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出版者:Cold Spring Harbor Laboratory Press

作者:Bowtell, David (EDT)/ Sambrook, Joseph (EDT)

出品人:

页数:375

译者:

出版时间:2002-09-15

价格:USD 142.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780879696252

丛书系列:

图书标签:

• DNA芯片
• 基因组学
• 生物信息学
• 分子生物学
• 基因表达
• 杂交技术
• 生物技术
• 医学
• 遗传学
• 生物工程

《蛋白质组学前沿：从结构解析到功能调控》 第一版，2024年 作者：张伟，李明，王芳 出版社：生命科学前沿出版社 --- 内容简介 《蛋白质组学前沿：从结构解析到功能调控》是一本面向生物学、生物化学、生物信息学及相关交叉学科领域的高级参考书与教学用书。本书系统、深入地探讨了当代蛋白质组学研究的核心概念、关键技术、分析策略以及其在生命科学和疾病研究中的广泛应用。全书以当前蛋白质组学研究的最新进展为导向，力求构建一个从蛋白质的物理化学特性到复杂生物网络调控的完整认知框架。 第一部分：蛋白质组学的理论基础与技术革新（第1章至第4章） 本部分奠定了蛋白质组学研究的理论基石，并详细介绍了实现大规模蛋白质分析所依赖的核心技术。 第一章：蛋白质组学的核心概念与演进 本章首先界定了蛋白质组学的定义范畴，区分了蛋白质组学与基因组学、转录组学的根本区别与相互联系。深入探讨了蛋白质的复杂性来源，包括翻译后修饰（PTMs）的种类、多样性及其对蛋白质功能的影响。同时，回顾了蛋白质组学从定性研究向定量、高通量研究的转变历程，强调了“功能性蛋白质组学”在理解生命过程中的中心地位。本章还讨论了高质量生物样本制备的关键步骤和挑战，如稳定化、裂解方法以及蛋白质组分的分离策略，为后续的高级分析打下基础。 第二章：质谱技术在蛋白质组学中的核心地位 质谱技术是现代蛋白质组学的“引擎”。本章聚焦于高分辨率、高灵敏度的串联质谱（MS/MS）技术。详细阐述了液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）的原理，包括电喷雾电离（ESI）和矩阵辅助激光解吸电离（MALDI）源的工作机制。重点讨论了两种主要的蛋白质组学数据采集模式：数据依赖采集（DDA）和数据非依赖采集（DIA）。DIA技术因其高覆盖率和精确的相对定量能力被单独辟节进行深入分析，包括其软件处理流程和数据归一化的复杂性。本章还涵盖了高级质谱技术的应用，如离子淌度分离（IM-MS）在分离同分异构体中的潜力。 第三章：蛋白质组学样本制备与前处理的优化 成功的蛋白质组学实验始于高质量的样本。本章深入探讨了从组织、细胞、体液乃至亚细胞器中提取可分析蛋白质的精细技术。内容涵盖了细胞膜蛋白、难溶性蛋白的提取优化方案，以及针对低丰度蛋白（如标志物蛋白）富集的策略，包括亲和层析、沉淀法和免疫亲和捕获技术。此外，还详细分析了还原、烷基化和酶解（胰蛋白酶、赖氨酸C等）参数对下游质谱分析效率和覆盖率的影响，为实验设计者提供实用的操作指导。 第四章：从肽段到蛋白质：生物信息学分析流程 蛋白质组学产生海量数据，有效的生物信息学分析是解读这些数据的关键。本章系统介绍了从原始质谱信号到可解释生物学信息的完整流程。内容包括：谱图搜索算法（如Mascot, Sequest, MaxQuant）的工作原理、数据库选择（如UniProt, SwissProt）的考量、错误率控制（FDR）、以及如何进行可靠的蛋白质鉴定。数据处理部分着重讲解了肽段丰度提取的算法、归一化方法（如TFF、中位数归一化）以及缺失值处理策略。 