PROTEOMICS LÀ GÌ

  -  
Các nghệ thuật phân tích protein

quý khách đã ao ước thừa nhận diện với định danh protein? Chúng tôi bao gồm 10 năm kinh nghiệm để đưa ra câu trả lời chính xác độc nhất và nhanh tuyệt nhất theo thử khám phá của bạn!


Đây là điều khoản truyền thống cuội nguồn nhưng lại được vận dụng thoáng rộng với có nhiều phương châm quan trọng đặc biệt vào nghiên cứu và phân tích protein. Thđọng độc nhất chúng có tác dụng cho các mẫu tinh vi trsống yêu cầu dễ dàng rộng bằng cách phân bóc tách tất cả hổn hợp mẫu mã thành các protein đơn côi hoặc những đội nhỏ tuổi. Thứ nhị, bọn chúng được cho phép riêng biệt sự không giống nhau về mức độ thể hiện của protein, với so sánh thân các chủng loại. Có 5 nghệ thuật thiết yếu để phân bóc protein chính là năng lượng điện di một chiều SDS-PAGE, điện di 2-DE, năng lượng điện di đẳng điện IEF, sắc ký kết lỏng nano tính năng cao HPLC, hơn nữa còn các cách thức phân tách bóc khác biệt tùy ở trong vào mục đích với nhu yếu áp dụng.

Bạn đang xem: Proteomics là gì

Điện di SDS-PAGESDS-PAGE được thực hiện theo LaemLi <71>. Trong cách thức này, những phân tử protein được phân tách bóc theo trọng lượng dưới công dụng của năng lượng điện ngôi trường không đổi. Protein được phân tách trong gel polyacrylamide với những độ đậm đặc khác biệt. Dưới tính năng của cái năng lượng điện một chiều, những protein gồm size không giống nhau sẽ dịch chuyển về điện cực trái vệt. Các phân tử protein đính với SDS phải bọn chúng đang tích năng lượng điện âm, cho nên vì vậy sự biệt lập về điện tích được sa thải.
 
*
  
lúc protein được chạy trong năng lượng điện trường ko đổi, phức hệ protein-SDS sẽ dịch chuyển xuyên thẳng qua các lỗ gel polyacrylamid cùng với gia tốc phục nằm trong vào hình dáng, form size phân tử. lúc đó protein sẽ được phân bóc tách thành các băng, vạch không giống nhau. Gel thường xuyên được thực hiện cùng với độ đậm đặc từ bỏ 5%-15% với hoàn toàn có thể được đuổi theo chiều nằm hướng ngang hoặc chiều thẳng đứng (Hình 5) <40>.Điện di 2-DE­Ngày này, chuyên môn điện di 2 chiều (two-dimensional electrophoresis, 2DE) càng ngày càng trở thành một luật được áp dụng rộng thoải mái nhằm mục tiêu phân bóc tách các tinh vi protein vào tế bào, tế bào và các dịch cơ thể <46>. Phương pháp điện di hai phía, thủy phân protein trong gel, tiếp nối thừa nhận dạng bằng khối phổ đang là 1 trong những phương thức truyền thống cuội nguồn hay sử dụng độc nhất. Tùy nằm trong vào size lỗ gel cùng giải gradient pH thực hiện, điện di 2-DE có thể phân bóc tách hàng ngàn protein (5000 protein, cùng hoàn toàn có thể phân phát hiện vệt protein với lượng      
*

