微生物蛋白质组学
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品牌: 王恒樑
基本信息·出版社：化学工业出版社
·页码：361 页
·出版日期：2009年09月
·ISBN：7122056864/9787122056863
·条形码：9787122056863
·包装版本：第1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文
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内容简介《微生物蛋白质组学》对微生物蛋白质组学给予了—个详尽的分析和描绘，重点介绍了最新进展和应用以及未来的研究方向。《微生物蛋白质组学》的作者们向我们展示了较为简单的微生物在改善疾病预防、治疗以及增加对整个生命体功能生物学的理解方面的大量实验操作，以及这些微生物如何以及为什么能够成为如此有吸引力的研究对象。特别是，《微生物蛋白质组学》揭示了微生物蛋白质组学分掀口何在药物的发现方面发挥作用，包括鉴别新的靶点、新的诊断标记物以及前导物的优选。
编辑推荐《微生物蛋白质组学》是由化学工业出版社出版的。
目录
第一篇 微生物／模式生物的蛋白质组学研究
第1章 微生物的整体生物学：基因组学、转录组学和蛋白质组学
1.1 引言
1.2 蛋白质组的展望
1.2.1 进化的复杂性
1.2.2 内在的复杂性
1.3 各种工具的整合形成一个蛋白质组学“工具盒”
1.4 基因组、转录组和蛋白质组之间的关系
1.4.1 转录组和蛋白质组学
1.4.2 代谢组和蛋白质组学
1.5 模式生物为我们更好地了解生物系统做出了什么贡献
1.6 结论
致谢
参考文献
第2章 动态性测量的策略：蛋白质组学的暂时组分
2.1 引言
2.2 蛋白质周转机理的展望
2.3 微生物系统中蛋白质周转的测量
2.4 蛋白质组动态性测定的策略
2.4.1 生长条件
2.4.2 培养条件
2.4.3 前体的选择
2.5 实验策略
2.6 结论
致谢
参考文献
第3章 探寻“全蛋白质组覆盖率”
3.1 引言
3.2 什么是“全蛋白质组覆盖率”
3.3 目前阻碍获取更好蛋白质组覆盖率的因素
3.4 改善蛋白质组覆盖率的可行性策略
3.5 结论
致谢
参考文献
第4章 肺炎支原体的蛋白质组
4.1 引言
4.2 肺炎支原体的双向蛋白质组图谱
4.2.1 不溶于TritonX100的部分
4.3 全蛋白质组分析的新方法——蛋白遗传绘图
4.4 双向电泳和MudPIT的比较
4.5 翻译后修饰
4.5.1 信号肽的切除
4.5.2 蛋白质的切割
4.5.3 磷酸化蛋白
4.6 其他支原体物种的蛋白质组
4.7 展望
参考文献
第5章 古细菌蛋白质组学
5.1 引言
5.2 蛋白质组概况
5.2.1 2DE研究
5.2.2 LCMS研究
5.3 差异表达
5.3.1 2DE研究
5.3.2 LCMS研究
5.4 翻译后修饰
5.5 将蛋白质组学与其他评估基因功能的方法相结合
5.6 结论
5.7 补遗
参考文献
第二篇 蛋白质组学和细胞生理学
第6章 通过蛋白质组分析阐明单核细胞增生李斯特菌的酸胁迫机制
6.1 引言
6.1.1 获得性酸耐受和天然酸耐受
6.2 单核细胞增生李斯特菌的酸胁迫的蛋白质组学
6.2.1 ASP的生化意义
6.3 结论
致谢
参考文献
第7章 细菌蛋白质组在饥饿情况下的氧化
7.1 引言
7.2 为防止氧化损伤而进行的代谢调整
7.3 蛋白氧化修饰
