背景資料

蛋白組 (Proteome) 指在某組織或分化細胞內所表現之所有蛋白質，其分析研究即稱為蛋白組分析(Proteomics)。蛋白組分析的研究目標，簡言之，為定量分析細胞內蛋白質表現，以及其表現如何因應特定環境變化（如疾病或藥物處理）而改變。蛋白組分析研究和由基因組分析研究相輔相成，兩種具有完全相同基因組的細胞，可能表現出完全不同之結構與機能；蛋白組分析研究也和由利用如 Microarray 之技術分析 mRNA 的研究相輔相成，因為蛋白質直接參與幾乎所有的細胞內反應，大部份的調控直接發生於蛋白質上。雖然蛋白組分析之進展落後於基因組研究及機能基因 (functional genomic) 研究，但其重要性卻足以和後二者鼎足而三，將是未來十年最受注目的領域之一(1-4)。，本實驗室之設置即為針對蛋白組分析之研究及教學，提供設備及技術支援。

1. 利用 2 維電泳及微量蛋白定序、LC-MS/MS 等之蛋白組分析研究技術 (5-6)，已日漸成熟，許多研究若能直接探討細胞內蛋白質之變化，將能更深入了解其分子機制。本校生化所己有 2 維電泳、蛋白定序基本設施及技術，經擴充更新，即可支援本「追求卓越」計畫之 Scientific Program 研究。
2. 蛋白組研究為繼基因組研究之新興重要研究領域，本實驗室除支援其他研究進行任務性蛋白組分析外，亦將選擇特定目標，長期蓄積研究成果以提升蛋白組研究之水準及地位，如建立肝細胞在各種不同病變狀況下之蛋白組資料庫。

目前本校生化所己有一部 ABI 蛋白質定序儀 (Protein Sequenater, ABI 477A)，在過去數年，除服務校內研究外，也接受校外委託，平均開機率約在 8 成左右，使用狀況良好，但該型機器老舊，需要 200ppm 以上之蛋白標本才能分析，生化所過去和日本東京理科大學次田皓教授研究室合作，兩方人員經常互訪，得以在蛋白定序技術上維持相當水準。生化所也有二維電泳設備，可進行 20 cm² 之二維電泳，過去生化所利用該等設備研究 Aspergillus 之醱酵生理，亦已累積相當之研究成果，但該電泳設備不夠精良，且無電腦設備分析數據。另外，榮總教學研究部亦有串聯質譜儀 (LC-MS/MS) (Finnigan TSQ7000)乙台，操作情況良好。

1. 建立 Proteome 分析研究設施及技術，支援 Scientific program 研究，及 Education program 教學。
• 建立二維電泳分析系統。
• 建立微量蛋白質定序系統及其相關技術 (如 C 端定序、去除修飾基等)。
• 建立以 LC-MS、LC-MS/MS 及 MALDI TOF-MS 分析鑑定蛋白質之系統。
• 每年接受 5-10 件委託研究案件及 10-20 件支援研究案件。
• 選擇特定細胞組織 (如肝細胞)，探討在各種生理病變或藥物處理下之細胞蛋白組變化，蓄積研究成果，建立資料庫。
2. 策劃推動相關技術之人才培訓。

   一、研究目標 (工作規劃)

蛋白質組分析技術主軸為以蛋白二維電泳將蛋白質分離，經比較決定目標蛋白質後，溶離出該蛋白質，行微量蛋白質序列分析，也可經適當酵素切割後以 LC/MS/MS 定性該蛋白質 (圖C-9)。故而本核心實驗室將設置二維電泳系統，蛋白序列分析儀，LC-MS/MS 等儀器，以及可用於蛋白質及 peptide 分離純化且串聯到質譜儀之毛細管電泳分析儀及 HPLC。本中心將負責建立上述蛋白組分析技術，支援 Scientific Program 之研究工作。

圖 C-9: Schematic diagram of a procedure for identification of gel-separated proteins

 
 
 

本實驗室除任務支援性工作外，亦將選擇特定目標，長期蓄積研究成果，提升研究水準，初步擬配合本卓越計劃，選擇人類肝細胞做為長期研究目標，建立肝細胞在不同病變狀況下之蛋白組資料庫。

本實驗室亦將支援教育訓練計畫，蛋白組分析研究細胞生物學、發育生物學、資訊生物學、結構生物學、分子醫學、及生物技術等六項研究學程皆頗為重要，本實驗室將配合支援相關課程且定期開設訓練課程。

本實驗室在 Proteome 分析技術建立完成，且研究人員操作訓練成熟後，每年可接受 5-10 件委託研究案件及 10-20 件支援研究案件。新購 494CLC 之蛋白序列分析儀將專用於 Proteome 分析研究，而舊型 477A 定序儀則用於分析委託案件。

本實驗室必須配備有 Proteome 之基本設施：二維式電泳、蛋白序列分析儀、毛細管電泳儀、HPLC 等，在質譜儀上，必須有 LC/MS 用於迅速分析蛋白樣本，LC-MS/MS 用於更精密分析，MALDI TOF/MS 則用於大蛋白之鑑定。在本計畫中，第一年度擬購置二維式電泳設備及蛋白序列分析儀，第二年度擬購置MACDI-TOF，第三年度擬購置 LC/MS、LC/MS/MS 可使用榮總教研部現有之儀器，另外，毛細管電泳儀、HPLC 則將由陽明大學中程校務發展計畫支援。

 

   三、空間規劃

蛋白序列分析儀將放置於傳醫乙棟 703 室，二維式蛋白質電泳系統、毛細管電泳分析儀、高效液相層析儀等放置於 601 室，MACDI-TOF 及 LC/MS 則擬協調放置於傳醫乙棟儀器中心，或榮總教研部，以上儀器配置皆為適應現有空間所做規劃，長期而言，在空間有所成長後，須重新規劃蛋白質定序儀室、MACDI-TOF 室、LC/MS/MS 室等。

本實驗室將由生化所蔡英傑教授及遺傳所林茂榮負責主持，生科系林照雄助理教授協助負責 LC/MS、MACDI-TOF 等儀器。

本實驗室擬僱用博士級常任研究人員及博士級研究員各一名，另外尚須碩士或學士級研究助理二名。另外生化所將聘請日本東京理科大學加茂政晴博士來華擔任客座副研究員，參與本實驗室規劃及運營。

儀器設備費：總預算為 3020 萬元。
人事費：研究員 1 名 400 萬元，博士後研究員 1 名 300 萬元，技術人員 1100 萬元，小計 1800 萬元。