 Kỹ thuật điện di 2-DE thực ra là sự kết hợp của nhị nguyên tắc phân bóc khác nhau. Theo chiều trước tiên, các phân tử protein được phân bóc dựa trên điểm đẳng điện pI vì nguyên lý hội tụ theo điểm đẳng điện IEF (Isoelectric focusing) trên một tkhô nóng strip bao gồm giải gradient pH xác định (ví dụ dải pH 3-10). Chiều máy hai, những phân tử protein được phân bóc tách bên trên điện di trên gel polyacrylamid (như điện di SDS-PAGE) (hình 6). Do đó, thực ra 2-DE là cách thức phân tách bóc protein theo 2D, (i) chiều trước tiên theo năng lượng điện với (ii) chiều sản phẩm nhị theo trọng lượng phân tử.Sự biệt lập về điểm đẳng điện pI (Isoelectric ponit) của các protein đó là đại lý của IEF. pI là quý hiếm pH trên kia điện tích bề mặt toàn bô của protein bằng 0 (protein không dịch chuyển trong năng lượng điện trường). Mỗi protein có một giá trị pI xác định. Tkhô cứng gel IPG (immobilized pH gradient) tạo ra một giải gradient pH cố định và thắt chặt, liên tục cùng tăng mạnh cùng với chiều nhiều năm không giống nhau (7 centimet, 11 centimet, 18 centimet, 24 cm) sẽ tiêu giảm sự di chuyển, nhận ra của các Hóa chất (vày chúng được thêm trên gel polyacrylamid) khiến cho quy trình phân tách ổn định rộng <84>. Ngoài năng lượng điện di 2DE các chuyên môn khác ví như năng lượng điện di mao quản lí, năng lượng điện di ngôi trường xung cũng thường được áp dụng để phân tách bóc proteinSắc ký lỏng nano nhiều chiều (2DnanoLC)Mặc dù 2-DE được áp dụng rộng thoải mái như một phương pháp truyền thống lịch sử nhằm phân bóc protein cơ mà tiêu giảm của nó là độ nhạy cảm tốt, ko tự động hóa, mất thời gian, tốn kỉm, tiến hành những lần tạo nên không đúng số. Do đó phương thức này gặp mặt nhiều trở ngại trong quy trình so với những protein gồm hàm vị tốt hoặc các protein có tính kỵ nước cao (nhỏng protein màng). Để quá qua phần đa tinh giảm này nhan sắc cam kết lỏng nano đa chiều (multidimensional nano liquid chromatography - MDnanoLC) được pháp triển nhỏng là 1 trong những phương pháp sửa chữa thay thế hiệu quả (hình 8) <87>.
 
  
*

Bằng sự phối kết hợp của những nghệ thuật phân bóc tách những cột tiếp tục nhau phụ thuộc sự phối kết hợp của phương pháp nhan sắc ký hiệp thương ion (SCX), sắc ký kết ái lực cùng phương thức sắc cam kết ngược pha (RP) <121>. Điểm đáng chú ý trong cách thức này, đó là kích thước cột cực kỳ bé bỏng (ID vài ba mm), cùng vận tốc cái hết sức rẻ (0,2 ml/phút).
Phương thơm pháp nhan sắc cam kết lỏng nano đa chiều kết nối trực tuyến với hệ kân hận khối hận QSTAR XL sử dụng những kế hoạch cột nhan sắc ký những chiều không giống nhau cùng với 2 lần bán kính cột và vận tốc loại cực thấp vẫn cùng đang được thực hiện trẻ trung và tràn đầy năng lượng để phân bóc với thừa nhận diện những mẫu mã phức hợp <7>. Điểm đặc biệt của phương pháp này sẽ là có thể áp dụng lượng mẫu nhỏ tuổi, tự động, chính xác với có công dụng phân bóc tách xuất sắc nhiều peptid đồng thời chỉ trong một lần chạy <120>. Ngoài sắc đẹp ký kết lỏng nano, các cách thức khác như dung nhan ký kết hiệu năng cao HPLC, sắc đẹp ký kết ái lực, dung nhan ký ngược trộn cũng được áp dụng phối hợp nhằm phân tách bóc protein. Sự kết hợp này được gọi là sắc cam kết tiếp tục (tandem LC).
 Kăn năn phổ - Trung trọng tâm của proteomics Pmùi hương pháp khối hận phổ (Mass Spectrometry-MS) càng ngày được sàng lọc để phân tích các phức tạp protein, là 1 trong những nghệ thuật được vận dụng rộng thoải mái tuyệt nhất với chẳng thể thay thế trong những nghiên cứu và phân tích các thành phần hỗn hợp protein những năm vừa mới đây <7, 9, 18, 30>. Proteomics dựa vào nguyên tắc khối phổ đã trở thành một môn khoa học thực sự dựa vào gồm các dữ liệu về trình từ gen với genome cùng rất những thành quả nổi bật trong không ít nghành nghề <2>. Việc phát triển các sản phẩm công nghệ kân hận phổ bao gồm độ sắc nét, độ tinh tế, độ đúng đắn cùng tự động hóa ngày càng cao khiến cho kăn năn phổ phát triển thành trung trung tâm vào nghiên cứu protein với nghành nghề dịch vụ proteomics trở buộc phải kỳ thụ hơn. Các nghệ thuật này ngày càng quan trọng thay thế nhằm mục đích lý giải số đông biết tin được mã hoá vào genome.
Kăn năn phổ là nghệ thuật so với đo phổ về khối lượng của những phân tử tích điện Lúc bọn chúng di chuyển trong điện ngôi trường. Mẫu được ion hóa trở thành các phân tử tích năng lượng điện khác nhau và được phân bóc tách phụ thuộc vào sự sai không giống về cực hiếm m/z. Dữ liệu phổ kăn năn được tự động hóa đánh dấu và sử dụng để dìm dạng protein bởi các cách thức tin sinch học.Hoạt rượu cồn cùng kết cấu bình thường của máy khối phổBan đầu, mẫu (i) được ion biến thành các ion ở những trạng thái tích điện khác nhau, (ii) kế tiếp những ion mẫu mã sẽ được phân tách bóc dựa trên sự biệt lập về quý giá m/z, (iii) ghi tài liệu phổ về kân hận của các ion đang phân tách với việc giúp đỡ của các phần mềm tin sinc học tập được cho phép tìm tìm trên những cơ sở tài liệu và phân tích kết quả nhận được. Máy khối phổ ko đo cân nặng (m) mà chúng đo cực hiếm m/z (mass/charge ratio).