7.4 饥饿的大肠杆菌细胞内的蛋白羰基化情况
7.5 大肠杆菌蛋白组的错译和氧化
7.6 蛋白氧化与错误蔓延
致谢
参考文献
第8章 两种金属还原菌的研究：硫还原土杆菌PCA和奥奈达希瓦菌MR1的比较蛋白质组学分析
8.1 引言
8.2 理论蛋白质组
8.3 c型细胞色素：金属还原菌特异的蛋白质组
8.4 全蛋白质组学与金属还原菌
8.4.1 硫还原土杆菌与奥奈达希瓦菌表达蛋白的检测
8.4.2 不同生长环境中的蛋白差异表达
8.5 结论
致谢
参考文献
第9章 ＡＭＴ标签方法确定耐放射性异常球菌和奥奈达希瓦菌的蛋白质组特征
9.1 引言
9.2 材料与方法
9.2.1 细菌培养
9.2.2 细胞裂解和胰酶酶解消化
9.2.3 毛细管液相色谱分析
9.2.4 质谱分析
9.2.5 肽段确认及匹配到开放阅读框
9.3 结果及讨论
9.3.1 注释
9.3.2 AMT标签法
9.3.3 全局蛋白鉴定
9.3.4 用于可变编码模式和基因预测的蛋白质组数据
9.3.5 定量测量
9.4 结论
参考文献
第三篇 工业菌的生理蛋白质组学
第10章 重要的工业菌——谷氨酸棒状杆菌的蛋白质组学
10.1 谷氨酸棒状杆菌——生物加工厂
10.2 蛋白质组和亚蛋白质组
10.3 谁是谁
10.4 从头开始：谷氨酸棒状杆菌蛋白的N末端加工
10.5 蛋白修饰的分析
10.6 谷氨酸棒状杆菌的蛋白质组学和生理特性
10.7 工业应用
10.8 展望
致谢
参考文献
第11章 乳酸乳球菌的蛋白质组学：一个食用细菌的表型
11.1 引言
11.1.1 蛋白质组学分析中的多种方法
11.1.2 蛋白质组学传递了详细的表型
11.1.3 蛋白质组学是纯描述性的吗
11.1.4 细菌生长生理学是蛋白质组学的先决条件
11.1.5 乳酸乳球菌中基因组学和蛋白质组学的协同作用
11.1.6 转录组学和蛋白质组学间的协同作用
11.2 乳球菌蛋白质组参照图谱
11.2.1 乳酸乳球菌乳脂亚种的参照图谱
11.2.2 乳酸乳球菌乳亚种IL1403的电子蛋白质组
11.2.3 乳酸乳球菌乳亚种的参照图谱
11.2.4 链球菌蛋白质组的参照图谱
11.2.5 高丰度蛋白有多个异构体是否为技术假象
11.3 乳球菌的表达蛋白质组学
11.3.1 包含GroEL/GroES和DnaK/DnaJ/GrpE分子伴侣的HrcA调控子
11.3.2 CtsR调控子、包含ClpB、ClpC、ClpE、ClpX、GroEL和GroES分子伴侣以及ClpP蛋白酶
11.3.3 乳酸乳球菌的热休克反应子
11.3.4 小的7kD冷休克蛋白家族
11.3.5 PurR调控子
11.3.6 PyrR调控子
11.3.7 HPr(PtsH)和CcpA
11.3.8 糖酵解蛋白的表达
11.3.9 GapA和GapB异构体
11.4 展望
参考文献
第12章 枯草芽胞杆菌分泌组的蛋白质组学研究
12.1 引言：生理蛋白质组学的概念
12.2 枯草芽胞杆菌蛋白质分泌的蛋白质组学研究
12.2.1 枯草芽胞杆菌的分泌组和胞外蛋白质组
12.2.2 胞外蛋白的“分泌”机制
12.2.3 枯草芽胞杆菌的细胞壁蛋白质组
12.2.4 枯草芽胞杆菌膜蛋白质组和脂蛋白质组
12.2.5 蛋白质外排的途径
12.2.6 分泌蛋白的加工和修饰
12.2.7 胞外蛋白由PrsA介导的折叠
12.2.8 质量控制因子
12.3 蛋白质分泌的蛋白质组学和生理学：全局调节子（PhoPR、DegSU、ScoC和SigD）的作用
12.4 展望
致谢
参考文献
第四篇 病原微生物的蛋白质组学
