第一部分
基础篇

第1章
绪论

随着人类等大量生物体全基因组序列的破译和功能基因组研究的展开，生命科学家越来越关注如何用基因组研究的模式开展蛋白质组学的研究[1]。细胞中由大量的、不同性质的分子通过高度复杂的机制协调作用，完成自我复制及对外部扰动适应等生物过程。理解细胞功能和通信是分子生物学的基本目标之一。蛋白质是细胞中重要的功能实体，是构成一切细胞和组织结构必不可少的成分，它是生理功能的执行者，也是生命现象的直接体现者[2]。全局分析所有的蛋白质是了解细胞内部机制的基础。一个生物体内所有的蛋白质与蛋白质之间的相互作用组成的网络称为蛋白质网络，它能够为生物信息的发现提供一个更综合、更全面的框架。

蛋白质必须位于合适的亚细胞区间来执行它们的功能[3-8]，也只有当蛋白质位于相同的亚细胞区间时，蛋白质相互作用才可能发生[5, 8]。细胞内部根据空间分布和功能的不同，可以分成不同的细胞区间，如细胞壁（Chloroplast）、内质网（Endoplasmic）、细胞骨架（Cytoskeleton）、高尔基体（Golgi）、细胞质基质（Cytosol）、溶酶体（或液泡）（Lysosome or Vacuole）、线粒体（Mitochondrion）、核内体（Endosome）、细胞质（Plasma）、细胞核（Nucleus）、过氧化物酶体（Peroxisome）和细胞外基质（Extracellular）等。蛋白质在核糖体中合成后，会根据其序列上的分选信号被运送到特定的亚细胞区间，部分蛋白质会被分泌到细胞外或留在细胞质中，只有运送到正确区间的蛋白质才能参与细胞的各种生命活动。如果定位发生偏差，将会对细胞的功能甚至生命产生重大影响。另外，蛋白质在细胞内并不是一成不变、静止不动的。例如，随着条件的改变，某些蛋白质会被降解，另一些蛋白质会被合成，与此同时，一些蛋白质相互作用消失了，另一些新的蛋白质相互作用形成了。蛋白质在细胞中通过在不同的亚细胞区间里的运动，在生物体中参与了大量生命活动。例如，细胞周期的调控过程、细胞的信号传导和转录调控等，都与蛋白质空间位置的变化和运动相关。