Xem thêm: Tiếng Vang Là Gì - Khi Nào Tai Ta Nghe Thấy Tiếng Vang


Hệ thống kân hận phổ có tương đối nhiều nhiều loại với được áp dụng rất đa dạng chủng loại trong những nghành nghề không giống nhau. Trong đó, có hai các loại hệ thống hay sử dụng chủ yếu vào proteomics là MALDI-TOF và ESI-MS/MS <2, 10>. Hai khối hệ thống này tương đối không giống nhau cơ mà bổ sung cập nhật cho nhau với một mục tiêu là dấn dạng protein. Máy khối phổ bao gồm 3 phộ phận bao gồm đó là (i) nguồn ion hóa mẫu, (ii) bộ phận so sánh khối, (iii) bộ phận ghi phổ (detector). Tùy nằm trong vào những nhiều loại nguồn cùng bộ so sánh khối cơ mà vật dụng khối phổ gồm thông số kỹ thuật cùng nguyên lý chuyển động không giống nhau. Hình 9 minh họa sơ vật kết cấu đơn giản của khối hệ thống khối hận phổ.
*
Có 2 nhiều loại nguồn ion hóa mẫu hay được sử dụng chính là nguồn MALDI với ESI.Kỹ thuật MALDI-TOF
MALDI là thuật ngữ chỉ phương pháp ion hóa chủng loại hấp thụ dựa trên sự cung cấp của các chất nền với năng lượng laser (Matrix-assisted laser desorption ionization, MALDI). Nguồn MALDI áp dụng các hóa học nền cung ứng để ion hóa mẫu mã dưới tác dụng của năng lượng laser mập.
  