第13章 在蛋白质组水平上研究细菌致病机制
13.1 引言
13.2 用于细菌病原体研究的蛋白质组学数据库的研究进展
13.3 寻找细菌致病的蛋白质组学标记物
13.3.1 体外生长细菌的致病机制的比较研究
13.4 体内感染期间细菌蛋白质组的变化
13.4.1 细菌宿主相互作用
13.4.2 群体感应和生物膜的形成
13.5 结论
参考文献
第14章 应用蛋白质组学方法阐明迟钝爱德华菌发病机制
14.1 引言
14.2 病原菌与感染
14.3 致病机制与毒力因子
14.4 研究病原菌的模式生物——迟钝爱德华菌
14.5 使用全基因组水平上的方法研究毒力因子
14.6 使用转座子标签技术鉴定关键毒力因子
14.7 使用蛋白质组学方法研究迟钝爱德华菌毒力
14.7.1 有毒株和无毒株的胞外蛋白比较
14.7.2 高度减毒株和野生株的比较蛋白质组学研究
14.8 后续研究和结论
致谢
参考文献
第15章 一个致死性细菌的计算分析和结构蛋白质组学：从多条战线与结核分枝杆菌作斗争
15.1 引言
15.2 结核分枝杆菌的计算蛋白质组学
15.3 从功能连接到基因组图谱
15.4 结核分枝杆菌的结构蛋白组学
15.4.1 分泌系统
15.4.2 分泌的蛋白
15.4.3 膜蛋白通道
15.4.4 细胞外到细胞内的信号传导机制
15.4.5 涉及细胞壁组分合成的蛋白质
15.4.6 细胞色素P450和伙伴蛋白质
15.4.7 抵抗氧化性损伤的蛋白质
15.5 结论
参考文献
第16章 植物病原性卵菌和真菌的蛋白质组学研究
16.1 引言
16.1.1 真菌和卵菌病原体与植物相互作用的遗传学
16.1.2 致病性
16.1.3 研究植物病原体之间的相互作用的全局性方法
16.2 植物病原性卵菌
16.2.1 用蛋白质组学的方法鉴定致病疫霉菌中无性阶段特定的蛋白质
16.2.2 解析游走孢子和孢囊的膜蛋白质组
16.2.3 致病疫霉菌的细胞外蛋白
16.2.4 种间蛋白质组的比较
16.3 植物病原性真菌
16.3.1 稻瘟病菌和水稻之间的相互作用
16.3.2 单胞锈菌属蚕豆锈病真菌中的分化相关蛋白
16.3.3 分泌的真菌蛋白
16.4 前景
致谢
参考文献
第17章 从蛋白质组学洞察白色念珠菌的生物学和致病性
17.1 引言
17.1.1 白色念珠菌作为生物学与临床相关生物受到关注
17.1.2 为什么进行蛋白质组学研究
17.1.3 白色念珠菌蛋白质组学研究的历史
17.2 细胞壁:与哺乳动物无类似物的关键的复杂结构
17.2.1 广泛的蛋白质组学计划中具有挑战性的目标
17.2.2 白色念珠菌细胞壁的复杂性
17.2.3 白色念珠菌细胞壁蛋白质组学成为现实
17.3 其他悬而未决的细胞生物学问题：一个无穷的世界
17.3.1 20S蛋白酶体：泛素蛋白酶体途径的中心蛋白水解酶的核心组分
17.3.2 mRNA加帽：具有潜在分子生物靶标的白色念珠菌抗真菌药物的重要过程
17.3.3 氨基酸调控：氨基酸缺乏时的应答
17.3.4 URA3基因：基因断裂研究中的选择性标记物
17.3.5 隔蛋白家族：参与胞质分裂的细胞骨架成分
17.4 毒力因子:正在揭开的谜
17.4.1 表型转换：正常表型自发且多发的变化
17.4.2 酵母菌丝转换：对宿主环境的形态适应
17.4.3 黏附到宿主结构：感染过程的第一阶段
17.4.4 产生胞外水解酶：协助侵袭的工具
17.5 结论
致谢
参考文献
第18章 蛋白质组学在念珠菌病的诊断、治疗和预防中的作用
18.1 念珠菌病对于现代医药而言是怎样一个悬而未决的问题
