答：基因虽然是遗传物质，决定着遗传性状和蛋白质的表达，但直接参与生命活动，完成各种新陈代谢功能的物质却是蛋白质。蛋白质占人体干重量的50%，所有生物的细胞结构和功能完成都需要蛋白质参与，蛋白质是各种生命活动的直接体现者和承担者。例如，机体新陈代谢的生化反应99%以上都需要酶的参与，而98%的酶是由蛋白质构成的。此外，细胞内以及细胞间的信息传递也依赖于蛋白质，如细胞内信号传递因子、激素以及神经递质等。

答：人体中不同的体细胞具有相同的基因结构，但蛋白质的表达却明显不同，这是基因表达调控和选择的结果。DNA转录生成mRNA，再由mRNA翻译形成蛋白质。从DNA到蛋白质表达的过程会受到转录调控、转录后调控、翻译调控、翻译后修饰等多种因素的影响，如转录水平上外显子和内含子的选择性拼接；转录后mRNA的加工成熟；细胞内不同的转录因子和表观遗传对基因表达的影响；翻译后蛋白质的修饰调控，如磷酸化、乙酰化、甲基化修饰等。基因表达调控是一个非常复杂的过程，不同的细胞有各自不同的基因表达调控机制，所以具有相同基因组结构的不同组织或细胞，其蛋白表达谱可以完全不同。

答：人们对基因组计划预期颇大，然而人类基因组测序图谱完成后发现，虽然人的基因组中含有约30亿个碱基对，却仅仅只有大约25 000个基因，这与已知蛋白质的数量明显不符。基因表达中存在一个基因能编码多个蛋白质及其变异体的现象，这一令人惊讶的发现使得蛋白质的研究重新回到了人们的视线中。

有限的基因数量和相对稳定的基因组结构并不能完全解释生命活动的动态变化规律。基因组作为遗传信息的载体，在不同的细胞中十分稳定，但基因的表达却错综复杂，在不同的组织器官、不同发育阶段以及不同的机体状态下可以完全不同，这就需要对蛋白质进行深入研究。因此，在生命医学亟需发展的今天，“后基因组时代”应时而生，成为生命科学研究的热门领域。

答：蛋白质组（proteome）是指一个细胞、一类组织或一种生物的基因组所表达的全部蛋白质。它不是局限于一种或几种蛋白质，而是特定时间和空间条件下所有蛋白质的集合，一个蛋白质组不是一个基因组的直接产物，它随组织、甚至环境状态的不同而改变，是一个动态变化的总和。

蛋白质组学（proteomics）是以蛋白质组为研究对象，从整体水平揭示细胞内动态变化的蛋白质组成、结构、表达水平和修饰状态，研究蛋白质之间、蛋白质与生物大分子之间的相互作用，揭示蛋白质的功能与生命活动规律的一门学科。

答：蛋白质组研究不同于单个蛋白质的检测和分析。全细胞、组织或生物体均包含上千种蛋白质，对这些蛋白质进行分离、检测和分析是蛋白质组研究的关键，而传统的单个蛋白质研究技术不能满足高通量的要求，因此需要有效的技术作为蛋白组学发展的支撑。目前双向电泳、蛋白质芯片、蛋白质质谱分析以及大规模酵母双杂交筛选系统等技术平台已使蛋白质组的研究得到迅速发展，如双向电泳作为蛋白质组研究中重要的分离技术，能分离成千的蛋白质，并可结合高灵敏度的显色技术以及计算机定量来分析不同状态下差异表达的蛋白质。解决蛋白质组研究中的技术问题是蛋白质组学发展的关键所在，因此必须重视技术平台的建设和发展。

