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Proteomics of organelles and large cellular structures

胞器蛋白質體學 (Organelle Proteomics)

經由演化的過程，真核細胞可利用脂質雙層膜(lipid bilayer)將不同之生理反應區隔在特殊之胞器(organelle)內來進行，舉例如細胞核內執行核酸複製、內質網 (endoplasmic reticulum, ER)內進行蛋白質合成、高爾基氏體(Golgi complex)負責蛋白質運輸、粒腺體(mitochondria)內進行ATP生合成以及植物細胞之葉綠體(chloroplast)內進行光合作用等。這些次細胞結構(subcellular structure)上之膜系統，形成了各個胞器與細胞質之間的障礙，而其上許多膜蛋白即負責與細胞骨架交互作用或訊息傳遞路徑相關之作用。以往針對這些膜蛋白很難用傳統細胞生物技術來加以分析，但在後基因體時代，由於大規模蛋白質體分析技術之精進，配合以質譜分析為基礎之蛋白質鑑定技術之不斷開發，提供了研究這些胞器內蛋白質有力之工具，使得人們能更進一步地探究這些細胞內特殊結構之生理功能，從而發現到一些新穎性或是與疾病發生十分關鍵之蛋白質種類。

以往微量及疏水性蛋白質一直是蛋白質體學研究上的瓶頸，而以質譜為基礎的蛋白質鑑定分析為這些構造如胞器(organelles)、轉運中間物(transport intermediates)及大的次細胞構造(large subcellular structure)之研究帶來曙光。結合傳統細胞生物學之技術，例如：密度梯度離心(density-gradient centrifugation)或是親和性抗體結合的方式可以使這些構造蛋白質更為豐富(enrich)，有助於蛋白質體的分析工作。這種直接研究細胞胞器內之蛋白質比整體蛋白質之研究對於細胞功能的了解更為詳盡，且透過簡化蛋白質體之複雜度更容易找出微量的新蛋白質，有助於對細胞之功能進一步了解。

參考文獻：

1. Yates, J. R. 3rd., Gilchrist, A., Howell, K. E., and Bergeron, J. J. M. (2005) Proteomics of organelles and large cellular structures. Nature Rev. Mol. Cell Biol. 6: 702–714.

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