18.2 宿主免疫反应，以适应免疫诊断和免疫治疗的目的
18.2.1 从宿主角度来看,与白色念珠菌进行一系列复杂而又相互联系的反应
18.2.2 为了临床目的，利用免疫蛋白质组学来鉴定那些能够引起抗体反应的抗原
18.3 抗真菌药物：治疗方法有限，同时还伴有可能的耐药问题
18.3.1 正在使用或即将使用的抗真菌药物的作用机制
18.3.2 抗真菌药物的耐药性：Hyde先生又换了新装
18.4 即将到来的、白色念珠菌蛋白质组学的“膨胀时代的中后期”将如何发展
致谢
附录简要概述文献中引证的、通过蛋白质组学方法已鉴定的不同白色念珠菌蛋白
参考文献
第19章 为开发针对布鲁杆菌属的细菌菌蜕疫苗寻找候选蛋白质
19.1 引言
19.2 布鲁菌的宿主免疫逃逸策略
19.3 马尔他布鲁杆菌蛋白质组
19.4 基于蛋白质组学的疫苗开发方法
19.5 细菌菌蜕作为新布鲁菌疫苗的策略
19.6 结论和未来的方向
参考文献
第20章 基因组学和蛋白质组学在反向疫苗中的应用
20.1 传染性疾病疫苗的研制问题
20.2 技术变革：反向疫苗学
20.3 反向疫苗的例子
20.3.1 B群脑膜炎奈瑟球菌
20.3.2 B群链球菌
20.3.3 A群链球菌
20.3.4 沙眼衣原体
20.4 反向疫苗学中其他的基因选择标准：转录组学和蛋白质组学的作用
20.4.1 转录组学
20.4.2 蛋白质组学
20.5 结论
参考文献
第五篇 蛋白质组数据库、生物信息学和生物模型
第21章 用于蛋白质组计算机分析的数据库和资源
21.1 引言
21.2 基因组分析
21.2.1 核酸序列数据库
21.2.2 分析基因组的资源
21.3 蛋白质组分析
21.3.1 蛋白质序列数据库
21.3.2 Integr
21.3.3 全蛋白质组的其他分析
21.4 分析蛋白质：数据库和工具
21.4.1 “经典的”蛋白质组学分析
21.4.2 蛋白质蛋白质相互作用的分析
21.5 结论
附录用于计算机蛋白质组学分析的数据库和工具
参考文献
第22章 微生物蛋白质的种内与种间比较：获得有关基因祖先、蛋白质功能以及物种生活方式的信息
22.1 引言
22.2 同源性的正确应用对比较基因组学是至关重要的
22.2.1 同源的定义
22.2.2 同源的不同种类
22.2.3 同源的最小片段
22.2.4 模块的概念：同源的结构片段
22.2.5 利用同源进行功能注释
22.3 在蛋白质组中发现同源的所有片段：为研究蛋白质历史进行的比较基因组学研究
22.4 生物信息学工具的套餐
22.4.1 第一步：为收集所有同源的序列定义显著性阈值
22.4.2 第二步：将家族中的模块分组以便计算它们的祖先基因的数量
22.4.3 第三步:基因组内和基因组间的比较——模块的4个类型
22.5 利用模块数据重构祖先基因和基因组
22.5.1 追溯蛋白质历史
22.5.2 追溯基因组进化
22.6 为不同的基因复制和基因融合事件编号
22.7 使用模块数据测定每一个分析的基因组中必需基因的核心
22.7.1 距离近的和远的物种的比较
22.7.2 决定最近或较远祖先的最小基因组
22.8 利用模块家族数据理解序列和功能的关系
22.8.1 实例1：序列同源性=功能相同性
22.8.2 实例2：序列同源但功能不同
22.8.3 实例3：序列不同源但功能相同
22.9 注释未知基因的有力工具
22.1 0关于结构和功能关系的另一个重要观点：重新注释保守的假想蛋白
22.1 1结论
参考文献
第23章 微生物代谢的分子动力学模型
23.1 引言
