蛋白质组研究复杂的关系网络

蛋白质组研究复杂的关系网络在不了解基因组序列的情况下,人们曾经推测,生命的复杂程度是由基因组的基因数量来决定的

也就是说,生命的复杂程度越高,其基因组拥有的基因数目越大

但随着各种生物的基因组全序列的测定,科学家们认识到情况并非如此

线虫(C. elegans)是一种低等动物,其基因组的基因数为1.9万多个

而人类基因组框架图的完成表明,人基因组的基因总数仅仅比线虫多1.5万个左右,远不是预期的10万到15万

刚刚完成的水稻基因组框架图更让人吃惊,其基因总数在4.6万到5.5万之间,比人的基因还要多

显然,基因数目与生命的复杂程度没有直接的相关

那么,在生命从简单到复杂,从低级到高级的进化过程中,究竟是什么因子体现了这种变化?随着功能基因组研究的进展,人们已逐渐意识到,这种因子可能就是不同基因的产物蛋白质之间“排列组合”的复杂程度

也就是说,原始生命体中蛋白质之间的相互关系比较简单,而高级生命体中蛋白质之间则具有较为复杂的关系网

蛋白质组具有一个不同于基因组的重要特性,即蛋白质彼此间有着直接的影响

某一个蛋白质功能的实现,通常离不开它与其他蛋白质之间的相互作用

也许可以说,不与其他蛋白质发生作用的“孤立蛋白质”根本就不存在

过去,科学家们因研究手段的限制,只能研究数个蛋白质之间的相互作用,而今天通过蛋白质组学的新方法,可以同时研究成千上万个蛋白质之间的相互作用

例如,芽殖酵母基因组全部ORF的表达产物——共6000多个多肽,彼此间可能存在的作用情况已进行了分析,从中发现了9百多种可能的相互作用,涉及到1000多个蛋白质

科学家为这一类型的研究专门发明了一个新的名词——“相互作用组”(interactomes)

相互作用组研究可以分为两类

第一类是研究蛋白质相互作用的网络

细胞内的许多活动如信号转导等,都是通过一个复杂而广泛的蛋白质相互作用网络实现的

相互作用组的另一类研究是蛋白质复合体组成的分析

蛋白质复合体通常可以分为两种

一种是结构型的蛋白质复合体,如核孔复合体,这一类通常比较稳定?鸦另一种则是功能型蛋白质复合体,例如负责转录的转录蛋白复合体、负责DNA复制的复制蛋白复合体等,这类复合体只有在执行功能时才聚合在一起,任务完成后就解离

当前,相互作用组研究已成为蛋白质组研究领域的一个重要内容

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