動(dòng)物科學(xué)中的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)應(yīng)用

欽芳臣 王仲榮 吳飛

一、蛋白質(zhì)組學(xué)研究的實(shí)際理論

在不同的細(xì)胞周期、分化階段、環(huán)境條件、生長(zhǎng)情況、營(yíng)養(yǎng)情況等條件之下，機(jī)體的蛋白質(zhì)組會(huì)發(fā)生效果較為顯著的變化。但是通過mRNA表達(dá)水平并不能測(cè)試出蛋白質(zhì)的實(shí)際表達(dá)水平，而導(dǎo)致這一情況出現(xiàn)的主要因素在于，翻譯與轉(zhuǎn)錄豐度之間并沒有較為明顯的相關(guān)聯(lián)系。雖然部分基因的mRNA會(huì)出現(xiàn)豐度相同的情況，但在翻譯的過程中會(huì)出現(xiàn)實(shí)際翻譯量與蛋白質(zhì)量會(huì)出現(xiàn)相差十幾倍甚至幾十倍之間的差異。而相差幾十倍豐度的mRNA可以轉(zhuǎn)出相同數(shù)量的蛋白質(zhì)，并且相關(guān)生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)合成會(huì)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)方面的修飾以及加工，但這一表現(xiàn)在通常情況下并不會(huì)由基因來決定，同時(shí)還存在諸多細(xì)胞組織在mRNA水平上無(wú)法觀察，因在多數(shù)調(diào)節(jié)細(xì)胞在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中會(huì)出現(xiàn)變化，例如：蛋白質(zhì)磷化酸、甲基化、?；取３酥?，多數(shù)蛋白質(zhì)只有在與其他分子結(jié)合之后才可以顯示出生物學(xué)的功能。因此，只有使用蛋白質(zhì)組學(xué)的相關(guān)研究，才可以為細(xì)胞與體內(nèi)組織的狀態(tài)提供更加準(zhǔn)確的分子描述。

二、蛋白質(zhì)組學(xué)研究的方式分析

在實(shí)際展開蛋白質(zhì)組分析的過程中，主要需要通過以下兩個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)：第一個(gè)方面是組成蛋白質(zhì)組的研究。組成蛋白質(zhì)組的研究即為建立一個(gè)細(xì)胞、一個(gè)組織、一個(gè)機(jī)體在生理?xiàng)l件下的蛋白質(zhì)二維凝膠圖譜;第二個(gè)方面是組成蛋白質(zhì)組的研究。組成蛋白質(zhì)組的研究主要是為了更加直觀的了解到蛋白質(zhì)組在各類條件下的實(shí)際變化，并通過對(duì)變化的觀察來了解出細(xì)胞組織的生命活動(dòng)規(guī)律。在實(shí)際展開蛋白質(zhì)組研究的過程中，可以應(yīng)用的技術(shù)手段較多，在分離蛋白質(zhì)這方面所應(yīng)用的技術(shù)手段包括：雙向凝膠電泳、雙向高效柱層。其中雙向凝膠電泳技術(shù)可以將較為復(fù)雜的蛋白混合物中的蛋白質(zhì)分開在二維平面中并且還可以針對(duì)實(shí)際分離出來的蛋白斑點(diǎn)展開定性與定量的分析，同時(shí)因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的生物合成中粗壯乃翻譯之后的修飾與加工，例如：肽鏈的磷酸化、糖基化以及蛋白質(zhì)自剪接等，在實(shí)際應(yīng)用雙向凝膠電泳技術(shù)的過程中，針對(duì)蛋白質(zhì)的正常生理功能展開研究與分析，是實(shí)際試驗(yàn)過程中的必須步驟，但其在實(shí)際變化的過程中會(huì)與遺傳變異或疾病的發(fā)生之間產(chǎn)生必要的聯(lián)系。而雙向高效柱層可以在實(shí)際分離的過程中得到更過的蛋白質(zhì)，并且實(shí)際流出的蛋白峰可以直接流向質(zhì)譜，并且通過質(zhì)譜可以針對(duì)蛋白峰展開檢測(cè)、鑒定，同時(shí)雙向高效柱層也是目前蛋白質(zhì)組學(xué)中最為重要的一項(xiàng)研究技術(shù)。除此之外，通過利用生物信息學(xué)可以從蛋白質(zhì)鑒定的角度深入到更加高級(jí)的結(jié)構(gòu)研究，同時(shí)該項(xiàng)信息學(xué)可以對(duì)蛋白質(zhì)組的各項(xiàng)數(shù)據(jù)展開處理與分析，同時(shí)這也是針對(duì)蛋白質(zhì)組展開研究中的重要環(huán)節(jié)。而蘇浙生物信息學(xué)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，促使現(xiàn)代針對(duì)蛋白質(zhì)組的數(shù)據(jù)分析已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾滦偷幕虍a(chǎn)物研究，在蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫(kù)中不僅包含了有機(jī)體、細(xì)胞體、組織等蛋白質(zhì)信息，同時(shí)還包括了諸多正在研究的細(xì)胞組織。