23.2 构建动力学模型的基本原则
23.2.1 对选定的生物化学系统建立描述其动力学的常微分方程组
23.2.2 用体外酶催化反应实验数据对动力学进行描述的基本原则
23.2.3 构建大肠杆菌咪唑甘油磷酸酯合成酶的动力学模型
23.2.4 大肠杆菌组胺醇脱氢酶动力学模型的构建
23.3 PTS的力学模型和大肠杆菌中的糖酵解葡糖激酶的表达水平控制着大肠杆菌代谢
23.3.1 动力学模型
23.3.2 在简化的动力学模型中确定半稳定状态
23.3.3 半稳定状态的数目依赖于葡糖激酶的表达水平
23.4 结论
附录23.1
附录23.2
参考文献
索引
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序言本书我们尝试重新组织了一批在微生物蛋白质组学——整体功能生物学方面最有造诣的科学家，为这个学科提供一个总体概览。目前还没有一个科学团体能更好地理解和阐释整个机体的生物学功能,因此,本书在这个几乎是人迹罕至的领域中前进了很长一段距离，尤其在更多的细节和焦点问题方面。这本书旨在使专家和初学者能够深入地探究这个迷人领域背后的东西,并且开始有意识地处理更加深奥的概念，比如,在一个最简单的机体内定义生命本身和生命的过程。薛定谔(Schrdinger)在其作品《生命是什么》（What is life,剑桥大学出版社， 1945年）中,在定义包含必要信息的系统的性质方面取得了显著的进步,即他的非周期性晶体。不久之后, 冷泉港实验室的Hershey (1908～1997)和他的助手Martha Chase (1923～2003)指出, 噬菌体病毒的脱氧核糖核酸（ DNA ）而不是蛋白质承载着噬菌体的基因，也就是生命的密码。在获得与本教科书中相类似的大量关键实验数据之后，我们现在能够更进一步，可以提炼生命系统的共同特征,并进一步地定义生命自身的特性。这种定义能将我们对这些复杂现象的理解精确地限制在一些有限的参数中。
在过去的半个世纪里,随着了解的更加深入,我们正逐渐认清这些精确地组成一个生命系统的数学限定和观测限定。如微生物,因为相对简单,它们成为广泛的实验研究的操作对象,这些研究针对两个生物学的需求——改善疾病的预防和治疗，以及更好地理解整个机体的生物学功能。在本书中,我们将看到大量很好的分析部分和整体模型的还原分析法例子。未来的工作将会面临更加使人畏惧的任务，即在生命系统内不同时空尺度上的这些信息之间建立更深入的联系，和整个外界环境之间的联系——所有这一切的目的都是为了生存和应对环境压力。
接下来几十年的研究方向主要致力于微生物的生理学、环境生态学和生物化学的研究，而从分子组成作为详细知识库的角度来看，我们研究机体整体行为的能力也仅仅是在最近10年才成为可能, 即从Fleishman等在1995年6月的“Science”上发表第一个细菌的基因组测序结果开始。巧合的是,也是在1995年6月, Wasinger等在科学期刊“Electrophoresis”上第一次使用并定义了蛋白质组学。
在过去的１０年中我们看到了应用于微生物系统的基因组学、转录组学、蛋白质组学和系统建模。学术上和商业上的刺激无疑是这些研究的推动力,也就是第一次可以对全基因组、基因产物的分析进行预期并可以在严格条件(例如恒化器)下进行实验控制。