*

Ban đầu, chủng loại được xử trí, làm tinh không bẩn bằng các phương pháp không giống nhau. Sau kia chủng loại so với được trộn với các chất nền (các axit yếu ớt như sinapinic) cất những phân tử hữu cơ nhỏ dại có công dụng hấp thụ năng lượng ánh nắng làm việc số đông bước sóng nhất quyết. Hỗn hợp mẫu mã cùng hóa học nền được chuyển lên ktuyệt cùng cất cánh hơi tạo thành thành các hạt tinc thể bám với peptid. Dưới tính năng của mối cung cấp năng lượng laser cực lớn chiếu vào có tác dụng cho các hóa học nền (axit yếu) dung nạp tích điện cùng bật ra những photon. Mẫu được kêt nạp photon và năng lượng sẽ tiến hành lấn sân vào khối hệ thống kân hận phổ TOF. Các ion dương thường được tạo ra so với mẫu dạng những peptid/protein. Mỗi peptid bao gồm Xu thế dung nạp một photon tác dụng là ion peptid đang tích năng lượng điện dương +1.Phương thơm pháp MALDI-TOF cùng MALDI-TOF MS thường được áp dụng cho những mẫu protein dễ dàng và đơn giản, và hơi tinh không bẩn <10>. Ưu điểm là hoàn toàn có thể giải trình tự axit amin mảnh peptid cùng đo chính xác trọng lượng, nhưng mà này lại không tương thích cho vấn đề phân tích tất cả hổn hợp protein tinh vi.Kỹ thuật ESI-MS/MSESI (ElectroSpray Ionization) là thuật ngữ chỉ phương thức ion hóa chủng loại bởi phương pháp xịt chùm ion trong dung dịch tạo thành thành đám sương mù cùng với những giọt nhỏ dại dễ cất cánh khá.Cơ chế buổi giao lưu của nguồn ESI hơi đơn giản dễ dàng. Dưới áp lực đè nén chiếc liên tục, 2 lần bán kính cột bé xíu cùng hiệu điện núm cao (2500V), peptid sẽ được phun tơi thành các giọt bé dại nhiều điện tích thoát khỏi đầu klặng phun. Klặng phun sẽ tạo nên thành các giọt bé dại, nlỗi đám sương mù (đám mây khí ion), dễ bay khá, các giọt này đựng peptid cùng các yếu tố dung môi khác. Quá trình bay hơi được triển khai vị ánh sáng hoặc màng chắn khí nitơ (curtain gas) tạo cho mẫu dễ cất cánh khá. Kết quả là chỉ với peptid tích năng lượng điện với cất cánh vào bộ phận phân tích kân hận của sản phẩm kân hận phổ thường xuyên MS/MS.
  
