蛋白质组学(090260)

《蛋白质组学》课程（090260）教学大纲

一、课程基本信息

课程中文名称：蛋白质组学 课程代码：090260

学分与学时：2学分40学时 课程性质：专业选修课

授课对象：生物技术及应用专业 二、本课程教学目标与任务

随着人类基因测序的基本完成，人类基因组计划开始进入后基因组时代。蛋白质组学(Proteomics)是二十世纪九十年代中期诞生的一门新兴学科，已成为功能基因组学的重要研究领域，是当今生命科学研究的热点与前沿领域。本课程主要从蛋白质组与蛋白质组学的基本概念入手，重点介绍这一崭新领域的诞生与发展，并以具体的研究成果，详细介绍蛋白质组学研究的基本原理，研究方法及应用进展。

通过本课程的学习，使学生了解和掌握蛋白质的结构、功能基因组和蛋白质组、蛋白质组学研究的方法及相关分离、分析、检测、鉴定技术，蛋白质组学研究中的生物信息学及蛋白质组学的应用等，如蛋白质组学在医学、植物与新药开发等方面的知识。

三、学时安排

课程内容与学时分配表

四、课程教学内容与基本要求

第一章 从基因组学到蛋白质组学

教学目的：介绍蛋白质组学产生的背景、基本概念，蛋白质组学研究的基本方法。

基本要求：掌握基因组、蛋白质组研究中的基本概念、相互关系，蛋白质组学研究的内容和意义。了解蛋白质组学的特点和难点及蛋白质组学发展趋势。

重点与难点：蛋白质组研究中的基本概念、相互关系，蛋白质组学研究的内容和意义。

教学方法：课堂讲授为主。 主要内容： 一、引言

二、大规模生物学的起源

三、基因组、转录物组和蛋白质组 四、 DNA和RNA水平上的功能基因组学 五、蛋白质组学的重要性 六、蛋白质组学的范畴 七、蛋白质组学的挑战

第二章 蛋白质分离策略

教学目的：介绍蛋白质分离的原理和基本方法。

基本要求：掌握蛋白质分离方法和技术，如双向凝胶电泳技术、液相色谱、多维色谱分离技术技术等。

重点与难点：

重点：蛋白质分离的原理和基本方法。 难点：双向电泳技术。

教学方法：课堂讲授为主，采用传统教学与多媒体教学相结合的方法；播放实验操作录像，辅导学生学习相关实验操作。

主要内容： 一、引言

二、蛋白质组学中蛋白质的分离——基本原理 三、双向凝胶电泳的原理

四、蛋白质组学中的双向凝胶电泳 五、蛋白质组学中液相色谱的原理

六、多维液相色谱

第三章 蛋白质鉴定的策略

教学目的：介绍蛋白质鉴定的方法和技术。

基本要求：了解蛋白质鉴定的方法和技术，如免疫印迹、化学降解法测序、肽质量指纹鉴定蛋白质技术及串联质谱数据鉴定蛋白质技术等。

重点与难点：

重点：免疫印迹、测序和质谱的原理及方法. 难点：各鉴定技术的原理。

教学方法：课堂讲授为主，采用传统教学与多媒体教学相结合的方法；播放实验操作录像，辅导学生学习相关实验操作。

主要内容： 一、引言

二、利用抗体对蛋白质进行鉴定 三、化学降解法确定蛋白质序列

四、质谱在蛋白质组学中的应用——基本原理和仪器 五、使用质谱数据进行蛋白质鉴定

第四章 蛋白质定量方法

教学目的：介绍蛋白质定量的主要技术方法。

基本要求：了解蛋白质定量方法，如蛋白电泳图象分析、多重蛋白质组学及质谱技术在定量蛋白质组学中的应用。

重点与难点：均为蛋白电泳图象分析。 教学方法：多媒体教学为主。 主要内容： 一、引言

二、用标准2D胶进行定量蛋白质组学研究 三、多重蛋白质组学

四、质谱技术应用于定量蛋白质组学

第五章 蛋白质组学与蛋白质序列分析

教学目的：介绍蛋白质序列分析方法及其重要意义。

基本要求：了解蛋白质序列与蛋白质功能和生物进化之间的关系，蛋白质序列比对的原则和方法。

重点与难点：

重点：蛋白质序列比对的基本原则。 难点：无。

教学方法：课堂讲授为主，采用传统教学与多媒体教学相结合的方法。 主要内容： 一、引言

二、蛋白质家族与进化关系 三、蛋白质序列比对的基本原则 四、寻找蛋白质远源关系