虽然微生物在实验上的易改造性可能是吸引人的,但事实却可能有某些不同,即知识库开始需要进一步回答表型方面的问题，并全面认知所有生物系统固有的高度的复杂性。对于生命过程中包含的分子和原子，必须完全忘记它们在细胞内和处在宇宙其他地方的区别。也就是说,在宇宙中的规律必须适用于每个分子,无论它出现在哪里。准确理解生命系统的困难和挑战主要在于:活细胞是怎样保证分子有序工作的?大部分的答案都将其归因于时空上的隔离并通过保持反应物的分离来维持生命过程。也就是生命艺术的最伟大之处在于阻止生命的停息。
事实上,尽管有了日益完整的实验数据,但我们只是刚刚触及从细胞或组织代代相传的生命力的表面。虽然如此,正如书中所说的那样,现在我们可以精确地计算与细胞半衰期(细胞加倍时间)相关联的信息、不同时间核糖核酸(RNA)和蛋白表达的水平、RNA与蛋白合成和降解速率、在细胞内时空上的隔离、代谢的产物,处理包括影响生理阈值的正负反馈通路的复杂生化过程的系统化模型。反过来,后者赋予了整个细胞一个特定的生物活性。从一个初始起点——由前代获得的结构单元开始,子代必须管理细胞内的分子浓度,并且使用它的遗传装置来应答细胞在面对环境压力、各种冲击以及持续生存需要等方面时对细胞的需求。细胞内组分和分子丰度的平衡而后必须处理令人惊骇的96万亿个不同的蛋白质相互作用的可能性,在大肠杆菌蛋白质组表面上的5mer结合位点的多样性促成了如此多的相互作用(HumpherySmith 和Gestel， 未发表的数据)。
我们希望读者能够与这门令人着迷的微生物蛋白质组学——整体功能生物学的学科有一个精彩的相聚。
文摘插图：
第一篇 微生物／模式生物的蛋白质组学研究
第1章 微生物的整体生物学：基因组学、转录组学和蛋白质组学
1.1 引言
生物的表型是由环境和其遗传物质决定的，因此了解基因组、转录组和蛋白质组之间的关系是生物学研究的基本目的之一。在过去的10年中，定量生物学分析已经在基因组、转录和翻译水平逐步展开，这在大规模DNA测序、基因组范围的遗传分析、DNA和蛋白质芯片以及与质谱联合能对蛋白质进行快速、高灵敏分析的双向电泳（2DE）或多维液相色谱（LC）中得到充分体现。基因组学研究的进展是令人惊叹的，包括人类基因组在内的超过160种生物已完成全基因组分析，而这一点蛋白质组研究根本无法比拟。尽管取得如此成就，但是任何一个特定的基因组能为相应细胞活动所提供的信息是微不足道的，要更好地了解细胞的结构、生物学特性以及病理过程，将需最终挖掘由这些基因组所编码的蛋白信息——蛋白质组学。本章的目的在于强调蛋白质组学对我们掌握的有机体的整体微生物学（whole-organism microbiology）知识所做出的贡献。
蛋白质组学研究领域已经从最初的用2DE显示大量的蛋白质慢慢延伸至整合了许多新技术、对所有蛋白质表达的全局洞察，这是基因组科学所必需的，因此蛋白质组学研究已经被赋予一个更强大的科学领域。对蛋白质的定量测定、蛋白质表达模式的改变和细胞内蛋白质的相互作用等的关注给予蛋白质组学一个前所未有的新的成熟水平。
1.2 蛋白质组的展望
不像基因组测序，到目前为止还没有完成任何一个生物的蛋白质组，因为蛋白质组的终点还不确定。尽管如此，研究某一基因组的所有蛋白质是可行的。对于鉴定和分析这类复杂生物样品的最大挑战是其集中了各种变异性，因为它们包含了所有蛋白质的理化特性并且依赖于体内外参数。这些参数导致了蛋白质组的复杂性，在表型上显示为相关蛋白质的丰度变化、修饰或断裂（如酶切割）、分子或蛋白质相互作用的改变、复合物的形成或裂解以及蛋白质的存在或缺失。
蛋白质组的复杂性可从三个方面得到解释：进化的复杂性（evolutionary complexity），内在的复杂性（internal complexity）和样品的复杂性（sample complexity，以后将谈到）。