*
 Ngược với MALDI, mối cung cấp ESI ion hóa mẫu vào dịch lỏng. Khi kia peptid đã mãi sau nghỉ ngơi dạng ion chính vì chúng chứa các team chức, với năng lượng điện của bọn chúng phụ thuộc vào vào pH của dung môi. Ở cực hiếm pH axit (pH 3,5 hoặc rẻ hơn) protein/peptid vẫn có năng lượng điện dương với được phân tách bởi sắc đẹp ký kết nano nhiều chiều tốt hơn <3>. Do kia, mối cung cấp ESI tốt được kết nối trực tiếp với hệ sắc đẹp ký kết lỏng cùng thường xuyên phân tích các peptid làm việc chính sách ion dương. Hệ ESI-MS/MS bao gồm điểm mạnh là auto, ion hóa cao, có tác dụng liên kết năng động cùng với dung nhan cam kết và kăn năn phổ, peptid thường xuyên nghỉ ngơi tâm lý nhiều năng lượng điện (+2, +3...). Trạng thái tích đa năng lượng điện tạo cho giá trị m/z phù hợp với giải kân hận có thể chấp nhận được của những bộ phận đối chiếu kăn năn nlỗi quadrupole với ion-trap. Hệ nanoLC-MS/MS có thể phân tách các thành phần hỗn hợp protein phức hợp với hàng vạn protein được trao dạng. 
*
Có bố nhiều loại phần tử phân tách kân hận thường xuyên MS/MS (tandem mass analyzer) là triple quadrupole (hình 12), ion-trap với quadrupole-time of flight.
*
Mặc dù những bộ phận so sánh kăn năn này chuyển động không giống nhau cơ mà bọn chúng có chung một công dụng là phân bóc khối những ion vào năng lượng điện ngôi trường. Hỗn đúng theo ion được sinh ra từ bỏ nguồn ESI sẽ được đi qua thành phần phân tách kân hận tiếp tục nhằm phân tách bóc, tuyển lựa và vào phòng phân mảnh CID (collision-induced dissociation).  Ion peptid sẽ bị phân mhình họa thành các đoạn nhỏ dại rộng được đo cùng ghi phổ tại detector. Quá trình phân mhình họa thường xuyên được call là quy trình thực hiện MS/MS.Các ứng dụng tin sinh họcCông thay proteomics quan trọng đồ vật tía là những ứng dụng tin sinch học tập. Các ứng dụng này hoàn toàn có thể đối chiếu, search tìm với hỗ trợ hiệu quả chiếm được bên trên các các đại lý dữ liệu. Các phần mềm ngày này trở nên tân tiến vô cùng bạo dạn, đấy là lĩnh vực tin sinc học mới lạ và cuốn hút. Những tài liệu thực sát hoạch được thực sự nên so với bổ sung bằng các phxay test cùng thuật toán trên máy tính xách tay <55>. Do đó tự sự cải cách và phát triển các phần mềm đối chiếu, so sánh hình hình ảnh gel 2D như PD Quest, Quantity one (Bio-Rad), Progenesis (Nonlinear Dynamics) mang lại những dữ liệu so với về khối phổ, với những điều khoản đã được chào bán cùng với những sản phẩm tương ứng nhỏng MASCOT (Matrix Science) hay SEQUEST (Thermo Finnigan). Các ứng dụng này được dùng để đối chiếu phổ MS/MS thực nghiệm thu được với phổ định hướng tự trình trường đoản cú những protein vào cơ sở dữ liệu (Swiss-Prot, EST sequence data, Genomics sequence data).Một số công cụ trực đường trên Internet qua phần lớn link được cung cấp tự ExPASy (www.expasy.ch/tools.html) <56>. Trong thời điểm này, các ứng dụng dự đân oán cấu tạo, chức năng và vị trí của protein cũng trở nên tân tiến khôn xiết to gan lớn mật nhỏng QuickGO (http://www.ebi.ac.uk/ego/index.html), amiGO (http://www.geneontology.org/). Những quy định này chất nhận được không chỉ là dìm diện, hơn nữa xác minh đa số công dụng, từ bỏ những thuộc tính lý-hóa cơ phiên bản mang lại dự đân oán rất nhiều cải biến với cả phần đa cấu trúc tía chiều của protein. Những đại lý dữ liệu về những protein được chú giải, tương tự như về hình hình họa năng lượng điện di hai chiều là vấn đề cốt yếu của bioinformatics vào nghiên cứu và phân tích proteome.

Xem thêm: Apple Beta Software Program, Download Ios 11 Beta 9 Now On Your Iphone Or Ipad

Các cơ sở tài liệu về trình trường đoản cú gene cùng proteinProteomics - kỹ thuật về hệ protein được kế thừa, cải tiến và phát triển trên các đại lý rất nhiều chiến thắng có được của genomics, với đa phần dựa vào các cơ sở dữ liệu về trình từ gen và protein. Trong khi, sự trở nên tân tiến của các nghệ thuật new nlỗi điện di hai phía (2-DE), sắc ký lỏng nano nhiều chiều (nanoLC), kân hận phổ (MS) đang dần tạo thành một số trong những lượng lớn tưởng những số liệu. Tất cả những tài liệu nói trên đang được xử lý, hòa hợp tốt nhất và có thể chấp nhận được dễ dàng áp dụng đến việc tìm và đào bới tìm.Hiện nay các cửa hàng tài liệu to nhỏng NCBI (Mỹ), Swiss-Prot (Thụy Sĩ), Gene Ontology Annotation, European Bioinformatics Institute-EBI (Châu Âu), HUPO (Human Proteome Organization) (đa quốc gia), HPP (Human Plasma Proteome), PDB (Protein Data Bank) đang và đã cải tiến và phát triển hết sức nhanh lẹ. Lư­ợng công bố đa dạng chủng loại vị các nghiên cứu về proteome đem đến trọn vẹn hỗ trợ mang đến số đông công bố DT tự đầy đủ nghiên cứu về genome. Proteomics sẽ là các đại lý cho sự phát triển của genomics chức năng. Sự kết hợp thân genomics, proteomics cùng bioinformatics vẫn vào vai trò chủ đạo trong số phân tích về sinh-y học, là nền tảng cho việc cải cách và phát triển những sản phẩm chẩn đoán và điều trị trong t­ương lai.