蛋白质：是一种两性大分子，在不同PH环境中会带有不同的电荷，用等电点PI表示蛋白质的电荷性质。当溶液pH小于蛋白质PI时，蛋白质质子化带正电；当溶液pH大于蛋白质PI时，蛋白质释放质子带负电；在某一pH溶液时，蛋白质解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相同，所带静电荷为0，溶液呈电中性，则这一溶液的pH为蛋白质的等电点。
蛋白质结构的特征是亲水/疏水间的平衡，蛋白质结构的稳定性主要依赖于分子内的疏水作用，其余的氢键、范德华力、盐键和肽键中的二硫键起到次级作用，蛋白质由内到外亲水残基逐渐增多，疏水残基逐渐减少。
蛋白质亲水性：指分子能够透过氢键和水形成短暂键结的物理性质。主要取决于其分子表面的电荷量，如果分子表面带电氨基酸多则亲水性高，如果全部是疏水残基,则亲水性差。蛋白质疏水性：膜蛋白的疏水性较强，在水溶液中，更容易在疏水作用下蛋白质聚集而沉淀。
蛋白质组（proteome）：指一种基因组表达的全套蛋白质。
蛋白质组学（proteomics）：利用各种技术研究蛋白质组的特征，包括蛋白质的表达水平，翻译后修饰，蛋白与蛋白相互作用等，由此获得蛋白质水平的变化与疾病的关系，揭示蛋白质功能与细胞生命活动的关系。
为什么要研究：① 可以大规模鉴定特定组织、细胞等各种样本的蛋白质种类、修饰状态以及蛋白质之间的相互作用，以及对这些蛋白质功能分析、分类。② 可以对不同条件下某一特定样本进行大规模的蛋白质(包括翻译后修饰蛋白)表达量变化分析，筛选潜在biomarker，筛选重要信号通路。③ 依托大样本量，可以实现疾病的分子分型分析、重要潜在靶标鉴定。
人类蛋白质组计划：① 对每个编码蛋白质的基因，解析主要蛋白质产物，描述其丰度、相互作用分子及表达定位，绘制人类蛋白质组图谱。② 对所有蛋白质在定位、相互作用及翻译后修饰等动态关系进行系统阐述。③ 以疾病为对象，阐明在生理及病理状态下蛋白质表达量、功能及活性变化。
研究思路：蛋白质分离——蛋白质鉴定——图像分析和数据处理
蛋白质组学研究技术：
蛋白质组的复杂性决定了蛋白质组研究技术必须具备高分辨率的分离能力、高通量的序列测定能力、对低丰度蛋白质的识别能力以及与之配套的大规模数据解析能力。主要技术包括双向凝胶电泳、高效液相色谱、生物质谱和生物信息学。
蛋白质分离技术：凝胶技术（2-DE）和非凝胶技术（液相色谱法LC、毛细管电泳CE）
双向凝胶电泳（2-DE）：可同时分辨上千个蛋白质。
原理：根据蛋白质的分子量和等电点，使蛋白质混合物在电荷和分子量两个水平上进行分离。① 第一向（等点聚焦电泳），根据蛋白质等电点的不同，使用固相PH梯度的胶条（IPG）在变性条件下通过等电聚焦分离蛋白。等电聚焦结束后，胶条被转移到第二向进行SDS-PAGE。② 第二向（SDS-PAGE）：根据蛋白质分子量的不同进行分离蛋白质。双向电泳可分离高达5000-10000个蛋白点。
工作范畴：横坐标从PI 3~11，纵坐标从 20 kDa~200 kDa，生物体内97%的蛋白都在此范围内。
等电聚焦凝胶电泳：根据蛋白质等电点的不同分离蛋白质。就是在凝胶中加入载体两性电解质，从而形成从正极到负极PH逐渐增加的梯度，由于蛋白质为两性电解质，带负电荷的蛋白质向正极移动，带正电荷蛋白质的分子向负极移动，当蛋白质分子移动到各自的等电点处时，所带净电荷为零，于是停止迁移而停留在该位置上，实现蛋白质分离。SDS-PAGE电泳同WB。
2-DE的优势：分辨率高、重复性高。局限：人不能满足全部蛋白质组学的研究；对极酸、极碱及疏水膜蛋白分离不尽如意。
蛋白质鉴定——生物质谱
生物质谱技术：通过测定样品离子质荷比（m/z）对成分和结构分析。
1、基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）
原理：将样品和小分子基质混合共结晶，当用不同波长的激光照射晶体时，基质分子和样品分子同时从靶上解离，让基质中脆弱的有机大分子能够变成气态离子的状态而不破碎或裂解。TOF代表飞行时间质谱，它通过质荷比将粒子进行分离，并根据离子到达检测器花费的时间来确定该离子的质荷比。是分析生物大分子，如肽类、脂类、核酸、糖类和其他有机分子。
2、电喷雾电离技术（ESI）
是一种使用电喷雾向液体施加高电压产生气溶胶来产生用于质谱分析的离子的技术。由于生物大分子相对易碎，它们的结构在解离和电离过程中很容易被破坏。电喷雾电离则克服了这些分子在电离时碎裂的趋势。电喷雾电离与其他大气压电离过程不同，电喷雾电离可能会产生多电荷离子，这有效地扩展了分析仪的质量范围，以适应所观察到kDa-mDa的蛋白质及其相关肽的大小。
蛋白质组学数据库：
三大蛋白质序列数据库：瑞士Swiss-Prot；欧洲MIPS；美国NBRF-RIP。