答：蛋白质芯片（protein chip）技术又称蛋白质微阵列（protein microarray）技术，是一种高通量、自动化的蛋白质分析方法。其原理是将已知的蛋白质或多肽（如酶、抗原、受体、配体等）固定在经特殊化学处理的固相载体上，根据这些生物分子的识别特性捕获能与之特异性结合的待测蛋白，从而进行蛋白质表达谱和结构的检测分析等。该技术仅依赖于分子识别而不依赖蛋白质分离，可用来获得蛋白质的表达、结构、功能和相互作用的信息。根据蛋白质芯片的用途可分为蛋白质功能芯片和蛋白质检测芯片。根据蛋白质芯片的检测方法又可分为生物化学型芯片、化学型芯片和生物反应器芯片等。

答：蛋白质印迹（western blotting）又称免疫印迹杂交（immunoblotting），是20世纪80年代发展起来的一种蛋白质表达检测技术。它借助特异性抗体可以与转移至固相载体（如硝酸纤维素膜或聚偏氟乙烯膜等）上的蛋白质（抗原）起免疫反应，再与标记的第二抗体结合（如耦联碱性磷酸酶或辣根过氧化物酶等），经过化学发光等检测标记物进行连续分析。由于固相膜可保存较长时间，且能保持电泳分离的多肽类型不变，也不需要进行放射性核素标记，因此蛋白质印迹技术应用非常广泛。它融合了具有高分辨率的十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）和高度敏感、高度特异的抗原抗体结合技术，能够检测出纳克级的蛋白质。WB技术一般包括蛋白质样本处理、SDS-PAGE、蛋白质转移和蛋白质免疫学检测等过程。

答：双向凝胶电泳（two-dimensional gel electrophoresis，2-DE）是一种利用蛋白质的电荷数和分子量大小的差异，通过两次凝胶电泳使蛋白质分离的技术。第一向是等电聚焦电泳（iso-electric focusing，IEF），可根据蛋白质等电点的不同，在pH梯度中将带有不同电荷的蛋白质分离形成区带。将第一向电泳结束后的凝胶放入第二向SDS-PAGE中，使具有相同等电点蛋白质再按照分子量的差别进行二次分离。经双向电泳后得到一系列蛋白质质点，分布在以等电点或分子量为X或Y轴的图谱中，每一个点代表了一个或数个等电点和分子量相同的蛋白质。2-DE将两种灵敏度很高的电泳技术融合在一起，是目前唯一能够同时分离出数千蛋白质质点的蛋白质组学研究技术。

答：质谱技术是将蛋白质离子化后，根据不同离子的质量与其所带电荷的比值，即质荷比（m/s）的差异来分离和确定分子质量。质谱分析需要借助于质谱分析仪完成，它包括离子源、质量分析器和检测器三个组成部分。离子源可以把分子衍生成不同质量的离子或转变成气相离子；质量分析器则根据质荷比不同来分离离子，经过电场或磁场的偏转，不同质荷比的离子在空间或时间上得以分离，质荷比相同速度不同的离子则聚焦在同一点上；分离的离子进入检测器后，产生放大的电流，来测定离子强度或丰度，形成质谱图，从而可分析获得待测样品的分子量、分子结构和分子式等信息。故质谱技术是一种基于测量离子质荷比的分析方法。

答：质谱技术是蛋白质组学研究的重要手段，应用非常广泛。如基质辅助激光解析电离（matrix-assisted laser-desorption/ionization，MALDI）、　电喷雾电离（electrospray ionization，ESI）质谱技术等。MALDI联合肽质量指纹图谱（peptidemass fingerprinting，PMF）分析可用于蛋白质鉴定，首先通过双向电泳分离获得蛋白质质点，然后将蛋白质酶解后进行MALDI质谱分析，并在数据库中比对结果，进行PMF分析，从而鉴定蛋白质的种类或名称。这种蛋白质鉴定方法具有灵敏度高、分析快速、图谱简单等特点。此外蛋白质谱技术也可用于蛋白质序列分析，如ESI联合串联质谱技术可分析双向电泳中肽段氨基酸序列，并通过氨基酸序列标签在数据库中寻找匹配信息，完成蛋白质序列测定。