第二部分：深度定量与功能性蛋白质组学（第5章至第8章） 本部分聚焦于如何精确地测量蛋白质的量变、修饰状态及其在生命活动中的实际功能。 第五章：相对与绝对定量蛋白质组学 精确的定量是区分不同生物状态的关键。本章详细对比了不同定量策略的优缺点。相对定量方法包括标签自由法（如SILAC、Label-Free Quantification, LFQ）和有标签法（如TMT、iTRAQ）。对TMT多路复用技术在处理复杂样本时的应用优势和质量控制进行了深入分析。绝对定量部分则着重介绍了基于同位素内标（SIS）的靶向蛋白质组学技术，特别是其在生物标志物验证和临床转化中的价值。 第六章：翻译后修饰（PTMs）的深度解析 PTMs是调控细胞功能的主要手段。本章集中探讨磷酸化、泛素化、糖基化等关键修饰的富集和鉴定技术。磷酸化蛋白质组学部分，重点介绍了磷酸肽的特异性富集试剂（如TiO2、IMAC）的选择及其在信号转导通路研究中的应用。泛素化研究部分，则详细阐述了针对K-泛素化肽段的特异性抗体捕获方法，以及如何在全蛋白质组背景下追踪泛素化修饰的动态变化。 第七章：蛋白质相互作用组（PPI）的绘制与分析 蛋白质的功能往往依赖于与其他分子的相互作用。本章系统介绍了体外和体内相互作用组研究方法。经典方法如酵母双杂交（Y2H）和蛋白质芯片被概述，但重点放在了基于质谱的相互作用组学技术，包括免疫共沉淀-质谱（Co-IP/MS）和邻近标记技术（如BioID）。本章的后半部分专门讨论了如何利用生物信息学工具（如STRING, Cytoscape）将分离的相互作用数据转化为可解释的蛋白质网络图，并识别核心调控节点。 第八章：空间蛋白质组学与单细胞蛋白质组学 为了理解蛋白质在组织结构和细胞异质性中的分布，本章引入了前沿的空间和单细胞技术。空间蛋白质组学部分，介绍了基于靶向质谱成像（MSI）和免疫组化（IHC）的整合分析方法，以保留蛋白质在组织切片上的空间位置信息。单细胞蛋白质组学（SCP）部分，重点分析了亚细胞水平的分析挑战（如信噪比低、文库构建效率），以及微流控技术和新型抗体捕获技术如何助力解析异质性细胞群体中的蛋白质表达差异。 第三部分：应用与前沿展望（第9章至第10章） 最后两章将理论和技术转化为实际的生物医学应用，并展望了未来的发展方向。 第九章：蛋白质组学在疾病诊断与药物研发中的应用 本章展示了蛋白质组学在转化医学中的强大效能。在疾病研究方面，详细分析了通过比较健康与病理状态下的蛋白质组学数据（体液、组织、细胞系）筛选生物标志物的案例，特别是在癌症、神经退行性疾病和代谢性疾病中的成功应用。在药物研发方面，探讨了如何利用靶点蛋白质组学技术验证药物作用靶点、解析药物的脱靶效应，以及利用临床样本监测药物应答和耐药机制。 第十章：蛋白质组学研究的未来趋势与挑战 本章对蛋白质组学领域的未来进行展望。讨论了人工智能（AI）和深度学习模型在加速蛋白质结构预测（如AlphaFold的后续应用）、提高质谱数据解析准确性以及整合多组学数据方面的巨大潜力。同时，也坦诚地指出了当前面临的挑战，包括样本前处理的标准化、低丰度蛋白质的稳定检测、以及如何更有效地将高通量的定量数据转化为可操作的临床决策，从而推动蛋白质组学真正迈入精准医疗时代。 --- 目标读者： 具有分子生物学、生物化学或生物信息学专业背景的在校研究生、博士后研究人员、高校教师以及制药和生物技术行业的研发人员。 本书特点： 技术全面性： 涵盖了从经典生化分离到最前沿的单细胞质谱技术的完整技术链条。 深度与广度兼顾： 既有对核心质谱原理的深入剖析，也有对复杂生物学问题的应用实例。 实用性强： 包含大量实验设计、数据分析的关键考虑点和常见问题解决方案。 与时俱进： 聚焦于当前科研热点，如AI辅助分析和空间定位技术。

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