五、通过相似性检索进行功能注释的缺点 六、功能注释的其他方法

第六章 结构蛋白质组学

教学目的：介绍结构蛋白质组学的建立和研究策略。

基本要求：了解结构蛋白质组学建立的背景、研究的意义，掌握蛋白质组学研究的策略和方法，如蛋白质结构的解析、预测、比较、分类等。

重点与难点：均为蛋白质结构的解析和预测。

教学方法：课堂讲授为主，采用传统教学与多媒体教学相结合的方法。 主要内容: 一、引言

二、蛋白质组学中蛋白质结构的价值 三、解析蛋白质结构的技术 四、预测蛋白质结构的技术 五、蛋白质结构的比较 六、蛋白质结构的分类

七、结构蛋白质组学：开始和结果

第七章 相互作用蛋白质组学

教学目的：介绍蛋白质间互作分析的原理及主要技术方法。

基本要求：掌握蛋白质相互作用及其研究策略，如文库法，酵母双杂交系统、质谱技术等。了解蛋白质组学中蛋白质定位的作用，理解蛋白质互作图谱，了解蛋白质与小分子之间互作的作用。

重点与难点：

重点：蛋白质间互作的分析原理。

难点：文库法和酵母双杂交系统技术。

教学方法：课堂讲授为主，采用传统教学与多媒体教学相结合的方法。 主要内容: 一、引言

二、蛋白质-蛋白质相互作用分析的原理 三、文库法全面分析两两蛋白质间的相互作用

四、利用酵母双杂交系统来研究蛋白质组学的相互作用 五、用质谱方法对复合物进行系统分析 六、蛋白质组学中的蛋白质定位 七、蛋白质相互作用图谱

八、蛋白质与小分子间的相互作用

第八章 蛋白质组学中的蛋白质修饰

教学目的：介绍蛋白质翻译后修饰的主要方法。

基本要求：了解磷酸化蛋白质及糖基化蛋白质的作用及分离鉴定。 重点与难点：均为磷蛋白、糖蛋白、泛素化蛋白的制备及鉴定。 教学方法：课堂讲授为主，采用传统教学与多媒体教学相结合的方法。 主要内容: 一、引言

二、磷蛋白质组学 三、糖蛋白质组学 四、泛素化蛋白质组学

第九章 蛋白质芯片和功能蛋白质组学

教学目的：介绍功能蛋白质组学研究的策略和方法，主要是蛋白质芯片技术。 基本要求：了解功能蛋白质组学研究的策略和方法，如蛋白质芯片的原理、制作方法、检测等。

重点与难点：均为蛋白质芯片的原理和方法。

教学方法：课堂讲授为主，采用传统教学与多媒体教学相结合的方法，播放实验操作录像，辅导学生学习相关实验操作。

主要内容: 一、引言

二、不同类型的蛋白质芯片 三、蛋白质芯片的制作

四、检测和定量蛋白质芯片上结合的蛋白质 五、新的蛋白质芯片技术

第十章 蛋白质组学的应用

教学目的：介绍蛋白质组学技术在各科学领域中的应用。

基本要求：了解蛋白质组学在医学研究、植物和药物开发方面研究的应用及进展。

重点与难点：无。

教学方法：课堂讲授为主，采用传统教学与多媒体教学相结合的方法。 主要内容: 一、引言

二、医学蛋白质组学——疾病诊断 三、药物蛋白质组学——药物研发 四、蛋白质组学和植物生物技术 五、课程教学方式与考核方式

1.教学方式：以课堂讲授为主，辅以课后作业、小论文等。 ①结合学术界的新进展介绍蛋白质组学的研究原理、策略和方法。 ②以多媒体的手段等充分展示蛋白质组学研究相关的仪器设备，实验过程，数据分析等，加深学生的感性认识。

③指导学生查阅蛋白质组学研究的相关文献，了解本蛋白质组学研究技术和相关应用的最新进展。

2.考核方式

期末采用开卷考试或课程论文方式。

由平时成绩和期末考试成绩进行综合评定。平时成绩包括考勤、作业、课堂回答问题等，占30%。期末考试成绩占70%。

六、参考教材及教学参考资料 参考教材：

特怀曼（Twyman，R.M.）（英）著，王恒梁等译，蛋白质组学原理，化学工业出版社，2007。

参考资料：

[1]钱小红、贺福初主编，蛋白质组学：理论与方法，科学出版社出版，2003。 [2]钱小红、贺福初等译，蛋白质组学：从序列到功能，科学出版社出版，2002。