容易被破壞。電噴霧電離則克服了這些分子在電離時(shí)碎裂的趨勢。電噴霧電離與其他大氣壓電離過程不同，電噴霧電離可能會(huì)產(chǎn)生多電荷離子，這有效地?cái)U(kuò)展了分析儀的質(zhì)量范圍，以適應(yīng)所觀察到kDa-mDa的蛋白質(zhì)及其相關(guān)肽的大小。
蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)庫：
三大蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫：瑞士Swiss-Prot；歐洲MIPS；美國NBRF-RIP。