三、蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在動(dòng)物科學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用

1、表達(dá)蛋白質(zhì)組學(xué)的研究

在將蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用在動(dòng)物科學(xué)中時(shí)，其可以通過表達(dá)研究的方式將某一種動(dòng)物的細(xì)胞、組織中存在的蛋白質(zhì)建立在蛋白表達(dá)圖譜護(hù)坡掃描EST（基因組表達(dá)序列標(biāo)簽）圖譜中，這樣不僅可以分析出不同動(dòng)物體內(nèi)的細(xì)胞組織蛋白質(zhì)組的性質(zhì)，同時(shí)還可以根據(jù)蛋白質(zhì)的表達(dá)、修飾等變化來展開對(duì)動(dòng)物蛋白質(zhì)組的品質(zhì)分析與動(dòng)物的疾病研究，而且還可以對(duì)于珍惜保護(hù)動(dòng)物以及特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)物的研究提供良好的幫助。除此之外，在實(shí)際應(yīng)用雙向高效柱層的過程中，可以基于該種技術(shù)的鑒定方式對(duì)動(dòng)物的蛋白峰展開檢測(cè)與鑒定，并且還可以將已經(jīng)鑒定過的動(dòng)物蛋白質(zhì)組列入到轉(zhuǎn)筒的數(shù)據(jù)庫(kù)中，而后通過蛋白質(zhì)的亞細(xì)胞定位、蛋白質(zhì)的鑒定結(jié)果對(duì)動(dòng)物的基因以及細(xì)胞展開全面性的研究。

2、蛋白質(zhì)組學(xué)對(duì)基因表達(dá)的研究

在將蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)際應(yīng)用到動(dòng)物科學(xué)中時(shí)，蛋白質(zhì)組學(xué)可以對(duì)基因的表達(dá)展開研究，這項(xiàng)研究主要是通過對(duì)畜禽的遺傳繁育展開研究，傳統(tǒng)的遺傳育種學(xué)認(rèn)為，動(dòng)物的性狀主要是通過相應(yīng)的基因來控制。細(xì)胞基因組是畜禽的唯一蛋白基因組織，同時(shí)單一的有機(jī)體只有一個(gè)確定的基因組。通過蛋白質(zhì)組學(xué)的研究可以得知，不能通過一個(gè)基因一個(gè)蛋白的對(duì)應(yīng)關(guān)系來解釋基因遺傳信息的復(fù)雜規(guī)律，一個(gè)基因可以表達(dá)的蛋白質(zhì)數(shù)目可能會(huì)大于一，并且動(dòng)物機(jī)體的某一種性狀并不是由一種單一的基因控制，在實(shí)際基因互作及蛋白質(zhì)見的復(fù)雜作用。在實(shí)際引入蛋白質(zhì)組學(xué)的研究手段之后，在育種選育的環(huán)節(jié)中可以通過從現(xiàn)在的個(gè)別基因轉(zhuǎn)移來改進(jìn)個(gè)別形狀的個(gè)別性能，最終實(shí)現(xiàn)整體性能的改善。此外，在實(shí)際針對(duì)畜禽的基因展開研究時(shí)，其可以通過鑒定禽畜與其他動(dòng)物基因的方式，來判斷出兩種基因是否可以融合到一起，當(dāng)結(jié)果較為良好時(shí)，就可以針對(duì)基因的融合工作展開研究。

3、蛋白質(zhì)在反映生物系統(tǒng)的研究

蛋白質(zhì)可以充分反映出生物系統(tǒng)的真實(shí)狀態(tài)，在實(shí)際通過蛋白質(zhì)組展開研究是，可以全面觀察在不同條件下動(dòng)物蛋白質(zhì)組的實(shí)際變化。在實(shí)際研究的過程中可以充分運(yùn)用蛋白質(zhì)組學(xué)的研究技術(shù)，在分子水平中研究動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育的過程，例如：下丘腦、垂體、肝臟、甲狀腺、腎上腺、性腺等方面組成的內(nèi)分泌生長(zhǎng)軸激素的表達(dá)規(guī)律，在上述的銀子品種特異性及組織特異性的表達(dá)中可以得知，在實(shí)際研究的過程中可以通過深入研究的方式來他所處動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)制，而在研究部分重要影響以及生理調(diào)控物質(zhì)的過程中，對(duì)激素以及受體基因的表達(dá)與蛋白質(zhì)組的影響較大。此外，在實(shí)際研究的過程中，蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)不僅更新了傳統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)學(xué)與生理學(xué)，同時(shí)還可以有效的結(jié)合動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)與生物學(xué)。

（作者單位：313100浙江省湖州市長(zhǎng)興縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局）